Konspekt_lektsy_tekhmash_ne_dlya_pidaras ov (769980), страница 12

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 12)

Сущность задачи, решаемой при проектировании машиныК началу проектирования машины, конструктору должны быть известныноминальные, средние значения и допустимые отклонения следующих групппараметров, определяющих:1. Требования к качеству продукции —выпуск —; ее количественный; себестоимость единицы продукции —2. Качество исходного продукта —..3. Свойства потребляемой энергии —.4. Состояние окружающей среды —.Сущность задачи, решаемой при проектировании машины, представлена нарис.

11.1.Рис.11.1. Задача, решаемая в процессе проектирования машиныПараметры первой группы устанавливаются в соответствии с требованиямичеловеческого общества (и нормативами хозяйства). Для удовлетворения этихпотребностей и создается машина, поэтому соблюдение параметров первойгруппы обязательно.Значение параметров 2-й группы также не могут быть изменены, так как заэтим последовало бы создание другой машины.Способность машины выполнять служебное назначение в заданныхусловиях обеспечивается рядом ее конструктивных свойств, характеризуемыхгруппойпараметров.Кчислуэтихпараметровотносятсяхарактеристики материалов, размерных связей, а также их производных(кинематики, жесткости, износостойкости, надежности и так далее).Смысл проектирования машины заключается в нахождении такихи таком конструктивном обеспечении их, при которых машина находилась бы всоответствии с условиями определяемыми значениями параметров 1 – 4 групп.11.3.

Выбор видов связей и конструктивных формисполнительных поверхностей машиныСвое служебное назначение машина выполняет с помощью связей,действующих между ее исполнительными поверхностями. Междуисполнительнымиповерхностямимогутдействоватьразмерные,кинематические,динамические,гидравлические,пневматические,электрические, магнитные, звуковые, световые и другие связи.Проектирование машины всегда начинается с выбора связей, позволяющихмашине осуществлять требуемый технологический процесс экономично.Требуемые виды связей исполнительных поверхностей машины выбирают всоответствии с ее служебным назначением.Вид и форму исполнительных поверхностей машины устанавливают исходяиз ее служебного назначения и в результате совокупного рассмотрения вида ихарактера необходимых связей, выявленных ранее.Большую роль при решении этой задачи играет конструкторскаяпреемственность.Например, выбор исполнительных поверхностей токарного станка –сочетание поверхностей шпинделя (под центр, планшайбу, патрон),поверхности конического отверстия пиноли и поверхности резцедержателя былсделан с целью осуществления кинематических и размерных связей.

Однако наэти же поверхности возлагается и осуществление динамических связей, то естьпередачу сил и моментов сил, необходимых для процесса резания, сил длязакрепления заготовки и тому подобное (рис.11.2).Рис.11.2. Исполнительные поверхности токарного станка и связи между ними11.4. Переход от показателей служебного назначения машины кпоказателям связей ее исполнительных поверхностейЦелью перехода является установление значений показателей связейисполнительных поверхностей машины, исходя из значений показателей ееслужебного назначения.Основной путь перехода – это расчет, для проведения, которого необходимосоответствующие уравнения связи:,где – один из показателей служебного назначения;– показатели вида связи исполнительных поверхностей машины,влияющие на y.Например, при проектировании токарного станка, для полученияповерхностей вращения и плоских поверхностей деталей необходимообеспечить вращение заготовки и прямолинейное движение режущегоинструмента.

В соответствии с этим исходные уравнения кинематической связиисполнительных поверхностей станка будет иметь вид:,где – скорость подачи прямолинейного движения режущего инструментамм/мин;– частота вращения шпинделя, мин-1;– подача мм/ об.Скорость прямолинейного движения режущего инструмента относительнообрабатываемой поверхности детали характеризует производительность станка.Требуемая производительность задается его служебным назначением.Желание иметьmax сдерживается 2 факторами: стойкостью режущегоинструмента, зависящей от, и точностью обработки, зависящей от.Поэтому при выбореиприходится учитывать требуемую точностьобработки различных деталей; методы обработки, требующие различныережимы обработки, и, в связи с этим, появляется необходимость в диапазонах ирядах чисел оборотов, представляющих собой показатели кинематической связиисполнительных поверхностей токарного станка.Для снятия с заготовки требуемого слоя материала необходимо приложениярежущими кромками инструмента к заготовке определенной силы резания.Силы резания задаются действием динамических связей исполнительныхповерхностей токарного станка.Сила резания:,где;;.Силы резания рассчитываются исходя из: наибольшей глубины резания t,наибольшей твердости материала, наибольшей подачи и наименьшейскорости .Для расчета силы резания режимы обработки берут из формулировкислужебного назначения.Далее, например, составляющаясоздается вращающим моментом.Исходя из требуемых значений , на исполнительных поверхностях шпинделянужно создать моментPX создается силой подачи и так далее.Все необходимые виды связей в машине создают с помощью деталей,имеющих определенные геометрические формы, размеры, относительныеположение и изготовленных из определенных материалов.

Материалы ивозможность придания им нужных форм, размеров и положения – это все чемрасполагает конструктор для создания требуемых связей в машине.Поэтому, проектируя машину, конструктор вынужден неоднократноосуществлять переход от одного вида связи к другому, и, в конечном счете,сводить все виды связей, требующиеся для работы машины, к материаламдеталей и размерным связям. В учебнике приведен пример (смотритесамостоятельно) – электрический двигатель.11.5. Преобразование связей в процессе проектированиямашиныВсе необходимые виды связей в машине создают с помощью деталей,имеющих определенные геометрические формы, размеры, относительноеположение и изготовленных из определенных материалов.

Таким образом,конструктор для создания требуемых связей в машине располагает лишьматериалами и возможностью придания им нужных форм, размеров иположения. Поэтому, проектируя машину, конструктор вынужден многократноосуществлять переход от одного вида связи к другому и в конечном счетесводить все виды связей, требующиеся для работы машины к материаламдеталей и размерным связям.Для перехода от одного вида связей к другому необходимо иметь уравнение,отражающее зависимость показателя (функции) преобразуемого вида связи отпоказателей (аргументов) вида связи, к которому осуществляется переход.Переход в номиналах и допусках от параметров продукции машины к связямсвойств материалов и размерным связям, можно рассмотреть на примереэлектродвигателя (рис.11.3).Рис.11.3. Преобразование связей в электродвигателеЭлектродвигатель предназначен для создания вращательного движения счастотой вращения вала nв (мин-1) и вращающим моментом Мвр на валу.Вращательное движение вала с определенной скоростью и вращающий моментявляются продукцией электродвигателя, заданные соответственно, и,.Вращение электродвигателя является результатом его кинематической связис якорем (nв=nя), а вращающий момент – динамической связи (=).Каждая из них осуществляется через электромагнитные связи.Переход от кинематической связи к электромагнитной может быть выполненв номиналах с помощью уравнения:,где – электродвижущая сила в обмотке якоря,, при этом— напряжение питания электродвигателя; — сила тока в обмотке якоря;–сопротивление обмоток якоря;— падение напряжения на щетках,– число пар параллельных ветвей обмотки якоря,– число пар полюсов электродвигателя,– магнитный поток в зазоре,– число проводников в обмотке якоря.Дальнейшие преобразования позволяют перейти от сопротивления с якоряк материалу, длине и сечению проводников обмотки, используя зависимость:,где – удельное сопротивление материала проводников, характеризующиесвойства материала;и – соответственно длина и сечение проводников.А, воспользовавшись уравнением магнитного потока:,где– магнитодвижущая сила;–средняя длина силовой линии;— магнитная проницаемость железа;- сечение железа;— воздушный зазор,можно, исходя из величины Ф, установить минимальный воздушный зазормежду якорем и статором, параметры характеристик свойств материаловмагнитов и площадь их сечения.Для создания требуемого вращающего момента на валу двигателянеобходимо перейти от заданного СН двигателя момента к электромагнитномумоменту.

Так как, то на основании зависимости:можно подойти к значениям аргументов с позиции обеспечения требуемойдинамической связи исполнительных поверхностей двигателя. Так как, то, используя выбранные значенияи можно установитьноминальный диаметр якоря.Для установления норм точности двигателя необходимо перейти отдопусков на параметры продукции двигателя к допускам на показателиразмерных связей и свойств материалов. Например, зависимость поля допускана частоту вращения от полей допусков на параметры электромагнитных связейвыглядит следующим образом:.Средние допустимые значения аргументов и функции находятся вследующей зависимости:.Помимо задания требуемой точности связей в машине методом расчета,являющегося основным, в практике машиностроения используют и другие пути.Требуемая точность связи может быть установлена: на основании экспериментов, поставленных на опытных образцах, первыхэкземплярах или макетах машин; путем имитационного моделирования процесса работы машины иявлений, сопутствующих ее работе; в результате опыта эксплуатации аналогичных машин создаваемой;путем логических умозаключений и на основании опыта лица,проектирующего машину.Однако последние два пути менее надежны, так как отражают лишь то, чтодостигнуто в прошлом, и не могут быть избавлены от субъективизма.ЛЕКЦИЯ 1212.

Этапы конструирования машины и разработка размерныхсвязей в машине12.1. Этапы конструирования машиныЦель конструирования машины – выбор материалов с соответствующимисвойствами и придание им нужных конструктивных форм, размеров,положения, т.е. построение такой системы связей, которая была бы способнакачественно и экономично осуществлять предписанный процесс.Конструирование машины обычно начинают с обеспечения в машинетребуемых форм движения. Движение любой формы создается каким-тоисточником движения. В машинах с механической формой движенияисполнительных поверхностей источником движения чаще всего являетсядвигатель (электрический, гидравлический и др).

Выбор двигателя зависит отназначения машины, законов относительного движения исполнительныхповерхностей, требуемой мощности, коэффициента полезного действия иэкономичности применения. Дальнейшее конструирование машины может бытьследующим.1. После выбора источника движения и форм движения определяютисполнительные поверхности или заменяющие их сочетанияповерхностей надлежащей формы.2.

Выбирается закон относительного движения исполнительныхповерхностей, обеспечивающий выполнение машины ее служебногоназначения.3. Разрабатывается кинематическая схема машины и всех еесоставляющих звеньев.4. Рассчитываютсясилы,действующиенаисполнительныеповерхности, и характер их действия.5.

Характеристики

Список файлов лекций