Хилл П. - Наука и искусство проектирования (1037541), страница 18
Текст из файла (страница 18)
меняется Широка при- меняется 10З а. какомендации по выьотт м*твтмавое Ноатавтван сварка Керамика Отекло Дерево Кожа Ткань Затруднительна Примечание; прочерки в таеаице озиачмст, что тот маи иной способ соединения ке применяется. Соединение неодина- ковых металлов Соединение металлон с немсталлами Соединение неодина- ковых неметвллов Соединение материа- лов различной тол- щины Дттооан сваРка Редко при- меняется Затрудни- тельна Затрудни- тельна Широко применя- ется Готская сварка Редко при- меняется Затрудни- тельна Затрудни- тельна Широко примоня- втся Широко приме- няется Пажа твердям приноси Может п ри- меняться Рекомен- дуется °, РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВМБОРХ МАТЕРИАЛОВ ((Е П р о д о л н< е н и е Адгззноннос соединение с реазтснластанн (тя). термонластанн (ТР) й азастонз)ннн (КЕАБт) Реззесасе гседа лен не Нлснна н сшнана мстзллсм Пайка ылгназ~ нрннсмз Редко приме.
няется Рекомен- дуется Рекомендуется Редко приме- няется Рекоменд)атея То же Широко при- меняется Рекомендуется Рекомендуется То жв Рекомендуется для К( АБТ Широко и ри- меняется Рекомендуется длн ТБ Рекомен- дуется То же Рекомендуетгя Рекомендуется Редко при- мен петля Рекомев- дуе тон Реиомеи- дуется Рекомен- дуется для ТБ Рекомен- дуется для К) АБТ Широко применя- ется для ККАБ Широко применя- ется для ТБ Адгсзнснвсе соединен не (с внснснданн н т. п.) Рвкомен- д) отея Широко примепя- етсн Широко пркмевнетс Редко при- мепяетсн Б)кроко примвнл. етсл НО и ввломвиллции по вивовв млтввиллов СОЕДИНЕНИЕ И КРЕПЛЕНИЕ Способность материалов к соединению и креплевнвв также влияет на выбор материала.
Из всех известных методов соединения материалов и деталей наиболее универсальным является механическое крепление, при этом резьбовое соединение называется полуностоянным, а соединенгие нрн помощи заклепок илн скоб — ностоянным. Клеевое соединение молвно считать также постоннным. Пайка и сварка — способы постоянного соединения — более универсальны, чем склеивание, но менее универсальны, чем способы механического крегшекня. В табл. 4.7 приведены некоторые данные, которые могут оказаться коленными пря выборе способа креяленгш нлн соединения, соответствующего применяемому материалу. ПРОЦЕСС ВЫБОРА МАТЕРИАЛА В данной главе рассмотрены все основные факторы, которые оказывают влияние на выбор материала, удовлет- воряющего конструктивным требованиям (за исключением стоимости).
Поскольку стоимость материала не является постоянной величиной, она здесь не рассматривается. Стоимость материалов обычно можно узнать у изготовпте- ля нли поставщика, и конструктор обязан непрерывно следить за ее изменениями. Итак, основными факторами, определяющими выбор материала, являются: 1) механические свойства; 2) состав я удельный вес; 3) обрабатываемость; 4) числовая обработка и нанесение покрытия; 5) кренление, 6) стоимость. Опытный конструктор довольно легко выберет материал, оптимально удовлетворяющий конструктивным требованиям.
Дчя выработки такой способности волезяо использовать матрицу репгений, рассмотренную в гл. 3. Рассмотрим последовательность рассуждений конструктора на примере выбора материала длн штамповки наружной крышки (или кожуха) роторной газонокосилки. По-видимому, к материалу конструктор предьявит следующие требования. 1. Материал доля ен легко штамповаться и приобретать требуемую форму (быть пластичным), иметь относительно высокую ударную вяакость и небольшой удельный вес. 4. РЕНОМЕНДАЦИИ ПО ВЫБОРУ МАТЕРИАЛОВ И1 2.
Поверхность материала долткна обрабатываться для защиты от коррозии (естественная защита или покраска). 3. Стоимость материала крышки должна быть значительно ниже, чем стоимость материала, из которого изготавливаются работающие детали. 0,15 Лттюмииий 0,18 10 0,30 7 0,14 0,24 0,84 Лиотоеой металл 10 О,ЗО 3 0,09 0,16 8 0,24 Медный силае 0,18 0,67 10 0,20 3 0,9 10 10 0,20 0,30 Геактеоласты 0.79 Фиг. 4.3.
Матрица решений. 4. Крышка должна легко крепиться к раме, выдернсивать вибрации и быть съемгтой. После этого конструктор приступает к построению матрицы решений (фиг. 4.3) . В верхней части матрицы перечислены требуемые свойства материала и соответствующие им весовые коэффициенты, сумма которых равна 1. Весовые коэффициенты задаются, исходя из описанных ранее сообранеений яли требований к изделию. Заметттм, что весовые коэффициенты для состава и удельного веса материала и для способности к штамповке равны нулю, поскольку эти свойства не оказывают существенного влияния на принятие решений.
Выли выбраны четыре большие группы материалов, поскольку они наилучшим образом удовлетворятот требованиям к крышке газонокосттлки. 1(аждому материалу ставится в соответствие определенное число баллов (от 0 до 10) в зависимости от наличия свойств, перечисленных в верхней части матрицы. Баллы записыйатотся в верхней части клеток матри41ьт, а произведение числа бал- 112 а.
ввкомвалаиии по вызови матюиалов лов на весовые коаффициенты — в нижней части, затем вычисляется сумма очков для каждого материала. Очевипно, что по сумме очков наилучшим материалом для изготовления крышки явлнется листовая сталь. Конкретное решение можно принять после тщательного исследования свойств листовой стали, необходимых для изготовления давкой детали.
В рассматриваемом случае выбрана холоднокатаная листовая сталь средней твердости (1020). УПРАЖНЕНИЯ 1. Назовите три изделия или технических достижения, которые были бы невозможны без успехов в материаловедении. 2. Укажите состав сплава, обозначаемого ВАК. 3312. 3.
Почему напряжение для выбранного материала берется нвя;е предела упругости, а ве виже предела прочности? 4. Чем отличаетсв определение твердости материала по Бринелво от определении твердости по Роквеллу? 5. В таблице, состоящей из двух столбцов, укажите пять случаев применения металлов, в которьгх использование пластмассы невоаможно, и пять случаев применения пластмассы, в которых невозможно использование металла. 6. Какой листовой металл лучше всего подойдет для штамповки поддона картера автомобвляг 7. Дайте определение коэффициента Пуассона.
8. Что означает выдавливание при изменении формы материалаг 9. Составьте перечень требований, определяющих выбор материала для изготовления дверной ручки холодильника. 10. Составьте матрицу решений и выберите оптимальный материал для изготовления дверной ручки холодильника (см. упраншение 9).
ЧЕЛОВЕЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ И ИНЖЕНЕРНОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ Кз всех существ, населшощих землю, человек являетсв, во-видимому, самым иэнеисенным и хуже всех приспособленным к условиям окружающей среды. Можно, не задумываясь, назвать сотни способов и средств защиты у лшвотных: раковины, мех, крылья, перья, чешуи, клыки, запахи, защитная окраска, острое обоняние и зрениеит.д. Однако природа наделила человека одной способностью, недоступной другим существам,— способностью мыслить.
Благэдаря этому человек рассуждает, планирует, помнит прошлое и размышляет о будущем и — самое главное— умеет изменять условии окружающей его среды. Примерамн изменения окружающих условий являэотся одежда, н;плаще, транспортные средства, автоматизация и космические полеты. Наука о взаимодействии человека с искусственной окружающей средой имеет различные названия: инисенервая психология, наука о человеческих факторах, учет человеческих факторов в технике, техническая психология, биомеханика, эргономика. Как бы она ни называлась, очевидно одно: физически человек почти пе изменился эа последние несколько тысяч лет и, по-видимому, мало изменится в следующем тысячелетии. Без специальных средств, соответствугощим образом преобразующих внешнюю среду, человек практически не может приспособиться к ее воздействию.
Требования к таким средствам составляют основу данной главы. ЛЕОНАРДО ДА ВИНЧИ И ГИЛБРЕТ По-видимому, первая известная работа по инженерной психологии принадлелсит Леонардо да Винчи. Иаучан строение тела человека, он сделал анатомически детальнью рисунки человека, чтобы показать его мускулатуру. Он даже изобрел действующие модели, в которых использовал медные проволочки для изображения отдельных волоков И4 е. чеаОВеческие ФАктОРы и игекенеРИОВ НРОектиРОВАние мышц.
Можно считать, что эта работа полонтила начало такой науке, как биомеханика. Кроме того, Леонардо да Винчи, изучая пропорции человеческого тела, заложил основы другого вантного для эргономики научного направления — антропометрии. Классический пример пропорций Фиг. 5.1. Пропорции человеческого тола, открытые Лоовардо да Винчи. человеческого тела, определенных Леонардо да Винчи, показан на фиг. 5.1. Изучая человеческое тело, он не учитывал воздействие на человека окружающей среды, свою цель он как художник видел в возмонгно более точном изобрантенни человеческого тела. В начале промьпнленной революции, когда способность Соединенных Штатов конкурировать на рынках других стран стала зависеть от рентабельности производства, получил признание талант Фрэнка Гилбрета.
Примерно в 19И г. Гилбрет интуитивно открыл и определил показатели, связанные с анатомией, физиологией и психологией человека, которые и составили основу эргономики системы «человек — инструмент — задание». Гилбрет известен как осповополонтник исследований по упрощению процессов труда и исследовании трудовых движений и затрат времени прн выполнении операций. Используя имевшуюся в то время измерительную технику, Гилбрет сосредоточил внимание па трах поддающихся измерению величинах для 5. ЧЕЛОВЕЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ И ИНЖЕНЕРНОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ ьтб ТАВЛНЦА ЕТ ПКРГТМГЕННЬТБ ГИЛВРКТА ПеРемЕнные, хараитери- зумшие оиружаииаум среду Перемеиимс, хараитсри- Вуииаие диииьеиия Переисиимс, иараигс- ризуюшие рабочего Вес двиькуьцейся детали Качество материала Автомапьзм Мускулатура НВиыььи Наличие опыта Затрачиваемая опергня Исходное положение Одежда Окраска Необходимость Направление Пвтанио Политические и реььвгиозные убеждения Привычки Освещение Последапательность деюкений Преодолеваемая инерция и коли- чество двияьсвия Протяженность Отопление, охлаждение, Вентиляция Приспособления Проь)есснояальная подготовка Состояние здорорья Поощрения и ваказания Правила туро)ьессиональнаго союза Раамер движущегоси аь реь ата Средства, предупреждающие утомляемость Станки и инструменты Трансляция музыкальных и литературных произгедений Телослояьение Темперамент Скорость Стоимость Траектория Ускорение Удовлетворенность работой Утомляемость Эффективность создания основы, опираясь на которую можно было бы рекомендовать более производительные, более эффективные н менее утомительные приемы работы.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
