В.Б.Герасименко,
Г37 Технические основы создания машин: Учебное пособие/В.Б.Герасименко, Ю.М.Фадин. - Белгород:Изд-во БГТУ, 2014—202с.
В соответствии с рабочей программой дисциплины "Технические основы создания машин" учебное пособие объединяет в единое целое как разрозненные и установившиеся положения, так и вновь возникающие проблемы при создании новых машин или при модернизации действующих машин и оборудования. Цель дисциплины - формирование у изучающих ее устойчивых навыков и представлений о номенклатуре и последовательности процессов, определяющих создание новой техники, о способах решения возникающих при этом задач.Учебное пособие предназначено для студентов всех форм обучения. направления бакалавриата 151000 «Технологические машины и оборудование» профилей 151000.62-21 «Технологические машины и комплексы предприятий строительных материалов» и 151000,62-22 «Компьютерные технологии проектирования оборудования предприятий строительных материалов» Данное издание публикуется в авторской редакции.
|
|
Табл. 5. Ил. 43. Библиогр.: 38 назв.
Авторы выражают большую благодарность основоположнику дисциплины Технические основы создания машин профессору Анатолию Александровичу Богомолову.
УДК 621.01(075) ББК34.42
©Белгородский государственный
технологический университет(БГТУ) им В. Г. Шухова
Оглавление
ПРЕДИСЛОВИЕ….…………………………………………………………...2 ВВЕДЕНИЕ........................................................................................................7
1. РОЛЬ МАШИНОСТРОЕНИЯ В СОЗДАНИИ машин для производства строительных материалов………………………..……...……8
1.1.Машиностроение как базовая отрасль индустрии страны.....................8
1.2.Комплексная механизация и автоматизация производства: проблемы и задачи. Роботизация рабочего оборудования...........................8
1.3.Основные направления развития машин и оборудования для
промышленности строительных материалов................................................9
2. ОБЩИЕ ВОПРОСЫ СОЗДАНИЯ МАШИН............................................10
2.1. Состав машины как системы. Принципы классификации машин......10
2.2. Выявление потребности в создании новых машин..............................11
2.3.Обеспечение качественных показателей и высокого технического
уровня создаваемой техники..........................................................................12
2.3.1.Формирование технических требований к создаваемым машинам и оборудованию…...........................................................................12
2.3.2. Методика оценки технического уровня создаваемой техники..16
2.4. Основные этапы создания машин..........................................................18
2.4.1. Прогнозирование новых конструкций машин.................................18
2.4.2. Проектирование новых машин..........................................................19
|
|
2.4.3. Подготовка производства к выпуску новых машин........................21
2.4.4. Освоение производства новых конструкций машин.......................22
3. ОСНОВЫ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ..............................................22
3.1. Роль науки в развитии общества и в инженерной деятельности........22
3.2.Наука, научные кадры, научные учреждения......................................23
3.2.1. Наука…………………………………………………………………23
3.2.2. Научные кадры……………………………………..……………..…26
3.2.3. Научные учреждения..…………………………...………………….27
3.3. Накопление и обработка научной и технической информации…...…28
3.3.1. Научные произведения и их особенности……...……………….…28
3.3.2. Научно-техническая информация…………….……………………29
3.3.3. Картотека и каталоги………………………..………………………30
3.4. Классификация и основные этапы научно-исследовательских работ.
Выбор темы научных исследований..............................................................33
3.5. Способы и методы теоретического исследования...............................34
3.6. Модели исследований..............................................................................36
3.7. Методы экспериментальных исследований..........................................37
3.7.1. Методология эксперимента...............................................................37
3.7.2. Разработка плана-программы эксперимента....................................38
3.7.3. Методы оценки измерений................................................................38
3.7.4. Обработка и анализ результатов экспериментальных
исследований..................................................................................................40
3.8. Внедрение и эффективность научных исследований.........................44
4. ИЗОБРЕТАТЕЛЬСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ...............................................45
4.1. Открытия. Формы их охраны..................................................................45
4.2. История развития изобретательской деятельности..............................46
4.3. Интеллектуальная собственность...........................................................48
4.4. Изобретение..............................................................................................49
4.4.1. Объекты изобретения.........................................................................50
4.4.2. Формула изобретения.........................................................................52
4.4.3. Алгоритм изобретателя......................................................................53
4.4.4. Права изобретателей и правовая охрана изобретений....................53
4.4.5. Авторское свидетельство. Патент.....................................................54
4.4.6. Составление и оформление заявок на изобретение.........................55
4.5. Экспертиза заявки на изобретение........................................................55
4.5.1.Отсроченная экспертиза......................................................................55
4.5.2. Формальная экспертиза......................................................................56
4.5.3. Экспертиза заявки по существу (патентная экспертиза)................56
4.6. Классификация изобретений...................................................................57
4.7. Система патентной информации в РФ..................................................58
4.8. Патентный поиск....................................................................................59
4.9. Покупка и продажа лицензий................................................................59
4.9.1.Условия лицензионных договоров...................................................60
4.10. Полезная модель...................................................................................60
4.11. Промышленный образец......................................................................62
4.12. Товарные знаки.....................................................................................62
4.13. Заключение............................................................................................62
5. ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ И МЕТОДИКА КОНСТРУИРОВАНИЯ МАШИН...........................................................................................................63
5.1. Задачи конструирования.........................................................................63
5.2.Экономические основы конструирования машин.................................63
5.2.1. Полезная отдача...................................................................................64
5.2.2. Качество и конкурентоспособность...................................................66
5.2.3. Экономическая эффективность..........................................................67
5.2.4. Менеджмент.........................................................................................68
|
|
5.3.Стандартизация и ее роль при проектировании машин и оборудования....................................................................................................69
5.3.1 Методы стандартизации………………………………………….....73
5.4. Методы создания производных машин на базе унификации...............77
5.4.1. Секционирование................................................................................77
5.4.2. Метод изменения линейных размеров..............................................78
5.4.3. Методбазового агрегата....................................................................78
5.4.4. Методкомпаундирования..................................................................78
5.4.5. Модифицирование..............................................................................79
5.4.6. Комплексная нормализация...............................................................79
5.4.7. Унифицированные ряды.....................................................................79
5.8. Проблемы и задачи унификации............................................................80
5.5 Основы методологии конструирования..................................................81
5.5.1. Конструктивная преемственность при создании новой техники..............................................................................................................81
5.5.2. Изучение сферы применения машин................................................82
5.5.3. Выбор конструкции............................................................................82
5.5.4. Метод инверсии..................................................................................88
5.5.5 Компонование......................................................................................88
5.5.6 Техника компонования ……………………………………………...93
6.СТАДИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ, ВИДЫ ИЗДЕЛИЙ И
КОНСТРУКТОРСКАЯ ДОКУМЕНТАЦИЯ...............................................94
6.1. Стадии разработки конструкторской документации...........................94
6.2. Виды изделий...........................................................................................95
6.3. Виды конструкторских документов.......................................................96
6.4. Комплектность конструкторских документов......................................98
6.5. Общие положения ЕСКД........................................................................98
6.6. Микропроцессорная и вычислительная техника при проектировании машин................................................................................................................99
6.6.1. Составление моделирующего алгоритма формирования образца машины и характеристика его основных этапов........................................101
|
|
7. ОБЕСПЕЧЕНИЕ ТРЕБОВАНИЙ ТЕХНИЧЕСКОЙ ЭСТЕТИКИ И ЭРГОНОМИКИ ПРИ СОЗДАНИИ НОВЫХ МАШИН И ОБОРУДОВАНИЯ.........................................................................................104
7.1. Основные научные направления изучения системы: "человек – машины – среда"............................................................................................104
7.2. Художественное конструирование – неотъемлемое звено процесса конструирования............................................................................................107
7.3. Форма изделия – активный фактор при конструировании................108
7.4. Дизайн……….........................................................................................109
7.4.1. Эстетическая оценка качества.........................................................109
7.4.2. Краткая историческая справка........................................................109
7.4.3. Красота..............................................................................................110
7.4.4. Единство, пропорциональность, форма.........................................110
7.4.5. Гармония красок...............................................................................113
7.5. Структура теории композиции в технике. Категории композиции..116
7.6. Цвет, функциональная окраска в машиностроении...........................117
7.7. Основные эргономические требования, предъявляемые к машинам при конструировании.....................................................................................118
8. ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ КОНСТРУИРОВАНИЯ ДЕТАЛЕЙ И СБОРОЧНЫХ ЕДИНИЦ...............................................................................120
8.1. Унификация конструктивных элементов............................................120
8.2. Принцип унификации деталей..............................................................124
8.3. Принцип агрегатности...........................................................................125
8.4. Устранение подгонки............................................................................130
8.5. Рациональность силовой схемы...........................................................131
8.6. Компенсаторы........................................................................................134
8.7. Устранение и уменьшение изгиба........................................................138
8.8. Компактность конструкции..................................................................142
8.9. Совмещение конструктивных функций...............................................144
8.10. Принцип самоустанавливаемости......................................................145
8.11. Бомбирование.......................................................................................147
8.12. Влияние упругости на распределение нагрузок...............................148
8.13. Сопряжение по нескольким поверхностям.......................................150
8.14. Осевая фиксация деталей....................................................................151
8.15. Сменность изнашивающихся деталей...............................................154
8.16. Составные конструкции......................................................................156
Заключение.....................................................................................................159
Библиографический список..........................................................................160
ПРЕДИСЛОВИЕ
На современном этапе развития промышленности строительных материалов возникает необходимость превратить строительную индустрию в комплексно-механизированный процесс сборки и монтажа зданий и сооружений из унифицированных элементов заводского изготовления, а производство строительных материалов, конструкций и изделий осуществлять на основе комплексной механизации и автоматизации всех технологических процессов и операций, обеспечивающих повышение производительности и качества выполняемых работ, безопасность, экономию энергетических и трудовых ресурсов. Очевидно, что промышленность строительных материалов должна быть оснащена машинами и оборудованием, имеющим высокий технический уровень, качество и быть конкурентноспособным на внешнем рынке, обладать необходимыми экологическими свойствами.