1.5.3. Понятие о технологии проектирования

Технология проектирования деталей (узлов, изделий) включает в себя организацию и определение порядка проектирования, выбор формы проектирования, оформления и обращения конструкторской документации и др.

Технология проектирования оказывает существенное влияние на стоимость и трудоемкость проектирования, технико-экономический уровень проектируемых объектов.

Форма организации процесса проектирования определяется составом средств, методов и содержанием труда инженерно-технических работников. Различают безмашинную (ручную) форму, а также формы типового, группового и частично механизированного типового проектирования, системы автоматизированного проектирования (САПР).

Первые из указанных форм требуют значительных затрат рабочего времени на поиск информации о стандартных элементах, материалах, ранее спроектированных конструкциях, а также работы по вычерчиванию типовых изображений. Для сложных конструкций время проектирования может превосходить сроки эксплуатации изделий.

Упорядочение технологии проектирования может достигаться на основе применения систем автоматизированного проектирования (САПР). САПР – организационно-технические системы, выполняющие автоматизированное проектирование объектов и состоящие из комплекса средств автоматизации проектирования, взаимосвязанного с подразделениями проектной организации. Объектами проектирования в САПР являются изделия, технологические процессы и организационно-технические системы.

САПР повышают технико-экономический уровень проектируемых объектов, сокращают сроки, уменьшают стоимость и трудоемкость проектирования.

Контрольные вопросы

1. Сформулировать основную цель изучения раздела прикладной механики «Детали машин».

2. Что изучается в теории механизмов и машин и в деталях машин?

3. Что называется машиной и механизмом?

4. Дать классификацию машин.

5. Сформулировать основные требования, предъявляемые к машинам и механизмам. Применительно к артиллерийскому вооружению

6. Что такое работоспособность и надежность машины?

7. Назвать основные критерии работоспособности деталей машин.

8. Что такое прочность и жесткость элементов конструкций?

9. Что такое износостойкость и теплостойкость деталей машин?

10. Назвать и пояснить виды изделий, установленные ГОСТом. Привести примеры из артиллерийской техники.

11. Перечислить стадии разработки конструкторской документации, установленные ГОСТом.

2. Механизмы

2.1. Назначение, классификация и применение механизмов

Механические механизмы предназначены для преобразования движения одного или нескольких твердых тел в требуемые движения других твердых тел. В машинах они выполняют передаточные, управляющие и рабочие функции. В элементном составе механизма выделяют: звенья, кинематические пары (КП), кинематические цепи (КЦ).

З в е н о м называют твердое тело, входящее в состав механизма. Звено может представлять одну деталь или совокупность нескольких жестко соединенных деталей, совершающих одно движение. Звено, принимаемое за неподвижное, называется с т о й к о й.

Например, механизм двигателя внутреннего сгорания включает одно неподвижное звено – картер и три подвижных – коленчатый вал (кривошип), шатун и поршень. Шатун и поршень состоят из нескольких деталей. Звено, которому сообщается движение, преобразуемое механизмом в требуемые движения других звеньев, называется входным (ведущим). Звено, совершающее движение, для выполнения которого предназначен механизм, называется выходным (ведомым). Остальные подвижные звенья называются соединительными или промежуточными.

Звенья соединяются между собой подвижно. Два звена, подвижно соединенные между собой, называют к и н е м а т и ч е с к о й п а р о й.

Для плавного движения необходимо постоянное соприкосновение звеньев.

Соприкосновение двух звеньев может быть по поверхности, линии или в точке.

Кинематические пары ограничивают относительное движение звеньев. Эти ограничения называют условиями связи.

Звенья различают по конструкции и виду движения. Основные типы звеньев приведены в таблице 2.1. Каждое звено в зависимости от конструкции может иметь собственное название и специальное назначение (зубчатое колесо, вал, шкив, пружина и т.д.).

Систему звеньев, связанных между собой кинематическими парами, называют к и н е м а т и ч е с к о й ц е п ь ю. Механизмы могут быть плоскими и пространственными (роботы, манипуляторы и др.).

Исходя из кинематических, конструктивных и функциональных свойств механизмы подразделяют на рычажные, кулачковые, с зацеплением (зубчатые, винтовые, червячные, планетарные, волновые), фрикционные и с гибкими звеньями (ременные, цепные и др.).

Все виды механизмов широко применяются в артиллерийской технике. Например: рычажные механизмы затвора арторудия (запирающий, ударный, спусковой, выбрасывающий); грузоподъемных машин; поворотные и подъемные механизмы арторудий с передачами зацепления и т.д.

Рычажными называются механизмы, звенья которого образуют только вращательные, поступательные, цилиндрические и сферические пары. Их применяют для обеспечения требуемого движения рабочего органа машины, прибора, аппарата. Основные достоинства рычажных механизмов: способность передавать большие силы, разнообразие движений выходного звена, надежность, низкая стоимость и др. Наиболее распространенными в военной технике являются плоские четырехзвенные механизмы.

Таблица 2.1.

№ п/п	Наименование	Эскиз, обозначение	Движение	Особенности
1	2	3	4	5
1	Стойка		Отсутствует
2	Кривошип		Вращательное	Полный оборот
3	Коромысло		Колебательное	Неполный оборот, возвратное движение
4	Шатун		Плоскопараллельное	Нет пар, связанных со стойкой
5	Ползун		Поступательное	Возвратное движение
6	Кулиса	а) б) в)	Колебательное, вращательное. Плоскопараллельное. Поступательное.	Направляющая для ползуна. Возвратное движение

Продолжение таблицы 2.1

1	2	3	4	5
7	Кулачок	а) б) в)	Вращательное. Плоскопараллельное. Поступательное.	Профиль определяет движение ведомого звена. Возвратное движение.
8	Зубчатое колесо		Вращательное.	Зубчатый контур

Кривошипно-ползунный механизм (рис.2.1).

Рис. 2.1

Звено 1, совершающее полнооборотное вращательное движение, называют кривошипом. Звено 2, совершающее сложное движение (поступательное вместе с полюсом А и вращательное вокруг полюса А), называют шатуном. Звено 3, совершающее возвратно-поступательное движение, называют ползуном. Звено 4, которое при движении звеньев механизма остается неподвижным называется стойкой.

Кривошипно-ползунный механизм служит для преобразования вращательного движения кривошипа в прямолинейно-возвратное движение ползуна или наоборот и находит наибольшее применение. Он является основным механизмом в поршневых машинах (двигатели внутреннего сгорания, компрессоры, насосы, прессы и т.д.).

Шарнирный четырехзвенный механизм (рис.2.2).

Рис. 2.2

Звено 3 механизма, совершающее неполнооборотное вращательное движение, называют коромыслом.

Этот механизм может быть: кривошипно-коромысловым, двухкривошипным и двухкоромысловым. Если длина противолежащих звеньев одинаковая, то двухкривошипный механизм становится шарнирным параллелограммом.

Механизм широко применяется в прессах, качающихся контейнерах, муфтах сцепления, тепловозах, кранах, приборах и т.д.

Кулисный механизм (рис.2.3).

Рис. 2.3

Кулисой называют звено 3 с пазом, по которому перемещается ползун (кулисный камень) 2. Кулиса может быть качающейся, вращающейся, движущейся поступательно. Кулисные механизмы служат для преобразования вращательного движения кривошипа 1 в соответствующее движение кулисы. Кулисные механизмы применяются для досылания боеприпасов, в кранах, поршневых насосах и компрессорах, гидроприводах, счетных машинах, приборах и т.д.

Кулачковый механизм (рис.2.4).

Рис. 2.4

Кулачковый механизм, изображенный на рис.2.4, образуется звеном 1 (кулачком), звеном 2 (толкателем) и звеном 3 (стойкой). Форма кулачка определяет закон движения толкателя. Широко применяется в стрелковом и артиллерийском вооружении, станках, приборах в качестве управляющего устройства, в машинах-автоматах, в счетно-решающих устройствах, в механизмах газораспределения ДВС и т.п.

Храповый механизм (рис.2.5).

Рис. 2.5

Этот механизм состоит из звена 1, которое совершает возвратно-вращательное движение и является коромыслом, звена 2 (собачки), звена 3 (храпового колеса) и звена 4 (стойки). Храповые механизмы применяются в кранах и приборах в качестве управляющих устройств.