1.Основы проектирования механизмов. Стадии разработки.

Цель проектирования любого устройства – создание эффективных и надежных механизмов или машин, выполняющих все заданные функции. Проектирование – творческий процесс со свойственными ему закономерностями построения и развития. Выбор того или иного вида механизма зависит от предъявляемых требований, к которым относятся: надежность и долговечность элементов механизма; простота конструкции, ее компактность; малое сопротивление движению, особенно во время пуска; наименьшая инерционность (быстродействие механизма); бесшумность; технологичность и унификация деталей, а также снижение стоимости. В процессе проектирования делают необходимые расчеты (кинематические, динамические, на прочность и жесткость, на износ, технико-экономические и др.), разрабатывают чертежи и технологию производства, а для особо ответственных изделий изготовляют и испытывают макеты и натурные образцы.

Проектирование современных механизмов или машин – комплексная научно-техническая и экономическая задача, при решении которой необходимо учитывать мировой опыт изготовления и эксплуатации подобных изделий. Проектом какого-либо механизма, прибора или машины (в общем случае – изделия) принято называть совокупность технико-экономических расчетов, схем, чертежей и других конструкторских документов, которые содержат данные об устройстве и принципе действия изделия, основных параметрах кинематики и динамики, надежности, эффективности и экономичности, а также указания по технологии изготовления, сборке и испытаниям.

Этапы проектирования. Система проектирования предусматривает следующие стадии разработки проекта: техническое задание, техническое предложение, эскизный и технический проекты, разработку рабочей документации.

Техническое задание обычно составляется заказчиком с целью определить основное назначение разрабатываемого изделия, его технико-экономические характеристики и требования (скорость, производительность, специфические особенности работы будущего изделия и др.). В техническом задании могут быть предусмотрены требования к технологии изготовления, автоматизации регулирования и управления, технике безопасности, эстетике и эргономике. В задании намечается порядок проектирования и состав конструкторской

документации.

Техническое предложение представляет собой совокупность конструкторских документов, содержащих технико-экономическое обоснование выбора варианта построения проектируемого изделия. С этой целью разрабатывают несколько вариантов решения поставленной в техническом задании задачи, проводят их анализ и сравнительную оценку с учетом существующих подобных изделий, а также патентных материалов. Важный элемент этой стадии проектирования – выбор структурных схем

передаточных механизмов, что определяет как основные свойства, так и надежность проектируемой системы. Техническое предложение после согласования и утверждения является основанием для последующего проектирования.

В эскизном проекте разрабатываются принципиальные конструкторские решения принятого варианта, дающие общее представление об устройстве и принципе действия системы, а также проводятся расчеты основных параметров и размеров. В сложных и ответственных случаях разрабатываются макеты и модели отдельных узлов проектируемой системы для экспериментальной их проверки и отработки.

Технический проект - наиболее ответственная часть проектирования, в которой даются окончательные технические и конструкторские решения. Графическая часть технического проекта состоит из чертежей общего вида, сборочных и монтажных чертежей, схем и спецификаций, которые служат основанием для разработки рабочей конструкторской документации. В необходимых случаях изготовляются и испытываются макеты и модели

отдельных узлов. Расчетно-пояснительная записка к проекту должна содержать необходимые расчеты по кинематике и динамике системы, расчеты на прочность, надежность и точность взаимодействия деталей и узлов. Рабочая документация включает все необходимые для изготовления и испытания опытного образца (или опытной партии) изделий, выпуска установочной серии или организации серийного производства. Для сокращения сроков проектирования допускается совмещать стадию технического предложения со стадиями эскизного и технического проектов.

Принципы конструирования. При проектировании механизмов необходимо соблюдать следующие основные принципы: технологичность, наиболее короткую кинематическую цепь (требует минимального числа кинематических пар и звеньев механизма для выполнения заданных функций механизма), компактность, статическуюопределимость.

Понятие технологичности включает обеспечение минимальной трудоемкости изготовления и сборки, меньшей себестоимости и материалоемкости и др. Принцип статической определенности требует наложения минимального числа связей, так как наличие избыточных (или пассивных) связей приводит к возникновению деформации и снижению точности системы.