Пивоваров В.Н., Нарыкова Н.И., Климов В.Н. - Разработка конструкторской документации при курсовом проектировании, страница 2

Для решения этих задачнеобходимо знать: требованияРис. 1к деталям по прочности, жесткости, точности, массе, допустимым размерам; условия работыдеталей (среда, силовой и скоростной режимы, уровень вибрацийи т. п.); объем производства.Любая поверхность детали в зависимости от своего функционального назначения может быть отнесена к одному из видов:исполнительные поверхности (ИП), при помощи которых деталь выполняет в изделии свое функциональное назначение;основные базы (ОБ), при помощи которых определяется положение данной детали в изделии; вспомогательные базы (ВБ), припомощи которых определяется положение присоединяемых деталей относительно данной;свободные поверхности (СП), не соприкасающиеся с поверхностями других деталей.В зависимости от роли, которую играют те или иные поверхности в процессе конструирования и изготовления деталей, ГОСТ21495–76 выделяет среди них конструкторские, измерительные итехнологические базы.

Правильный выбор баз – необходимое условие создания работоспособного изделия. Конструкторская база вы7бирается, как правило, из ОБ или ВБ. Относительно нее посредством линейных и угловых размеров устанавливается расположениедругих поверхностей детали. Технологическая база – это набор поверхностей, определяющих положение, заготовки или изделия приизготовлении или ремонте. Измерительная база определяет относительное положение заготовки или изделия и средств измерения.В составе сборочной единицы детали контактируют между собой поверхностями ОБ и ВБ (это следует из определения).

Еслипри этом поверхности являются охватывающими и охватываемыми, то их называют сопрягаемыми. Как известно, номинальныеразмеры таких поверхностей одинаковы. Если же поверхности ОБи ВБ соприкасаются, но не являются охватывающими или охватываемыми, то их называют привалочными или прилегающими.Одна из главных задач конструирования, которая решается впроцессе компоновки и при разработке конструкций деталей, состоит в обеспечении точности расположения исполнительных поверхностей деталей в координатной системе прибора.С математической точки зрения (и с точки зрения выбора баз)начальные шаги компоновки заключаются в следующем.Конструктор выделяет в проектируемом изделии его основнуючасть (например, одну из плат корпуса, главную плоскость оптического элемента и т. п.) и устанавливает на нее декартову системукоординат, являющуюся в дальнейшем основной для изделия вцелом.

Затем конструктор устанавливает системы координат дляостальных составных частей изделия (сборочных единиц, деталей),привязывая их к характерным элементам этих частей (плоскостям,осям и т. д.), и связывает координатными размерами эти «местные» системы координат с основной или с промежуточной «местной». Совокупность таких систем координат позволяет точно определить положение в изделии любой сборочной единицы, деталиили ее поверхности. Плоскости деталей или их оси, с которымиконструктор связал введенные системы координат, являются конструкторскими базами.Использование графических систем КОМПАС или ACAD позволяет вводить необходимые системы координат, делая их видимыми или невидимыми на экране монитора.

Это локальные системы координат в системе КОМПАС или пользовательские системыкоординат в системе ACAD. Точная установка этих систем координат выполняется с помощью широкого набора объектных привязок.Следует особо отметить, что конструирование деталей и процесс компоновки не являются полностью самостоятельными эта8пами, а, наоборот, во многом зависят друг от друга. Это процессыпошаговые, с возвратами.2.2.

Компоновка. Разработка чертежа общего видаДля студентов, приступивших к выполнению конструкторскойчасти проекта, компоновка является наиболее трудным этапом.Поэтому рассмотрим подробнее особенности этой работы.Исходными материалами для выполнения компоновки являются: кинематическая схема механизма, оптическая схема оптическогоустройства, схема принципиальная электрическая (и т. п.), геометрические параметры элементов, определившиеся в ходе разработкикинематической схемы: форма и размеры электродвигателя, виды иразмеры зубчатых колес, валов, кулачков, микропереключателей,размеры и форма оптических элементов и т. д.Вначале следует разобраться в том, что означает понятие«промежуточные результаты процесса компоновки».

Для этогонужно положить перед собой компоновочные чертежи – чертежиобщих видов нескольких аналогичных по назначению конструкций (аналогов) из доступных литературных источников [1, 3].Изучив один из выбранных чертежей, надо воспроизвести принципиальную кинематическую схему соответствующего ему аналога(сделать карандашный набросок схемы), выделить отличия этойсхемы от своей и после этого попробовать добавить в чертеж аналога свои элементы, отсутствующие в аналоге, с целью преобразоватьаналог в нужный вам объект. Делать это можно мысленно или карандашной дорисовкой упрощенного изображения элементов наксерокопии чертежа-аналога. При хороших навыках работы с графическими пакетами ACAD, КОМПАС все это можно делать наэкране монитора. Затем эти же действия повторяются с чертежомвторого аналога и т.

д. Все это может занять один-два часа, однакопозволит понять ход рассуждений при компоновке. Теперь можноприступать к компоновке своей конструкции.Компоновку нужно начинать с поиска наиболее целесообразного расположения конструктивных элементов в ограниченномпространстве, с соединением их между собой в соответствии спринципиальной схемой.

При этом конструктивные элементы изображаются упрощенно, например эскизами внешних видов илигабаритными чертежами.Первое правило компоновки: идти от общего к частному, а не наоборот. Выяснение подробностей конструкции на данном этапе не9только бесполезно, но и вредно, так как отвлекает внимание конструктора от основных задач компоновки и сбивает логический ходразработки конструкции.Второе правило компоновки: разрабатывать несколько вариантов.Полная разработка вариантов не обязательна.

Обычно достаточнокарандашных набросков от руки, чтобы получить представление оперспективности варианта и решить вопрос о целесообразностидальнейшей работы над ним.В качестве примера рассмотрим процесс компоновки программного механизма, вариант принципиальной схемы которогопредставлен на рис. 2.Рис. 2Опытный конструктор, приступая к компоновке, вначалевспоминает конструкции ранее разработанных аналогов, их основных сборочных единиц и деталей и выстраивает свои действия сучетом этого опыта.

Мы же, не имея пока такого опыта, забежимдалеко вперед и посмотрим на возможный вариант конечного результата компоновки – фрагмент чертежа вида общего программного механизма (рис. 3)∗.∗Здесь и далее на рисунках нумерация позиций соответствует требованиям к спецификациям по ГОСТ 2.106–98.1011Рис. 3Рассматривая чертеж вида общего, замечаем, что в конструкции программного механизма явно присутствуют конструктивныеузлы, которые соответствуют блокам принципиальной схемы:электродвигатель (Дв) 1, редуктор (Р) 2, блок кулачков (К) 3, блокмикровыключателей (МП) 4 и блок рычажных толкателей (Т) 5.Более того, нетрудно заметить, что эти блоки можно было расположить и по-другому.Вернемся к принципиальной схеме и результатам расчетов,которые выполнялись для построения этой схемы.

Среди этихрезультатов присутствуют размеры кулачков, зубчатых колес,двигателя,микровыключателей,примерные размеры толкателей.По ним можно построить упрощенные графические изображенияосновных крупных блоков программного механизма (рис. 4): двиабгателя – рис. 4, а; блока микропереключателей – рис. 4, б; блока кулачков – рис. 4, в; и, пока ориентировочно, редуктора – рис. 4, г.

Теперь попробуем собрать из этих блоков наиг более компактную упаковку (помня,воднако, о функциональных взаимосвязях блоков). Варианты компоновРис. 4ки представлены на рис. 5.Сопоставив ожидаемые габариты, останавливаемся для дальнейшей разработки, например, на варианте 5, б. Далее займемся проработкой неясного пока по компоновке редуктора. Его кинематическая схема является частью принципиальной схемы, представленной на рис. 2.Рекомендации.1. Компоновку лучше всего вести в масштабе 1:1, если это допускают размеры проектируемого объекта.

При этом легче выбрать нужные размеры и сечения, составить представление о соразмерности частей конструкции, прочности и жесткости деталей,а также представить конструкцию в целом. Вместе с тем такоймасштаб избавляет от необходимости нанесения большого числаразмеров и облегчает последующие процессы проектирования, вчастности деталировку. Размеры деталей в этом случае можновзять непосредственно с чертежа.2. Компоновку простейших объектов можно разрабатывать водной проекции, в которой конструкция выполняется наиболее12полно. Формы конструкции в поперечном направлении дополняются пространственным воображением.3. При компоновке более сложных объектов обязательна ихразработка во всех необходимых видах, разрезах, сечениях.Известно, что в приборостроении корпуса ступенчатых редукторов часто изготовляют сборными [1], состоящими из отдельныхплат (пластин), кронштейнов и соединяющих их элементов.

Наиболее распространенной является двухплатная конструкция, в которой две (или более) платы жестко соединяются между собойстойками, одновременно фиксирующими взаимное расположениеплат. Если редуктор работает в условиях возможного загрязнения,то вместо параллельно расположенных плат применяют конструкцию в виде коробки с крышкой, в которой дно коробки и плоскость крышки параллельны (см. рис. 3; другие примеры можнонайти в [3, листы 28–29]).абвгРис. 5Практикой конструирования приборных редукторов установлено, что их компоновку наиболее удобно начинать с разработки раз13вертки редуктора.