29. Основні Принципи практичного проектування і конструювання деталей та вузлів машин

29.1. Уніфікація при конструюванні вузлів та деталей

29.1.1. Уніфікація конструктивних елементів. Конструктивні елементи деталей і вузлів, одержані в результаті розрахунків і компонування, слід використовувати багаторазово тобто їх необхідно уніфікувати. При цьому за рахунок усереднення розмірів і параметрів необхідно досягати максимального скорочення їх номенклатури.

Уніфікуються у першу чергу посадочні з'єднання (за номінальними розмірами, типом посадок, квалітетом), різьби (за діаметром, кроком, квалітетом), шліцьові і шпонкові з'єднання, кріпильні деталі і т.п. При цьому раціонально скорочувати номенклатуру конструкційних матеріалів, види обробляючих операцій і зварювання, типи зварних з’єднань і гальванічних покрить, форму зварних з'єднань та ін.

П

Рис. 29.1. Компонування вала з насадною деталлю - правильна конструкція

риклад: компонування вала з насадною деталлю, яка посаджена в бронзову втулку (підшипник), наведено на рис. 29.1. У раціональній конструкції вала прийняті стандартні розміри опорної шийки (Ø55 мм), втулки (Ø60 мм), насадного з'єднання (Ø50 мм), а також діаметр різьби М48. Співвідношення цих розмірів забезпечує необхідну міцність деталей вузла. Тут вибір конструкційних елементів обґрунтовано.

Розміри, які одержані при розрахунках, були зовсім іншими.

Розрахункова товщина стінок бронзової втулки, яка дорівнює 3,5 мм, забезпечує економію кольорових металів, але не забезпечує стандартний розмір зовнішнього діаметра втулки (Ø57 мм). Розрахунковий посадочний розмір вала (Ø46 мм) також не стандартний, і як наслідок цього розмір різьби під затяжку гайкою (М45) є недостатнім за умов міцності. (крім розміру опорної шийки Ø50 мм).

У раціональній конструкції вузла редуктора (рис. 29.2) уніфіковано всі посадочні розміри; порівняно із розрахунковими їх кількість скорочена до мінімуму; уніфіковані розміри шпонок і модулі зуба (m = 4 мм). Необхідну міцність малих зубчастих коліс досягнуто збільшенням довжини їх зуб’їв. Загальну номенклатуру конструктивних елементів скорочено до 7.

П

Рис. 29.2. Раціональна конструкція вала з насадними деталями

риклад уніфікації розмірів під ключ деталей вузла регулювання редукційного клапана наведено на рис. 29.3. В уніфікованій конструкції маємо один розмір під ключ, у не уніфікованій - три розміри.

2

Рис. 29.3. Уніфікації розмірів під ключ деталей вузла регулювання редукційного клапана

9.1.2. Уніфікація деталей. В машинах необхідно використовувати мінімальну кількість оригінальних деталей, треба досягати максимальної уніфікації деталей, які використовуються в них. Виконання цієї умови особливо важливо для трудомістких і багаторазово п овторених деталей.

П

Рис. 29.4. Конструкція ланок ланцюгового конвеєра: а – не уніфікована конструкція; б – уніфікована конструкція

риклади уніфікації деталей. Уніфіковані ланки ланцюгового конвеєра показано на рис. 29.4, б. До уніфікації конвеєр містив два типи ланок, після уніфікації – один тип. Це спрощує виготовлення деталей, зменшує вартість виготовлення і монтажу конвеєра. Раціональна уніфікація частин циліндричного штампованого резервуара дозволяє виготовляти цей резервуар із двох однакових штампованих заготовок методом зварювання (рис. 29.5, а, б).

Раціонально уніфікувати дві частини складного шківа пасової передачі, які виготовляються штампуванням.

І

Рис. 29.5. Конструкція частин циліндричного штампованого резервуара: а – не уніфікована; б - раціональна уніфікація

ноді уніфікування деталей може бути досягнуто лише в результаті великих зусиль, а також використання оригінальних конструкторських рішень.

29.1.3. Агрегатування вузлів. Вузли машин раціонально конструювати у вигляді незалежних агрегатів, які при монтажі встановлюються на машину в закінченому вигляді. Перед складанням машини агрегати складаються, регулюються, піддаються обкатуванню та контрольним дослідження в умовах, найбільш придатних для виконання цих операцій.

Використання на підприємствах методу агрегатування дозволяє реалізувати паралельне і незалежне складання вузлів машини, спрощує монтаж і ремонт, дозволяє використовувати на нових машинах перевірені в експлуатації конструкції агрегатів. Агрегатування іноді ускладнює проектування, але завжди знижує загальні витрати на виготовлення машин, надійність і зручність експлуатації.

П

Рис. 29.6. Конструкція редукційного клапана: а - неагрегатована конструкція; б - агрегатована конструкція

риклад: Конструкція редукційного клапана. В неагрегатованій конструкції редукційного клапана останній встановлюється безпосередньо в корпусі машини (рис. 29.6, а). Це ускладнює монтаж, регулювання та технічне обслугування редукційного клапана.

Установлення редукційного клапана в окремій втулці робить цей вузол агрегатним (рис. 29.6, б) і як наслідок клапан має всі переваги агрегатованих конструкцій.