Основы конструирования (стр. 1 из 20)
"."
Программное содержание курса.
1. Введение.Роль конструктора в техническом прогрессе. Профессия – конструктор: квалификационныетребования; профессиональные способности. Объем и характер работы конструкторана промышленном предприятии .
2. Конструирование как процесс.
2.1. Конструирование – вид умственной деятельности (труда).Содержание процесса конструирования (Анализ + Синтез). Техническое решение, егосвойства и признаки (существенные и дополнительные). Выявление техническихрешений. Связь между техническим заданием и его оптимальным решением. Стадииразработки.
2.2. Основные этапы конструирования.
I. Анализ технического задания. Основные требования кобъекту конструирования. Общие правила конструирования. Основной принцип(принципы) работы объекта.
II. Выявление технических решений. Подбор и разработкавариантов конструкции, относящихся к объекту и основному принципу. Рабочиепринципы. Мысленный образ объекта. Простота конструкции. Обеспечение надежностии безопасности. Оценка требований к объекту: масса, компактность, стоимостьматериалов, ограничение по простоте конструкции, скорость действия (мощность),модульность, универсальность.
Методы, применяемые при разработке вариантовконструкции (технических решений): Инверсия. Аналогия (Прецеденты). Эмпатия.Комбинирование. Компенсация. Динамизация. Агрегатирование (Способыагрегатирования). Компаундирование. Резервирование. Мультипликация. Методрасчленения (Секци– онирование). Ассоциация. Идеализация. Метод переносасвойств ("фокальных" объектов) и др.
Язык конструктора: Термины. Терминология.
Источники научно–технической информации: Техническаялитература. Производственно–техническая информация. Нормативно–техническаядокументация (Стандарты). Патентная информация.
III.Анализ вариантов конструкции (техническихрешений) и выбор оптимального варианта.
Числои качество вариантов. Противоречивость требований к объекту, его частям и функциональнымэлементам. (Совместимость технических решений по элементам конструкции объектаи рабочим принципам).
Решение задачи оптимизации математическими методами (сприменением ЭВМ): Оптимальное решение. Критерий оптимизации.
Структура оптимального конструирования: Выборкритериев (Свойства и виды критериев). Математическое моделирование (Описаниецелевой функции и множества допустимых решений). Исходные параметры объекта.Требования к параметрам оптимизации (Виды параметров). Основные ограничения длямеханических конструкций. Выбор эффективного метода решения оптимизационнойзадачи, его реализация (Основные математические методы: Аналитические.Численные. Эвристическое программирование).
Вариантное конструирование. Оптимизация на интуитивномуровне. Расчеты при конструировании. Основные параметры оптимизацииконструкций.
IV. Разработка конструкторской документации дляпрактической реализации объекта.
Технический (технорабочий) проект. Рабочие чертежи.
3. Практические вопросыконструирования.
3.1.* Основы конструирования и расчета деталеймашин. Стандартизация и унификация. Технологические требования и экономическиефакторы.
3.2.* Конструирование валов и осей. Подшипниковыеузлы.
3.3. Передачи. Коробки передач. Приводы главного движениясо ступенчатым и бесступенчатым регулированием: Кинематический расчет.
3.4. Анализ конструкций на технологичность. Технологичностьконструкции, ее виды (Показатели технологичности по ГОСТ 22851–77), ГОСТ18831–71:
Отработка конструкции на технологичность.Основные требования и рекомендуемые решения при отработки конструкции натехнологичность. ("Методика отработки конструкции изделий натехнологичность и оценки уровня технологичности изделий машиностроения иприборостроения").
3.5. Масса и материалоемкость конструкций. Снижениемассы и материалоемкости. Выбор материалов с учетом обеспечения прочности,жесткости и надежности конструкций при минимальной массе.
3.6. Жесткость конструкций. Конструктивные способыповышения жесткости.
1. Жесткость. Равнопрочность. Факторы, определяющиежесткость: упругие характеристики материалов (E, G);геометрические характеристики сечений (A; J, W; JК, WК);линейные размеры, тип (жесткость) опор; вид нагружения. Удельный показательжесткости.
Конструктивные способы повышения жесткости: Общиеспособы. Способы для консольных и двухопорных систем, работающих на изгиб.
2. Обеспечение жесткости узлов металлорежущих станков(МРС).
2.1. Конструирование шпиндельных узлов (ШУ).
ШУ с опорами качения. Основные требования к ШУ.Конструкция ШУ. Подшипники качения для опор ШУ: Способы создания предварительногонатяга (жесткий и мягкий натяг). Расчет точности ШУ. Смазывание и уплотнениеШУ. Определение главных размеров ШУ. Расчет ШУ на жесткость (Оптимизациямежопорного расстояния).
2.2. Несущая система и базовые детали: станинынаправляющие.
Расчет базовых деталей на жесткость. Направляющиескольжения, качения, комбинированные.
2.3. Тяговые устройства МРС.
Основные требования к тяговым устройствам. Тяговыеустройства привода подачи: Передача винт–гайка качения. Расчет передачивинт–гайка качения: Предварительный выбор параметров передачи. Расчет нажесткость.
4. Основы художественного конструирования.
Понятие об инженерном ихудожественном конструировании. Художественно–конструкторское решение.
Техническая эстетика.Инженерная психология. Эргономика. Промышленная эстетика.
4.1. Система "человек–машина". Человек–оператор(Ч–О) – звено системы "человек–машина": свойства Ч–О (восприятие,внимание, память); рецепторы и эффекторы; физиологический климат.
Схемы взаимосвязей человек–объект: "треугольныхвзаимосвязей", частные модели поведения Ч–О; схема прохождения сигнала поконтуру управления (скорость обращения сигнала по контуру управления;погрешность и надежность звеньев; скорость обработки информации).
Основные характеристики рабочей среды: категории I,II,III,IV.
4.2. Основные требования к конструкции индикаторов ирегуляторов.
Визуальные, акустические и тактильные индикаторы.
Нажимные, движковые (ригельные), рычажные,вращательные регуляторы.
Принципы группирования индикаторов и регуляторов напанелях управления.
Общие требования к органам управления и индикации.
4.3. Эргономическая отработка конструкций.
Эргономические показатели (ГОСТ 16456–70):Гигиенические. Антропометрические. Физиологические и психофизические.Психологические.
Эргономический анализ и отработка конструкций: Методыисследований. Виды исследований. Основные этапы эргономической отработки.Факторы эргономического анализа. Оценка результатов принятогохудожественно–конструкторского решения. Эстетический анализ. Эстетическиепоказатели (информационная выразительность; целостность композиции;совершенство производственного исполнения и стабильность товарного вида).
Основные требования к форме, отделке и окраски внешнихповерхностей объекта. Влияния освещения на восприятие формы и цвета. Требованияк освещению.
4.4. Основы композиции.
Задача эстетического анализа. Композиция: Общиекатегории (Тектоника. Объемно–пространственная структура). Свойства и качества(Целостность формы. Соподчиненность. Равновесие. Симметрия и асимметрия.Динамичность и статичность формы. Единство характера формы). Средства(определяющий композиционный прием. Пропорции и масштаб. Контраст и нюанс. Метри ритм. Темп и пластика).
Некоторые особенности восприятия формы. Оптическиеиллюзии. Психологические факторы восприятия.
4.5. Элементы цветоведения.
Физические и психологические характеристики цвета:Яркость, цветовой тон, чистота; Светлота, насыщенность.
Влияние видов отражения.
Цветовые модели: Линейная. Трехмерная модель Мессела.Цветовой график.
Особенности психологического восприятия цвета.Цветовой круг. Выбор цветовых сочетаний: Контрастная и нюансная гармония.
Цветовые иллюзии.
Основные рекомендации по выбору цветовых решений(Рабочее место. Рабочая зона. Помещение (интерьер) в целом).
Сигнальные значения цвета.
5. Основы патентоведения.
Изобретательство – важныйфактор технического прогресса. Изобретательское право. Объекты и субъектыизобретательского права. Защита объектов изобретательского права (Патент; АС;Диплом).
Открытие. Изобретение.Промышленный образец. Рационализаторское предложение.
Изобретательская деятельность:Выявление изобретений (Главные критерии изобретения. Патентоспособность).Прототип. Аналоги. Существенные признаки (Структуры. Вида. Отношения).Существенные отличия. Положительный эффект. (ГОСТ 15.011–82).
Патентный поиск. Источникипорочащие, не порочащие новизну изобретения.
Патентная информация(Документация). Справочно–поисковый аппарат. Система МКИ. Справочно–информационныефонды патентных служб.
Составление и оформлениезаявки на изобретение. Описание изобретения. Формула изобретения.
6. Активизация инженерноготворчества.
Разрешение техническихпротиворечий (Внешние. Внутриобъектные). Процесс поиска новых идей – процессвыявления и разрешения ТП: существенный этап создания изобретений.Необходимость овладения методами активизации (творческий уровень изобретения).Метод "проб и ошибок" (Эвристика). Брейнсторнинг. Синектика. Метод"контрольных вопросов". Морфологический анализ. Алгоритмическаяметодика (АРИЗ). "Изобретающая машина".
7. Конструкторский бизнеса.
Лекция 3 "Основыконструирования"
§ 3.1. РезюмеЛекции 2.
ТО,Конструирование – логический мыслительный процесс (не исключающий, однако,элементов интуиции
"озарение"):