Детали машин и основы конструктирования

21

Коэффициенты запаса можно устанавливать на основе дифференциального метода как произведения частных коэффициентов, отражающих:

1)достоверность определения расчетных нагрузок и напряжений – коэффициент S1 = 1... 1,5;

2)однородность механических свойств материалов – коэффициент S2; для стальных деталей из поковок и проката S2 = 1,2...1,5; для чугунных деталей S2 =l,5:..2,5;

3)специфические требования безопасности – коэффициент S3 = 1...1,5.

Общий коэффициент запаса прочности S= S1 S2 S3.

В настоящее время он должен рассматриваться в вероятностном аспекте. Расчеты в предположении неблагоприятных сочетаний характеристик материалов, нагрузок и т. д. приводят к ненужному утяжелению деталей. Поэтому в настоящее время переходят на расчеты по заданной вероятности безотказной работы.

Для конструкций, разрушение которых особенно опасно для жизни людей (грузоподъемные машины, паровые котлы и т. д.), коэффициенты запаса прочности, а также методы расчета регламентированы нормами Госгортехнадзора.

Одним из наиболее общих условий конструирования машин является условие равнопрочности. Очевидно, что нет необходимости конструировать отдельные элементы машины с излишними запасами несущей способности, которые все равно не могут быть реализованы в связи с выходом конструкции из строя из-за разрушения или повреждения других элементов.

3.2 Жесткость

Жесткость, т. е. способность деталей сопротивляться изменению формы под действием сил, является, наряду с прочностью, одним из важнейших критериев работоспособности машины. Во многих деталях машин напряжения значительно ниже предельных, например, в станинах металлорежущих станков они составляют всего несколько МПа, и размеры таких деталей диктуются именно условиями жесткости.

Актуальность критерия жесткости непрерывно возрастает, так как совершенствование материалов происходит главным образом в направлении повышения их прочностных характеристик, а модули упругости повышаются при этом значительно меньше или даже сохраняются постоянными, как, например, у сталей.

Требования к жесткости деталей машин определяются:

1)условиями прочности детали – при неустойчивом равновесии, а также при ударных нагрузках;

2)условиями работоспособности детали совместно с сопряженными деталями; например, жесткость валов определяет удовлетворительную работу подшипников, а также зубчатых, червячных и других передач;

3)условиями динамической устойчивости (отсутствием резонанса колебаний или недопустимых автоколебаний);

4)технологическими условиями (невозможностью высокопроизводительной обработки);

5)условиями удовлетворительной работы машин в целом (например, для машин-орудий они сводятся к выпуску точных изделий).

Жесткость деталей машин приближенно определяется собственной жесткостью деталей, рассматриваемых как брусья, пластины или оболочки с идеализированными опорами, и контактной жесткостью, т. е. жесткостью поверхностных слоев в местах контакта.

Для большинства деталей при действии значительных нагрузок основное значение имеют собственные деформации. В точных машинах при относительно малых нагрузках и незатянутых стыках (взаимно подвижных деталей) контактные деформации в балансе перемещений играют весьма существенную и даже превалирующую роль.

Контакт деталей может быть в условиях:

1)начального касания в точке или по линии – сжатие шаров и цилиндров (рис. 3.1, а и б);

2)большой номинальной площади касания (рис. 3.1, в).

22

В обоих случаях контактные перемещения существенны в связи с малой фактической площадью контакта. В первом случае это определяется номинальной формой контактирующих поверхностей, во втором – связано с микронеровностями и волнистостью. Нагрузку воспринимают микронеровности на гребнях макроволн. Опыты показывают, что фактическая площадь контакта при малых и средних давлениях составляет обычно малую часть номинальной.

Контактные сближения гладких однородных тел с начальным касанием в точке или по линии вычисляют с помощью теории Герца.

Контактные сближения при большой номинальной площади контакта определяют на основе экспериментально установленных коэффициентов контактной податливости. Для направляющих прямолинейного движения контактные сближения на 1 МПа давления в каждом стыке составляют около 10 мкм при ширине граней до 60 мм (что соответствует сжатию чугунного стержня длиной 1 м при том же напряжении 1 МПа) и до 40 мкм при ширине граней 400 мм. При посадках подшипников качения на вал и в корпус (при наиболее характерных посадках) деформации составляют 0,1...0,6 мкм на 1 МПа давления.

Рис. 3.1. Виды контакта деталей машин

Потеря деталями устойчивости характеризуется тем, что они, находясь под нагрузкой, после дополнительного деформирования на малую величину в пределах упругости не возвращаются в первоначальное состояние.

Устойчивость является критерием, определяющим размеры: а) длинных и тонких деталей, работающих на сжатие;

б) тонких пластин, подверженных сжатию в плоскости пластины; в) оболочек, подверженных внешнему давлению; г) полых тонкостенных валов.

К наиболее распространенным деталям, рассчитываемым на продольный изгиб, относятся винты домкратов, ходовые винты, штоки цилиндров, пружины, работающие на сжатие. Большое количество элементов рассчитывают на устойчивость в металлических конструкциях подъемно-транспортных машин.

Как известно, при расчете на устойчивость выбирают значительные коэффициенты безопасности, что связано с условностью расчетов, основанных на предположении центрального действия нагрузки. При наличии смещения критическая нагрузка резко падает. Реальные опоры деталей никогда не обеспечивают идеальной заделки и не являются идеальными шарнирами.

23

3.3 Износостойкость

Большинство деталей машин выходит из строя вследствие износа.

Изнашивание – процесс разрушения и отделения материала с поверхности твердого тела и (или) накопление его остаточной деформации при трении. Износ проявляется в постепенном изменении размеров и (или) формы. Износ – результат изнашивания.

Износ вызывает резкое удорожание эксплуатации машин в связи с необходимостью периодической проверки их состояния и ремонта, что связано с простоями и снижением производительности машин. Износ ограничивает долговечность деталей по следующим критериям работоспособности машин:

а) по потере точности – приборы, измерительный инструмент, прецизионные станки; б) по снижению КПД, увеличению утечек – цилиндр и поршень в двигателях, насосах и т. д.;

в) по снижению прочности вследствие уменьшения сечений, неравномерного износа опор, увеличения динамических нагрузок – зубья зубчатых и червячных колес и т. д.; г) по возрастанию шума – передачи транспортных и других быстроходных машин;

д) по полному истиранию, которое делает деталь непригодной – рабочие органы землеройных машин, тормозные колодки.

Наблюдаемые в машинах виды изнашивания разделяют на следующие группы.

1.Механические, из которых основным является абразивное изнашивание, т. е. изнашивание твердыми посторонними, преимущественно абразивными частицами, шаржирующими одну деталь или передвигающимися между трущимися поверхностями, или неровностями сопряженной твердой поверхности. Абразивное изнашивание проявляется в виде: а) усталости при многократном повторном деформировании микровыступов с малой глубиной взаимного внедрения; б) малоцикловой усталости при повторном пластическом деформировании микровыступов со средней глубиной внедрения; в) микрорезания при глубоком внедрении.

2.Молекулярно-механичeское изнашивание (изнашивание при схватывании). Схватывание происходит вследствие молекулярных сил при трении. Наблюдается холодное схватывание, связанное с износом и выдавливанием смазочной пленки при малых скоростях скольжения, и горячее схватывание, связанное с понижением вязкости масла из-за нагрева при больших скоростях. Схватывание в начальной форме проявляется в намазывании материала одной сопряженной детали на другую, а в наиболее опасной форме в местном сваривании трущихся поверхностей с последующим вырыванием частиц одного тела, приварившихся к другому, при дальнейшем их относительном движении. Схватывание особенно опасно для незакаленных и трущихся поверхностей и химически однородных материалов.

3.Коррозионно-механическое, при котором механическое изнашивание сопровождается химическим или электрическим взаимодействием материала со средой (продукты коррозии стираются механическим путем). Разновидностью коррозионно-механического изнашивания является изнашивание при фреттинг-коррозии (to fret – разъедать) – разрушение постоянно контактирующих поверхностей в условиях тангенциальных микросмещений без удаления продуктов износа. Проявляется на посадочных поверхностях колец подшипников качения, зубчатых колес, шлицевых соединений. Очень опасен водородный износ, связанный с выделением водорода при разложении воды, нефти и нефтепродуктов, деструкцией пластмасс при трении, применении водородного топлива.

Исследования и опыт эксплуатации машин показывают возможность работы с исчезающе малым износом при условии жидкостной смазки с разделением трущихся поверхностей достаточным слоем жидкого смазочного материала, предотвращающим непосредственный контакт, и хорошей изоляцией от загрязнений.

Расчеты на износостойкость предусматривают обеспечение жидкостной смазки, для чего необходимо иметь толщину масляного слоя, превышающую сумму микронеровностей и отклонений формы контактирующих поверхностей, или, при невозможности создания жидкостной смазки, обеспечение требуемого ресурса назначением допустимых давлений, установленных практикой.

24

При сравнительном анализе конструкций для оценки ресурса по износу, а также для распространения результатов экспериментов и опыта эксплуатации на другие условия применяют расчеты на износ на основе подобия в относительной форме. В частности, в качестве исходной

принимают следующую зависимость, характеризующую износостойкость: pmS = const,

где р – давление (контактное напряжение); S – путь трения.

Применение такой зависимости с постоянным показателем степени т, естественно, предполагает, что не происходит перехода от одного вида изнашивания к другому.

Как показывают результаты испытаний при абразивном изнашивании, а также при трении с малыми давлениями, без смазочного материала показатель т близок к единице; при трении без смазочного материала со значительными давлениями m=1...2, в среднем 1,5; при полужидкостной смазке т около 3.

3.4 Теплостойкость

Работа машин сопровождается тепловыделением, вызываемым рабочим процессом машин и трением в их механизмах. Тепловыделение, связанное с рабочим процессом, особенно интенсивно у тепловых двигателей, электрических машин, литейных машин и машин для горячей обработки материалов.

В результате нагрева могут возникать следующие вредные для работы машин явления.

1.Понижение несущей способности деталей, наблюдаемое у деталей из сталей при температурах выше 300...400 °С и у деталей из большей части пластмасс при температурах выше 100...150°С. Это связано с понижением основных механических характеристик материалов, в частности временного сопротивления и предела выносливости, с охрупчиванием – потерей пластичности во времени и, наконец, с появлением ползучести. Ползучесть, т. е. малая непрерывная пластическая деформация при длительном нагружении, становится основным критерием работоспособности для отдельных деталей машин: лопаток и дисков турбин, элементов паровых котлов высокого давления и др. Ползучесть очень опасна в связи с возможностью выборки (сведения к нулю) зазоров у вращающихся или поступательно-перемещающихся деталей. Расчеты на ползучесть основываются на задании допустимых пластических перемещений за определенный срок службы.

В деталях с заданными постоянными деформациями (затянутые крепежные винты, детали на посадках с натягом и т. п.) наблюдается самопроизвольное постепенное падение напряжений натяга, т. е. релаксация напряжений.

2.Понижение защитной способности масляного слоя, разделяющего трущиеся детали машин, и, как следствие, появление повышенного износа или заедания.

3.Изменение зазоров в подвижных соединениях вследствие обратимых температурных деформаций. Выход из строя подшипников и других замкнутых подвижных сопряжений часто связан с захватыванием шейки вала или ползуна вследствие уменьшения зазора до нуля.

Сохранение работоспособности деталей по критериям 2 и 3 обеспечивается совместными тепловыми и гидродинамическими расчетами.

4.Изменение свойств трущихся поверхностей, например снижение коэффициента трения

втормозах.

5.Понижение точности машины вследствие обратимых температурных деформаций. Это особенно относится к точным машинам, например прецизионным металлорежущим

станкам.

На точность и работоспособность машины влияют температурные деформации: вызываемые равномерным нагревом деталей из конструкционных материалов с различными коэффициентами линейного расширения; вызываемые неравномерным нагревом в связи с наличием местных источников теплоты (тру-

щиеся пары, встроенные электродвигатели) и с общим быстрым изменением температуры в помещении, так как мелкие детали быстро достигают новой температуры, а крупные – медленно.

25

Расчетам на прочность при повышенных температурах и расчетам температурных деформаций должны предшествовать или совмещаться собственно тепловые расчеты – определение температур.

Теплообразование в механизмах, связанное с работой трения, подсчитывают непосредственно или по передаваемой механизмом мощности и КПД. Теплообразование, связанное с рабочим процессом, устанавливают при расчете последнего.

Средние установившиеся температуры определяют по уравнению теплового баланса: тепловыделение за единицу времени приравнивают теплоотдаче. При расчете теплоотдачи пользуются ее усредненными коэффициентами. Для решения более сложных тепловых задач (установления температурных полей в деталях машин, определения неустановившихся температур) используют методы, рассматриваемые в теории теплопередачи, в том числе методы подобия, комбинирования из точных решений для элементов простых форм, методы конечных разностей и конечных элементов.

3.5 Виброустойчивость

Под виброустойчивостью понимают способность конструкций работать в нужном диапазоне режимов без недопустимых колебаний. В связи с повышением скоростей машин явления колебаний становятся все более опасными и поэтому расчет на виброустойчивость все более актуальным.

В машинах основное распространение имеют:

1.Вынужденные колебания, вызываемые внешними периодическими силами (неуравновешенностью вращающихся деталей, погрешностями изготовления, переменными силами в поршневых машинах и т. д.), обычно во избежание резонанса, т. е. совпадения частот возмущающих сил с частотами собственных колебаний, последние определяют расчетным путем.

2.Автоколебания или самовозбуждающиеся колебания, т. е. колебания, в которых возмущающие силы вызываются самими колебаниями, например, фрикционные автоколебания, вызываемые падением силы трения с ростом скорости и другими факторами. При опасности возникновения автоколебаний необходим расчет динамической устойчивости.

Расчеты на колебания обычно приходится проводить не для отдельных деталей, а для систем; следует учитывать контактные деформации; в расчетах приводов учитывать взаимодействие с приводным двигателем и рабочим процессом. Ввиду того, что практическое значение обычно имеют динамические процессы на низких частотах, а колебательные системы сложные, их приходится существенно упрощать.

Работа машин сопровождается шумом, вызываемым соударением движущихся деталей машин. Шум в первую очередь связан с погрешностями изготовления деталей – ошибками шага и профиля зубьев, волнистостью дорожек качения подшипников. Однако некоторые детали являются источниками шума при идеально точном изготовлении (например, зубчатые колеса при входе в зацепление новых зубьев). Повышенный шум увеличивает утомляемость персонала и вреден для здоровья. Критерий шума может служить для оценки качества изготовления машин.

Интенсивность шума обычно оценивается в относительных логарифмических единицах (децибелах) и ограничивается санитарными нормами.

Основные средства борьбы с шумом: повышение точности и качества обработки, уменьшение сил удара конструктивными методами, применение материалов с повышенным внутренним трением, а также специальных демпфирующих средств.

3.6 Надежность Надежность (общая) – свойство объекта (изделия) выполнять в течение заданного вре-

мени или заданной наработки свои функции, сохраняя в заданных пределах эксплуатационные показатели. Надежность изделий обусловливается их безотказностью, долговечностью, ремонтопригодностью и сохраняемостью.

26

Безотказность – свойство сохранять работоспособное состояние в течение заданной наработки без вынужденных перерывов. Это свойство особенно важно для машин, отказы которых связаны с опасностью для жизни людей (например, самолеты) или с перерывом в работе большого комплекса машин.

Долговечность – свойство изделия сохранять работоспособное состояние до предельного состояния с необходимыми перерывами для технического обслуживания и ремонта.

Ремонтопригодность – приспособленность изделия к предупреждению, обнаружению и устранению отказов и неисправностей путем проведения технического обслуживания и ремонтов.

Сохраняемость – свойство изделия сохранять безотказность, долговечность и ремонтопригодность после и в течение установленного срока хранения и транспортирования.

Надежность деталей машин сильно зависит от того, насколько близок режим работы деталей (по напряжениям, скоростям и температурам) к предельному, т.е. от запасов по основным критериям работоспособности.

Надежность в значительной степени определяется качеством изготовления, в зависимости от которого ресурс может изменяться в несколько раз.

Надежность статических определимых механизмов при одинаковых номинальных напряжениях выше, чем статически неопределимых, что связано с меньшим влиянием технологических погрешностей, а также температурных и силовых деформаций.

Например, самоустанавливающиеся конструкции, как правило, более надежны, чем несамоустанавливающиеся.

Утрата работоспособного состояния изделия (полная или частичная) называется отказом. Отказы можно разделить на отказы функционирования, при которых прекращается выполнение функций (например, поломка зубьев) и отказы параметрические, при которых в недопустимых пределах изменяются некоторые параметры (показатели) объекта (например, точность). Отказы по своей природе могут быть связаны с разрушением деталей или их поверхностей (поломки, выкрашивание, износ, коррозия) или не связаны с разрушением (засорение каналов, ослабление соединений). Отказы бывают полные и частичные: внезапные (например, поломки), постепенные (изнашивание, коррозия и др.) и постепенные по развитию, но внезапные по проявлению (усталость); опасные для жизни человека, тяжелые и легкие; устранимые и неустранимые. По времени возникновения отказы делятся на приработочные (возникающие в первый период эксплуатации и связанные с отсутствием приработки и с попаданием в сборку дефектных элементов); отказы при нормальной эксплуатации (до проявления постепенных износовых отказов) и износовые отказы, к которым в теории надежности относят также отказы по усталости и старению.

Основным показателем безотказности является вероятность P(t) безотказной работы в течение заданного времени или наработки. Экспериментально (или на основе наблюдений в эксплуатации) оценка вероятности безотказной работы определяется как отношение числа образцов, сохранивших работоспособность, к общему числу испытанных образцов. Если последнее достаточно велико, то показатель P(t) принимается равным его оценке.

В связи с тем, что отказ и безотказная работа взаимно противоположные события,

f(t) – плотность вероятности отказов.

Интенсивность отказов – отношение числа отказов Nотк за промежуток времени t к числу работоспособных объектов Nраб

λ= Nотк / t·Nраб.

График интенсивности отказов как функции времени имеет характерный вид (рис. 3.2). Эта кривая условно может быть разделена на три участка. Начальному периоду времени (ин-

27

тервал I, от t до t0) свойственно наличие ранних отказов из-за производственных дефектов и дефектов внутренней структуры материалов. Участок II (интервал от t1 до t2) описывает режим нормальной эксплуатации. Равновероятный отказ на этом участке может быть вызван, например, недопустимым условием нагружения. На участке III (интервал от t1 до t2) интенсивность отказов возрастает за счет разрушений, вызванных усталостью, износом, старением и т.д.

Рис. 3.2 – Схема механической системы из параллельно расположенных элементов

Основные показатели долговечности деталей: а) средний ресурс, т. е. средняя наработка до предельного состояния; б) так называемый гамма-процентный ресурс, который обеспечивается у заданного числа γ процентов изделий (например, 90%).

Если сложная механическая система моделируется цепочкой из n последовательно расположенных элементов (рис. 3.3), то вероятность безотказной работы системы равна по теореме умножения вероятностей произведению вероятностей безотказной работы независимых элементов

n

Pс(t)=P1(t)P2(t)P3(t)…Pn(t) или Pс = ∏Pi ( t ).

i =1

Поэтому надежность сложных систем получается низкой, например, при числе элементов n=10 с одинаковой вероятностью безотказной работы, равной 0,9, общая вероятность

0,910=0,35.

Выразив предыдущие формулы через вероятность отказов и отбросив произведения малых величин, можно написать

Pс(t)≈1-[Q1(t)+Q2(t)+Q3(t)+…+Qn(t)].

Рис. 3.3 – Схема механической системы из параллельно расположенных элементов

Для системы из параллельно установленных элементов (рис. 3.4) характерно то, что выход ее из строя возможен только при условии выхода из строя всех составляющих ее элементов. Вероятность отказа такой системы равна произведению вероятностей отказа составляющих ее элементов

n

Qс = ∏Qi ( t )

i =1 ,

а вероятность безотказной работы вычисляется по формуле

n

Pс =1−∏(1− Pi )

i=1 .

28

Если система состоит из совокупности последовательно и параллельно соединенных элементов (рис. 3.5) вероятность безотказной работы также определяется по сформулированным выше правилам. При этом участки только последовательно и только параллельно соединенных элементов объединяются в более крупные структуры для каждой из которых рассчитывается вероятность безотказной работы по соответствующим формулам. Поэтапное укрупнение структур позволяет, в конечном итоге, получить значение вероятности безотказной работы системы в целом.

Рис. 3.4 – Система из параллельно расположенных элементов

Рис. 3.5 – Система из совокупности параллельно и последовательно расположенных элементов

Пример 1. Определить вероятность безотказной работы системы из совокупности параллельно и последовательно расположенных элементов (рис. 3.4), если известно: вероятность безотказной работы элементов А и B по отдельности составляет 0,9; вероятность безотказной работы элемента С равняется 0,95; вероятность отказа элемента D равняется 0,2.

Вероятность безотказной совместной работы элементов А и С определяется по формуле для параллельного соединения

PAC = PA PC = 0,9 0,95 = 0,855 ;

Также определяется вероятность совместной работы элементов B и D. Для элемента D в условии задачи дана вероятность отказа, соответственно вероятность безотказной работы бу-

дет PD=1- QD=1-0,2=0,8. Тогда

PBD = PB PD = 0,9 0,8 = 0,72 .

Таким образом мы приводит исходную сложную систему к параллельному соединению двух элементов AC и BD, тогда вероятность безотказной работы всей системы вычисляется по формуле

n

Pс =1 −∏(1 − Pi ) =1 −(1 −0,855 ) (1 −0,72 ) = 0,96 .

i=1

Впериод нормальной эксплуатации машин постепенные отказы еще не проявляются и

надежность характеризуется внезапными отказами. Эти отказы вызываются неблагоприятным стечением обстоятельств и имеют постоянную интенсивность, не зависящую от продолжительности предшествующей эксплуатации изделия. Вероятность безотказной работы в этом случае

Pст(t)=e-λt,

29

где λ = 1t – постоянная интенсивность отказов ( t — средняя наработка до отказа). Если, как обычно, λ ≤ 0,1 , то P(t)≈1-λt.

Пример 2. Пусть назначенный ресурс изделия составляет 1000 ч. Известно, что интенсивность отказов λ=10-6 1/ч. Оценить вероятность безотказной работы за время работы

P(t)≈1-λt≈1-10-6·1000≈0,999.

Для постепенных отказов справедлив закон распределения, который дает вначале низкую плотность вероятности отказов, затем максимум и далее падение, связанное с уменьшением числа элементов, оставшихся работоспособными. Наиболее универсальным, удобным и широко применяемым для практических расчетов является нормальное распределение. Плотность вероятности отказов

(N0 – общее число объектов испытаний или наблюдений).

Эти параметры применяют также для других законов распределений. Рассеяние случайных величин удобно также характеризовать дисперсией D=S2 и коэффициентом вариации

ϑ = S / t .

Вероятность отказов и безотказной работы определяют по таблицам нормального распределения, приводимым во всех математических справочниках.

В целях сокращения объема таблицы приводят в литературе для так называемого центрированного и нормированного распределения, в котором t = 0 и S=l. Плотность вероятности и вероятность отказа соответственно определяются по формулам f(t)=fo(x)/S и Q(t)=F0(x),

где x = ( t −t ) / S , а fo(x) и F0( x ) = ∫x f ( x )dx берут из таблиц.

−∞

Значение времени t при заданной вероятности безотказной работы Р определяется по зависимости

t = t +uP S ,

где иР — квантиль нормированного нормального распределения (также берут из таблиц):

Пример 3. Долговечность передачи «винт – гайка» определяется ее износостойкостью. Закон распределения ресурсов по времени в этом случае близок к нормальному. Оценить 90

%-ный ресурс передачи, если t =10000 ч, S = 2000 ч: t90 = t +uP S =10000 −1,28 2000 =7440 ч.

30

4. Технологичность конструкции

Возможность изготовить детали и собрать из них изделие – обязательное условие реализуемости конструктивного решения. Однако заказчика продукции или покупателя товара интересует не только наличие нужного им изделия, но и его стоимость, сроки изготовления и т.п. Одним из путей улучшения потребительских свойств служит повышение технологичности разрабатываемого изделия.

Технологичность заключается в возможности выпуска изделия (изготовления и сборки с заданным уровнем качества) с наименьшими производственными затратами и в кратчайшие сроки. Технологичность закладывается в конструкцию при соответствующем назначении параметров деталей (материала, размеров и их отклонений, шероховатости и т.п.), форм и взаимного расположения поверхностей их элементов. Во многих случаях только возможности производства позволяют достичь уникальных характеристик и высоких потребительских свойств, заложенных в спроектированное изделие.

Технологичность базируется на выполнении следующих условий:

на этапе изготовления –

•разработка конструкции с одновременной ее привязкой к конкретным производственным мощностям, т.е. кто, где и на каком оборудовании будет изготавливать и собирать спроектированное изделие;

•выбор материала не только из функциональных требований к изготавливаемой из него детали, но и из условия обрабатываемости, т.е. допустимости обеспечения заданной твердости, прочности, точности, качества поверхности, отсутствия побочных эффектов (коробления, коррозии, старения и т.д.);

•назначение форм поверхностей деталей, максимально приближенных к формам типового проката либо учитывающих особенности получения заготовки (уклоны, переходы, галтели, припуски и т.п.);

•обоснование назначения степени точности и чистоты поверхностей деталей – сочетание методов полной и частичной взаимозаменяемости, рациональное составление размерных цепей, согласование параметров точности и шероховатости поверхностей, отклонения их форм и расположения, т.е. использование методов, правил и рекомендаций курса «Основы метрологии, взаимозаменяемости и стандартизации»;

•использование параметрической стандартизации и унификации;

•обеспечение удобства базирования деталей при обработке, совмещение при простановке размеров конструктивной, технологической и измерительной баз;

•простановка размеров с учетом особенностей обработки детали, т.е. под конкретное оборудование и инструмент, определенную последовательность операций;

•конструирование деталей простых форм поверхностей, с симметричным расположением и возможностью непрерывной их обработки;

•унификация и стандартизация форм деталей, приведение их в соответствие с возможностями оборудования;

•обеспечение возможностей подвода-отвода инструмента при обработке каждой поверхности;

•возможность одновременной обработки нескольких деталей;

на этапе сборки –

•обеспечение удобства захвата и транспортировки деталей и узлов;

•обеспечение простых траекторий взаимного движения деталей при сборке – поступательное и вращательное;

•обеспечение взаимозаменяемости элементов, отсутствия пригоночных и регулировочных работ;

•обеспечение естественности сборочных движений (наличие направляющих и упоров);

•обеспечение возможности параллельной и поузловой сборки. Сочленение одних узлов не должно мешать сборке других узлов, а их регулировка – нарушать регулировку всего изделия.