10 Основные правила проектирования
10.1 Общие положения
При проектировании машин и их деталей рекомендуется придерживаться ряда конструктивных положений общего характера, установленных практикой машиностроения.
1 При расчете деталей машин диаметры и длины необходимо округлять до нормальных линейных размеров по ГОСТ 6636-69, что имеет очень большое экономическое значение, так как это приводит к сокращению применяемой при изготовлении деталей машин и контроле производства номенклатуры режущего и измерительного инструментов.
2 Не следует применять резких изменений сечения. Во избежание появления в этих местах концентрации напряжений, часто являющейся причиной поломок, все переходы рекомендуется сопрягать плавными закруглениями не слишком малого радиуса.
Все
внешние углы деталей должны быть снабжены
фасками, внутренние углы – галтелями.
Фаски обычно выполняют под углом 45°.
Катет f
фаски для цилиндрических деталей общего
назначения можно определять из соотношения
,
гдеd
– диаметр вала. Значение f
округляют до стандартных величин: 0,2;
0,5; 0,8; 1; 1,2; 1,5; 1,8; 2; 2,5; 3; 3,5; 4; 5 [29, т. 1, с.
612].
На свободных, несоприкасающихся поверхностях фаски делают размером 0,1 – 0,2 мм. В отличие от конструктивных фасок их на чертеже не изображают, а указывают в технических требованиях чертежа надписью типа: Острые кромки притупить.
Галтели перекрывают фасками (а) и галтелями большего радиуса (б), чем галтель охватываемой детали (рисунок 10.1).
а)
б)
Рисунок 10.1 – Фаски и галтели деталей
3 При конструировании деталей машин нельзя копировать их в отношении масштабов, так как это приводит к неправильным размерам, большей частью преувеличенным, к нерациональному расходу материала и ненужному увеличению массы.
4 Машина и ее отдельные узлы должны быть спроектированы так, чтобы была возможность сборки отдельных их частей и чтобы можно было удобно и надежно смазывать трущиеся части машины.
5 При проектировании машины нужно предусматривать возможность удобного ремонта и легкой замены изношенных частей. Все ответственные, опасные и изнашивающиеся части должны быть доступны для надзора и осмотра, для разборки и сборки.
6 Чем выше точность обработки деталей, тем они дороже. Поэтому ГОСТ 25346-89 установлены допуски, т.е. необходимые для практики пределы точности обработки. При работе по допускам все части получаются взаимно заменяемыми.
7 Стоимость материалов, из которых изготавливается машина, составляет от 30 до 60 % полной стоимости машины. Экономию на стоимости материала можно получить как путем уменьшения количества потребного материала на машину, так и путем замены дорогостоящего материала более дешевым. Поэтому при проектировании машин весьма рационально выбрать материал для их деталей.
Исходя из практики, рекомендуется применять:
для станин – чугунное литье из серого чугуна как самое дешевое;
для второстепенных и малоответственных деталей – низкоуглеродистую сталь;
для ответственных деталей, где требуется повышенная твердость и прочность, в зависимости от назначения деталей – соответственно среднеуглеродистую или высокоуглеродистую сталь;
для особо ответственных подвижных деталей – легированную сталь.
Для изготовления некоторых деталей машин применяют сплавы алюминия, где особенно важно снижение массы машины (авиастроение), пластмассы, текстолит, древопластики, различные композиционные материалы, кожу техническую (для ремней, манжет, прокладок, колец, сальниковых набивок и т.п.), войлок (для сальников) [28, 30, 49,50].
Рабочие чертежи деталей должны содержать все необходимые данные, определяющие материал, размеры и их допуски, термическую обработку отклонения формы и расположения поверхностей, шероховатость и другие сведения, необходимые для изготовления и контроля деталей.
Количество размеров на чертеже должно быть минимальным, но достаточным для изготовления и контроля детали.