1 ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ

Проектирование машин и их деталей является особым видом инженерного искусства. Для правильного проектирования недостаточно знания одной лишь теории, а необходимо:

• знание существующих конструкций и умение в них критически разбираться;

• знание условий работы проектируемой машины;

• знание методов изготовления деталей;

• умение конкретно воплощать свои идеи в виде конструктивного чертежа.

Умственное представление всего проектируемого должно предшествовать чертежу так же, как мысль должна предшествовать слову.

Рационально спроектированная и правильно построенная машина должна быть прочной, долговечной, возможно дешевой и экономичной в работе, а также безопасной для обслуживающих ее лиц. Этим основным требованиям должна удовлетворять не только каждая машина в целом, но и каждая отдельная ее деталь.

Стоимость машины определяется стоимостью материала, изготовления и обработки ее деталей, а также массой машины, т.е. экономией машиностроительных материалов.

Габариты и масса машины в значительной степени определяются ее кинематической схемой и компоновкой узлов и деталей. Компоновка должна быть такой, чтобы возможно полнее использовать рабочее пространство рам, станин и корпусов, а это приводит к экономии материалов и снижению их стоимости.

Для снижения стоимости машин большое значение имеет также замена дорогостоящих материалов (например, цветных металлов, легированных сталей) более дешевыми (пластмассами, древопластиками), когда это не вызывает ухудшения качества машин.

Снижение стоимости машин может быть достигнуто при использовании более прочных, хотя и более дорогих, материалов для изготовления основных деталей, от которых зависят размеры отдельных узлов и всей машины. Например, в редукторах применение высокопрочных сталей для изготовления зубчатых колес приводит к уменьшению размеров не только их, но и размеров корпуса редуктора, рамы машины или привода и тем самым к снижению их стоимости.

Использование точных методов расчета деталей машин позволяет брать для них минимальные запасы прочности.

Наиболее выгодной является та машина, у которой сумма всех эксплуатационных расходов, включая амортизацию, ремонт, смазку и т.д., наименьшая.

Для удешевления машины при повышении ее качества огромное значение имеет применение стандартных деталей и узлов. Многие размеры конструкции не рассчитывают, а применяют на основе опыта проектирования подобных устройств. Это сокращает также процесс проектирования и время на изготовление машины.

Одним из важнейших требований, предъявляемых к машине при ее проектировании, является увеличение ее коэффициента полезного действия, что достигается рациональным выбором кинематической схемы, материала, формы и обработки трущихся деталей, смазки трущихся поверхностей ее деталей.

Начало вычерчивания машины никогда не следует задерживать до полного окончания расчета. Эта первая, обычная ошибка начинающих почти всегда влечет за собой бесполезную трату времени и труда на неизбежные в этом случае переделки расчета и неожиданные недоразумения при вычерчивании. Поэтому к выполнению чертежа следует приступать сразу же, как только расчет даст достаточно данных для него, т.е. на чертеже проверяются все полученные расчетом размеры.

При проектировании машин следует предусматривать средства защиты от возможных несчастных случаев. Так, вращающиеся части машин необходимо ограждать щитами, кожухами и другими устройствами; необходимо обращать внимание и на внешний вид машины

В процессе проектирования инженер решает целый ряд сложных и разнообразных задач. Он должен разработать машину, способную выполнять заданные функции в течение определенного срока службы, учитывать требования экономики, технологии, эксплуатации, транспортировки, техники безопасности и др. Для того, чтобы удовлетворять эти требования, конструктор должен уметь выполнять кинематические, силовые, прочностные и другие расчеты. Совершенствование конструкций деталей машин, методов их расчета и введение новых стандартов должно находить отражение в курсовом проектировании. Фотографии, чертежи типовых конструкций, образцы изделий и все, что можно найти в атласах, альбомах и других пособиях, не должны рассматриваться как образцы, подлежащие слепому копированию. Они лишь помогают студенту освоить опыт проектирования и на основе этого разработать свою конструкцию, удовлетворяющую требованиям задания. Из множества форм, которые можно придать детали, из множества материалов, обладающих разнообразными свойствами он должен выбрать такие, которые позволяют наивыгоднейшим образом использовать эти свойства для повышения эффективности и надежности работы изделия.

Основы проектирования не менее важны и для инженера технолога также, как и основы технологии для инженера конструктора.

5