Контрольные вопросы

1. Каково различие между проектировочным и проверочным расчетом?

2. Что понимают под качеством изделия? Что такое комплексная модель качества, для чего ее разрабатывают?

3. С помощью каких критериев можно оценить качество механического привода при курсовом проектировании?

4. Что следует понимать под математической моделью изделия?

5. Что следует понимать под комплексным и системным проектированием? Почему решение задачи выбора оптимального варианта в полном объеме возможно лишь в рамках САПР?

Общие вопросы проектирования

Начальным этапом проектирования являются расчеты.

Проектировочным расчетом называют определение основных размеров детали при выбранных характеристиках материала по главным критериям работоспособности. Проектировочные расчеты обычно являются предварительными и упрощенными.

Проверочным расчетом определяются фактические (расчетные) напряжения и коэффициенты запаса прочности, действительные деформации, температуры, ресурсы при заданной нагрузке или допустимые нагрузки при заданных размерах и ресурсах и т. п.

Конструирование — это творческий процесс создания машины или механизма в документации на основе расчетов. Документация может выполняться как на бумажном носителе (чертежах), так и в электронном виде. Информация об изделии в электронном виде может непосредственно передаваться изготовителю, особенно если цех или завод автоматизированы. Таким образом производится конструирование изделий и их выполнение на наиболее передовых предприятиях уже сегодня.

Оптимизация конструкции — важный этап конструирования, выполняется чаще всего с использованием компьютерной техники. При оптимизации рассматривается множество вариантов конструкции с целью минимизации, например, ее массы, размеров, стоимости и т.д.

Проектирование — это более общий процесс создания машин в документах не только на основе теоретических расчетов, но также конструкторского, технологического и эксплуатационного опыта, экспериментов. Проектирование представляет собой решение многовариантной задачи с многочисленными и разнообразными требованиями.

Современное проектирование, в процессе которого широко используются компьютеры, включает следующие этапы: предварительное проектирование; эскизное проектирование; техническое проектирование; изготовление и испытания экспериментальных образцов; коррекция технической документации и выдача окончательного проекта.

На уровне предварительного проектирования определяется потребность в данной машине; проводится анализ технической и патентной литературы, имеющихся аналогов, т.е. машин, выполняющих те же задачи; разрабатываются варианты проектных решений. Затем производится поиск оптимального решения на основе анализа технико-экономических показателей, различных экспертных оценок. Например, лучший вариант машины уже защищен патентом, собственником которого является конкурирующее предприятие. Цена такого изделия с учетом приобретения прав может быть чрезмерно высокой. В этом случае лучше пойти на

некоторые уступки по техническим характеристикам, чтобы не приобретать лицензий на ее производство.

На этапе эскизного проектирования составляют техническое описание выбранного варианта машины для детальной проработки и разрабатывают эскизную документацию на принятый вариант решения.

Техническое проектирование включает в себя выпуск конструкторской и технологической документации для изготовления опытного образца или опытной партии машин.

Испытания экспериментальных образцов проводят обычно на стендах по специально разработанной программе с регистрацией требуемых показателей и характеристик машины.

По результатам испытаний проводят коррекцию технической документации с целью дальнейшей оптимизации конструкции. Следует отметить, что такую коррекцию проводят и в процессе эксплуатации машины, постоянно совершенствуя ее конструкцию, делая ее более конкурентоспособной.

Автоматизация проектирования особенно эффективна, когда от автоматизации выполнения отдельных расчетов переходят к комплексной автоматизации, создавая для этого системы автоматизированного проектирования (САПР).

Реализация САПР позволяет с минимальными затратами машинного времени и человеческих ресурсов спроектировать машины с требуемыми характеристиками.