Егоров О.С., Подураев Ю.В. - Мехатронные модули. Расчет и конструирование (1053456), страница 8
Текст из файла (страница 8)
35 В плотно компонуемых мехатронных модулях почти любые ло=' —: кальные изменения массогабаритных параметров отдельных дета-;.:-';:. лей распространяются на все устройство в целом. В этих условиях,".,",' от степени полноты реализации одного какого-либо требования:='!' могут зависеть, и сушественно, габариты и масса всего мехатронно-'':: го модуля. Знание цены конструктивной реализации основных техниче-'::,,: ских параметров позволяет конструктору в ходе компоновки осу- шествлять рациональное их перераспределение. Этот критерий яв- ":,:,' ляется одним из основных движущих факторов обратного воздейст-,:;~ вия на технические требования со стороны формируюшейся конст-"":,.-, рукции.
1.б.б. Чертеж эскизной компоновки Эскизная компоновка выражает лишь основную конструктив-:,:„ ную идею мехатронного модуля, чертеж эскизной компоновки рас- ' -;:, крывает эту идею более полно. В эскизной компоновке реализова-,'!! на лишь предварительно отобранная часть технических требований '!,.' без подробного рассмотрения возможностей будущей реализации::::. остальных требований. Чертеж эскизной компоновки учитывает го- ':.': раздо большее количество требований, и именно поэтому основная,! идея в нем если и неизменна по сравнению с идеей эскизной ком-, ': поновки, то во всяком случае увязана со всеми этими требованиями.
Эскизная компоновка может сочетать в себе первую масштаб- г,:;: ную компоновку с безмасштабными набросками. Чертеж эскизной компоновки, как правило, выполнен целиком в масштабе. Но, несмотря на большую полноту и масштабность, это еще далеко не чертеж окончательной компоновки. Важное обстоятельство, отличающее разработку чертежа эс кизной компоновки от создания первоначального эскиза, — пеобхо- ',4 димость определенной последовательности в прочерчивании отдельных узлов.
В первую очередь наносятся на чертеж контуры узлов с наибольшими габаритами, (двигатель, преобразователи движения), расположенные в наиболее стесненных зонах и не даюшие ",; конструктору возможностей для варьирования их конфигурацией, ".': ориентацией и местоположением.
Удачное размещение этих узлов:-' на чертеже дает конструктору уверенность в том„что остальные узлы (датчики положения, тормоза и т.п.), которые будут нанесены в дальнейшем на чертеже окончательной компоновки, существенно не ухудшат созданную компоновку. Каждый наносимый на чертеже,:,':, узел накладывает на последующие узлы конкретные ограничения, и -;: ередности вычерчивания зависит не только рацио- , этому от оч нальность про цесса создания компоновки, но и форма, в которую она выливается. На данном этапе конструктор должен убедится в том, что выбранны им в й ариант чертежа эскизной компоновки близок к оптимальному.
онс , Конструкция может заключать в себе достаточно элементов лля уд довлетворения требованиям, но не все элементы могут быль для это ой цели необходимыми. Для выполнения условия "необходимого и лостаточного" следует проверить конструкцию на "избыточность*', т.е. попытаться найти и устранить все то, что является лишни шним. Все лишнее, не необходимое в конструкции, можно представить себе в виде "запасов" и подразделить на две группы: запасы по параметрам технических требований на мехатронный модуль и запасы по параметрам самой конструкции, не связанные с техническими требованиями непосредственно, в первую очередь излишние запасы прочности и жесткости. Запасы по любому параметру технических требований, реализованные в конструкции, свидетельствуют об отклонении создаваемого конструктивного варианта от иного, более рационального.
о мере введения масштаба, по мере детализации чертежа эскизной компоновки и перехода к чертежу окончательной компоновки уничтожение запасов первой группы становится все более действенным средством улучшения компоновки и конструкции. Пустоты в конструкции, свидетельствующие о нерациональности компоновки, можно рассматривать в качестве запасов по располагаемому пространству. Наличие таких запасов говорит о недоиспользовании критерия минимизации габаритов. Пустоты внутри мехатронного модуля можно исключить перекомпоновкой частей. Этим достигается уменьшение габаритов Иногда выгодно, сохранив габариты мехатронного модуля, использовать пустоты для конструктивных комбинаций, более полно удовлетворяющих каким-либо другим требованиям, например точности, виброустойчивости, удобству работы оператора и т.п.
Запасы по параметрам геометрического характера (например, .";:.ц' по угловым и линейным перемещениям движущихся частей) легко обнаружить по чертежу, чего нельзя сказать о запасах по таким параметрам, как, например, мощность на выходе или точность отработки угла поворота. При поиске скрытых запасов конструктор не У'„";::;::.. должен забывать и о принципиальной схеме, так как при переходе от нее к конструкции особенно легко допустить избыточность. Следствием снижения запасов по жесткости или прочности (запасы второй группы) отдельных частей мехатронного молуля яв- ляется снижение их массы, В реальной конструкции, где все взаи-, '",. мосвязано, уменьшение габаритов и массы отдельных частей вызы-,:~~ вает далеко идущие последствия.
В частности, снижение массы,:!:-, сопровождаемое снижением жесткостных характеристик каких- '",':.': либо деталей, может в то же время сопровождаться улучшением;-,'",',. других жесткостных характеристик, существенных лля нормального.;-::, функционирования мехатронного модуля в целом. При этом может быть получен немалый выигрыш в надежности.
С величиной различного рода '*запасов" связан выбор типо- размеров готовых изделий, входящих в конструкцию мехатронного модуля. Так, например, масса и размеры электродвигателя опреде- лаются развиваемой им мощностью. Уменьшение потребной мошности за счет снижения каких-либо "запасов" в мехатронном модуле дает возможность перейден к соседнему по шкале типоразмеру::;:.„*; меньшему двигателю. Но такой скачкообразный с точки зрения массы и габаритов переход почти всегда открывает новые возможности для лучших вариантов компоновки. Нередко случается, что, л::; при реализации этих возможностей компоновка приобретает совершенно иной вид, становится более рациональной.
Дальнейшее конструирование ведется как бы на новом "уровне рациональности" компоновки при котором возможности уплотнения функциональной нагрузки частей, возможности их подгонки и частичной "интеграции*', а также выгоды от снижения запасов обеих групп реализованы в максимальной степени. Уменьшение запасов второй группы является нелегкой задачей, требующей тщательных расчетов и знания технологических возможностей сегодняшнего дня.
1.$.7. Компактность конструкции Наиболее очевидная возможность уплотнения конструкции мехатронного модуля — сближение его частей, т.е. уменьшение рас- стояния между частями. Этот путь связан с рядом трудностей, возникающих по мере уменьшения зазоров. Даже определение величин зазоров между сближаемыми частями при сложной их конфигурации является трудоемкой работой. Неизмеримо большие трудности возникают в производстве при изготовлении деталей с жесткими допусками и их сборке. Не следует забывать, что чрезмерное уменьшение зазоров может по ряду причин понизить надежность конструкции (например, из-за температурных деформаций). Чем труднее протекает процесс сближения частей, тем чаще конструктор возвращается к рассмотрению технического задания, 38 ясь переосмыслить требования, послужившие причиной по- пыта обных затруднений.
Это особенно относится к тем случаям, когда акое-либо "узкое" место препятствует значительному сжатию всей ко„струкции. Стремление "расширить" такое "узкое" место способствует усилению и углублению обратных воздействий на исходные требования. Иногда становится возможным осуществлять такие изменения в технических требованиях, которые ведут к существенному улучшению компоновки, не сказываясь сколько-нибудь отрицательно на целевых функциях и эксплуатационных характеристиках меха- тронного модуля. Шаговый процесс с возвратом. Методика отбора требований„ наиболее важных для компоновки, предполагает необходимость той или иной корректировки первоначально скомпонованного меха- тронного модуля, т.е.
возврат от последующих этапов, на которых реализуются оставшиеся требования, к предыдущему. Выбор каж'ф,: дого шага производится с таким расчетом, чтобы чертежная работа, вызванная корректировкой результатов, свелась к минимуму. Если габариты мехатронного модуля на чертеже окончательной компоновки уменьшилась по сравнению с габаритами, предусмотренными эскизной компоновкой, это свидетельствуют о том, что корректировка способствовала оптимизации конструктивного решения по ~!'::: '-. критерию минимизации габаритов.
Представление о компоновке мехатронного модуля, как о ша!.",';::::: гоном процессе с возвратом, основывается„с одной стороны, на природе нестрого поставленных задач„допускающих варьирование исхолными данными в ходе решения, с другой, на ограниченности возможностей человека в отношении оптимальной конструктивной реализации множества взаимосвязанных переменных. 1.5.8. Чертеж окончательной компоиоаки Своеобразие этого этапа в его двойственности: с одной стороны, чистовым вьгчерчиванием чертежа окончательной компоновки (общего вида или сборочного чертежа) подводится итог проделан- 4",.:, ной Ранее длительной работы; с другой стороны, зто не просто вычерчивание, это конструирование, притом начинающееся с самого начала, с самой первой линии и заканчивающееся созданием чертежа.
практически полностью обеспечивающего этап деталировки Приступая к чистовому вычерчиванию чертежа окончательной =,:,!::;:- '' компоновки, конструктор тем самым решается на отказ от дальнейших поисков, от сравнения и отбора вариантов. В то же время 39 вся методика вычерчивания чертежа должна оставлять конструкто-, '!! ру максимальную свободу варьирования на протяжении всего хода ' "':"' работы.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
