Конструирование узлов и деталей

При конструировании узлов и деталей машин наряду с основными общими принципами конструирования, рассмотренными выше, необходимо соблюдать ряд частных принципов и правил, которые помогут конструктору в процессе отработки и доводки конструкции отдельных узлов и деталей.

Ниже кратко изложены некоторые принципы являющиеся эффективным подспорьем в руках конструктора.

Унификация конструктивных элементов и деталей.

Элементы, выявляющиеся в процессе компонования, следует многократно использовать для всей конструкции, усредняя расчетные параметры и добиваясь максимального сокращения их номенклатуры.

Унификации в первую очередь подлежат посадочные соединения (по номинальным размерам, типу посадок и классу точности), резьбы (по диаметру, шагу и классу точности), шлицевые и шпоночные соединения, крепежные детали и т.д. целесообразно сокращать номенклатуру материалов, виды отделочных операций, гальванических покрытий, типы сварки, форму сварных швов и др.

На рисунке - 3 приведен пример компонования вала. В конструкции а) допущен значительный разнобой в размерах посадочных диаметров, резьб, шпонок и модулей зуба. В конструкции б) сокращено число посадочных размеров, унифицированы шпонки и модули зубьев (m =4). Необходимая прочность зуба малых зубчатых колес достигнута увеличением их длины. В общей сложности в результате унификации номенклатура элементов сокращена с 16 до 7 наименований.

Рисунок -3. Компонования вала.

На рисунке 4 в качестве примера унификации размеров под ключ приведен узел регулирования редукционного клапана. В конструкции а) применены три размера (1-3), в унифицированной конструкции б) – один размер (4).

Рисунок – 4. Узел регулирования.

Принцип агрегатности.

Все узлы целесообразно конструировать в виде независимых агрегатов, отдельно собираемых, регулируемых, подвергаемых обкатке, контрольным испытаниям и устанавливаемых в законченном виде на машину. На рисунке 5 приведен пример агрегатирования редукционного клапана. В конструкции а) редукционный клапан установлен непосредственно в корпус. Установка клапана в отдельной втулке (конструкция б) делает узел агрегатным.

Рисунок – 5. Редукционный клапан.

Масса и металлоемкость машин.

Металлоемкость выражает объем металлических деталей, составляющих машину. Частное от деления объема металлических деталей металлоемкости на основной параметр машины составляет удельную металлоемкость. Значение этого показателя выходит далеко за пределы оценки экономии металлов, осуществленной машине. Самое важное, что он характеризует и притом гораздо вернее, чем удельная масса (частное от деления массы машины на основной параметр), качество конструкции, т.е. рациональность ее схемы и совершенство форм деталей, независимо от удельной массы использованных материалов.

В основе массы и металлоемкости машины лежит комплекс мероприятий, из которых наибольшие возможности открывают проектно-конструкторские мероприятия. К ним относятся: снижение веса машин и механизмов путем улучшения их конструкции; применение новых материалов, экономных профилей проката; внедрение ресурсосберегающих машин и технологий; применение экономико-математических методов; повышение качества машин, механизмов и материалов; комплексная переработка сырья и др.