DM_1 / Деталі машин КЛ [Стадник В. А

2.3. Стадії розроблення технологічної документації та етапи

виконання робіт

30

2.4. Основні конструкторські документи:

До основних конструкторських документів відносяться:

1.Креслення деталей;

2.Складальні креслення (СК);

3.Креслення загальних видів (ВЗ);

4.Креслення монтажні, габаритні, теоретичні;

5.Специфікації;

6.Відомість (купованих виробів, узгоджень);

7.Схеми (кінематичні, принципіальні).

8.ТЗ – Технічне завдання, ТП – Технічна пропозиція;

9.Розрахунок:

а) Вихідні дані і постановка задачі; б) Схема, креслення або рисунок виробу; в) Висновки.

10.Таблиці, схеми;

11.Пояснювальна записка;

12.Інструкція;

13.Патентний формуляр і карта технічного рівня.

2.5. Автоматизація проектування на базі САПР

У зв’язку з бурхливим розвитком обчислювальної техніки в останні роки з’явились необмежені можливості в оптимізації конструкції машин.

Так, якщо розрахунки пасової передачі за допомогою мікрокалькулятора в минулому виконували за 8…10 годин, то виконання тих же розрахунків за програмою на ЕОМ з програмним забезпеченням виконується за одну-дві хвилини.

Розрахунки редукторів з використанням мікрокалькулятора виконувалось раніше протягом багатьох десятків годин.

31

Використання комп’ютера дозволяє одночасно розрахувати велику кількість варіантів ( наприклад 40 ), і вибрати редуктор з оптимальними параметрами за габаритами, точністю, міцністю, надійністю і вартістю.

В теперішній час оптимізація конструкцій є одним із розділів науки про систему автоматизованого проектування ( САПР ).

Виконання графічних робіт за допомогою комп’ютера з програмним забезпеченням в десятки разів скорочує строки проектування окремих деталей, вузлів машин в цілому. Існують програми, що дозволяють не тільки спроектувати машину, але і провести її віртуальні випробування.

Однак складання таких програм – процес дуже трудомісткий і дорогий, а готові програми коштують досить дорого.

Для розробки і правильного використання таких програм вимагаються спеціалісти високого класу, які досконало володіють курсом «Деталі машин».

Контрольні запитання

1.У чому полягає зміст проектування і конструювання?

2.Основні вимоги до виконання дослідно-конструкторських робіт

(ДКР).

3.Основні вимоги до показників продукції машинобудування.

4.Назвіть стадії розроблення конструкторської документації.

5.Які основні конструкторські документи передбачені стандартом?

32

Тема 3. Основні вимоги до деталей та вузлів.

3.1. Основні критерії працездатності і розрахунку деталей машин

Всі деталі, що входять в конструкцію машини повинні мати високу надійність і економічність, тобто володіти властивостями, які, як правило, заперечують одна одну.

Надійність – це властивість зберігати свою працездатність протягом визначеного часу.

Економічність визначається вартістю всіх витрат при виготовленні деталі і при її експлуатації.

Працездатність – це стан виробу ( споруди, машини, деталі і т. п. ), при якому він здатний виконувати задані функції, зберігаючи значення заданих параметрів у границях, установлених нормативно-технічною документацією.

Працездатність оцінюється рядом критерій, основними серед яких є: економічність, міцність, жорсткість, зносостійкість, надійність, теплостійкість, вібростійкість та ін. В залежності від умов, в яких працює деталь, один із критеріїв може виступати в якості домінуючого фактора. Так, якщо для кріпильних гвинтів критерієм працездатності є міцність, то для ходових гвинтів – жорсткість і зносостійкість. Працездатність деталі закладається в процесі проектування з урахуванням знання умов її експлуатації шляхом раціонального вибору матеріалу, конструктивної форми і розрахунком розмірів за одним або декількома параметрами. Для більшості деталей міцність є головним критерієм працездатності Втрата міцності навіть однієї деталі може призвести не тільки до простою машини, а й до нещасного випадку.

Враховуючи важливість такого впливу на працездатність машини, розглянемо кожний із вищеназваних критерій.

Економічний фактор грає першорядну роль в конструюванні.

33

Основними факторами, що визначають економічність є: а) корисна віддача; б) надійність; в) затрати на оплату праці операторів; г) споживання енергії; д) вартість ремонтів.

Економічна ефективність визначається коефіцієнтом рентабельності

Уніфікація полягає в багатократному використанні в конструкціях одних і тих же елементів, що сприяє скороченню номенклатури деталей і зменшенню вартості виготовлення, спрощенню експлуатації та ремонту машин.

Уніфікація конструктивних елементів дозволяє зменшити номенклатуру обробних, вимірювальних та монтажних інструментів.

Уніфікації піддають посадочні спряження ( посадочні діаметри, різьбові з’єднання, діаметри та тип різьб, посадки і точності розмірів, розмірів під ключ, зубчасті зачеплення ( модуль, тип, точність розмірів ), фаски і галтелі.

Уніфікація оригінальних деталей і вузлів може бути внутрішньою ( в границях даного виробу ) і зовнішньою ( запозичення деталей з інших машин даного або суміжного заводу ).

Найбільший економічний ефект дає запозичення деталей машин, що серійно випускаються, коли деталі можна одержати в готовому вигляді.

Запозичення деталей машин одиничного виробництва, машин, які зняті з виробництва, коли одержання деталей неможливе, має тільки одну позитивну сторону – перевіреність деталей досвідом експлуатації.

34

Уніфікація марок, сортаменту матеріалів, електродів полегшує постачання.

Ступінь уніфікації оцінюється коефіцієнтом уніфікації, який представляє відношення:

числа z ун уніфікованих деталей до загального числа деталей z

експлуатацію і ремонт машин, і при доцільності конструкцій стандартних деталей сприяє збільшенню надійності машин.

Стандартизація дає найбільший економічний ефект при скороченні числа використовуваних типорозмірів стандартів, тобто при їх уніфікації.

Ступінь стандартизації оцінюється коефіцієнтом стандартизації

N

де Nc – число стандартних деталей; N – загальне число деталей у виробі.

Міцність – основний критерій працездатності більшості деталей, що характеризує довготривалу і надійну роботу машин. Цим критерієм оцінюють здатність деталі опору руйнуванню або пластичному деформуванню під дією прикладених до неї навантажень. Основи розрахунків на міцність вивчають в дисципліні „ Опір матеріалів”.

35

В курсі „ Деталі машин” загальні закони розрахунків на міцність розглядають стосовно до конкретної деталі і придають їм вид інженерних розрахунків, які враховують реальні фактори роботи деталі.

Розрізняють об’ємну та контактну міцність.

Поломки деталей можуть призводити не тільки до простою машини, але і до нещасних випадків.

Поломки бувають статичні та від утоми.

Умова міцності в загальному виді записується так:

нормальне і дотичне напруження.

Розрахунки на міцність при змінних напруженнях у більшості випадків виконують як перевірний за формулою

(3.6)

де S – розрахунковий ( дійсний ) коефіцієнт запасу міцності, а [S ] – допустимий коефіцієнт запасу міцності.

Перед розрахунком деталей на міцність необхідно мати чіткі уявлення про властивості матеріалів, з яких мають намір виготовити деталь і про навантаження, що сприймається деталлю.

Більшість матеріалів для виготовлення деталей підпорядкована закону

Гука.

36

Рис. 3.1. Типова діаграма деформування Матеріалу при розтягуванні

На цьому рисунку:

σ - нормальне напруження, МПа (Н/мм2);

l- абсолютне подовження, мм;

σпц - границя пропорційності (точка А),Н/мм2;

σп - границя плинності (точка В), Н/мм2 (рос. граница текучести σ т );

σм - границя міцності або тимчасовий опір розриву (точка С), Н/мм2 (рос.

предел прочности σ в или временное сопротивление разрыву); σ к - напруження в момент руйнування (точка Д), Н/мм2; [σ ] - допустиме напруження, Н/мм2;

Зона ОА – зона пружності; Зона АВ – зона загальної плинності (рос. текучести);

Для зони ОА справедливий закон Гука;

Е = tgα = σ ε = const , МПа (Н/мм2) – модуль пружності.

37

Жорсткість оцінюють співставленням розрахункових деформацій деталей (прогинів y , кутів повороту перерізів θ , кутів закручування ϕ та ін.) при дії максимальних експлуатаційних навантажень з допустимими деформаціями; умови жорсткості записують у вигляді:

методами, що вивчаються в курсі опору матеріалів. Розрахунки на жорсткість повинні виключати вихід із зони пружних деформацій. В деяких випадках обмежується величина прогину y ≤ [y], наприклад, при розрахунку валів.

Це пояснюється тим, що збільшення прогину погіршує роботу зубців в зачепленні зубчастих коліс, погіршує роботу підшипників.

Велика величина прогину при виготовленні деталі знижує якість обробки (точність і продуктивність). Допустимі значення норм жорсткості установлюють на основі досвіду експлуатації і розрахунку.

Поняття контактної жорсткості деталей належить не тільки до випадку початкового контакту по лінії або в точці, але і до випадку контакту по великій номінальній площі.

Контактні деформації однорідних деталей з початковим дотиком по лінії або в точці визначають за формулами теорії Герца, а контактні деформації при великій номінальній площі контакту – на основі експериментально встановлених коефіцієнтів контактної податливості.

Зносостійкість

Зношування (спрацьовування) – процес руйнування поверхневих шарів деталей при терті, що приводить до поступової зміни розмірів, форми і поверхні деталей. Результатом зношення (спрацьовування) є знос (спрацювання).

Відношення товщини шару h, знятого в результаті зношування, до шляху тертя L (шляху переміщення точки, в якій фіксують знос, відносно

39