1. Схема процесса проектирования.
Проект изделия – это совокупность технико-экономических расчетов, схем, чертежей и др. конструкторских документов, который содержат данные об устройстве и принципе действия изделия, основных параметров кинематики и динамики, надежности, экономичности, а также содержит указания по технологии указания сборки и испытаниям.
Стадии разработки проекта:
ТЗ – техническое задание. 2. ТП – техническое предложение. 3. Эскизный и технический проекты. 4. Разработку ТД – технической документации.
ТЗ обычно составляется заказчиком с целью определить основное назначение разрабатываемого изделия, его технико-экономические характеристики и требования (скорость, производительность, особенности изделия). В ТЗ м/б предусмотрены требования технологии производства (технологичности), автоматизации регулирования и управления, техника безопасности, эстетики и эргономики.
ТП представляет собой совокупность конструкторских документов содержащих технико-экономическое обоснование выбора варианта построения проектируемого изделия. Специально разрабатываются все возможные варианты, поставленные в ТЗ задачи. Проводят их анализ и сравнительную оценку с учетом существующих подобных изделий.
В эскизном проекте разрабатываются принципиальные конструкторские решения принятого варианта, дающие общие представления об устройстве и принципе действия системы, также производятся расчеты основных параметров и размеров. В сложном случае разрабатываются отдельные макеты узлов. Производится проверка и отработка.
В техническом проекте даются окончательные технические конструкторские решения, графическая часть состоит из чертежей общего вида сборочных и монтажных чертежей, схем и спецификаций, которые служат основанием для разработки рабочей конструкторской документации. Составляется пояснительная записка. Проект должен содержать расчеты по кинематике, динамике системы, расчеты на прочность, надежность, точность взаимодействий деталей и узлов. Изготовляются макеты.
Рабочая документация вкл все необходимое для изготовления и испытания опытного образца партии изделий, выпуска установочной серии и организации серийного производства. При проектировании простых систем мех. Рабочая документация может сочетаться со стадией проектирования.
2. Основные критерии работоспособности элементов приборов.
От работоспособности деталей зависит работоспособность всей системы в целом. Важные критерии:
Прочность – главный критерий работоспособности деталей и машин. Для обеспечения прочности необходимо деталям придавать размеры и конструкторские формы исключающие возможность преждевременных поломок и поверхностных разрушений. Н-р, ребра жесткости, необходимая толщина деталей. Преждевременные поломки недопустимы поэтому прочность деталей д/б обеспечена с учетом срока службы.
Жесткость – критерий работоспособности, предусматривающий ограничение упругих деформаций в пределах, предусмотренных для определенных условий работы деталей. Н-р, недопустимы прогиб вала, колеса.
Износостойкость – от неё зависит стоимость эксплуатации и расходы на ремонт машин, т.к. износ ограничивает долговечность деталей. Из-за износа изменяются размеры деталей при этом снижается точность механизма, уменьшается КПД. При износе ухудшаются динамические свойства механизма или машины в целом.
Надежность деталей – свойство безотказно выполнять предназначенную рабочую функцию в течение определенного срока службы или при выполнении заданного объема работы.
Безотказная работа – выполнение прибором функций с необходимой точностью в течение заданного срока службы без прекращения нормальной работы машины.
Отказ: катастрофический, внезапный.
Вероятность безотказной работы p(t)– численный параметр для оценки надежности. q(t) – вероятность отказов. p(t)+q(t)=1. p(t)= вероятность того, что в течение установившегося расчетного срока службы при заданных условиях эксплуатации не произойдет отказа в работе прибора из-за повреждения одной или нескольких деталей.
Существует ряд критериев для оценки надежности (частота отказов, …).
Следующие параметры используют для надежности изделий.
Резервирование – повышает надежность, но дорого.
Виброустойчивость – это способность конструкции работать в заданных условиях эксплуатации без недопустимых вибраций.
Теплостойкость – свойство сохранять работоспособность при различных изменениях температурного режима. Поскольку механические характеристики материалов при нагрузке зависят от температуры. Это связано с выбором материалов. Детали должны обладать минимальной ползучестью (непрерывная деформация при постоянных нагрузках, изменении температуры).
При определении конструктивной формы в выборе материала для деталей установлении наиболее рационального технологического процесса производится с учетом большого числа критериев работоспособности деталей (выбор деталей, технологического процесса). Желательно число критериев выбирать большим при этом надо обеспечивать максимальную технологичность деталей.
Технологичная конструкция деталей – это такая конструкция, которая в условиях данного производства обеспечивает повышенную производительность изготовления деталей при наименьших затратах материалов и минимальные затраты материалов средств труда и времени, снижение стоимости и повышение качества.