Введение к работе
Актуальность работы. Точность является одним из важнейших показателей машин, определяющих ее способность выполнять свои служебные функции. От точности машины зависят ее надежность, экономичность, производительность, уровень вибраций и шума, что в совокупности характеризует качество продукции.
Работа современных машин и агрегатов происходит со все возрастающими скоростями и нагрузками, при высоких и низких температурах. Поэтому современный этап развития технологии машиностроения заключается в комплексном учете всех этапов жизненного цикла машины при ее проектировании и в разработке научных основ по системному описанию технологических методов, позволяющих обеспечить требуемые эксплуатационные свойства деталей машин.
Одним из важнейших инструментов создания качественных машин, способных с высокой надежностью функционировать в течение всего срока эксплуатации, является размерный анализ. Он позволяет обеспечить требуемую точность функциональных параметров изделий и увязать между собой многие основные характеристики разных этапов жизненного цикла машины. При этом размерный анализ также является связующим звеном между конструкторскими и технологическими этапами подготовки производства к выпуску новой продукции. Особенно важно, что этот анализ является универсальным средством, пригодным для расчета любой конструкции или отдельного узла.
В настоящее время задачи проектирования деталей и узлов должны решаться на основе широкого применения вычислительной техники. Автоматизация проектирования и создание CAD-систем для расчета пространственных размерных цепей, в том числе и с возможностью учета функционального назначения контактирующих поверхностей, позволяет сократить сроки подготовки производства к выпуску новой продукции, уменьшить издержки и повысить качество проектных работ.
Цель работы. Повышение точности сборочных единиц машин на этапах их проектирования, изготовления и эксплуатации.
Задачи исследования.
Для достижения поставленной в работе цели необходимо решить следующие задачи:
Рассмотреть существующие методики размерного анализа конструкций машин;
Разработать расчетную модель и общую методику проведения размерно-точностного анализа, реализующую одноступенчатое проектирование машин, а также связь эксплуатационных параметров и технологии изготовления для обеспечения требуемой долговечности машины.
Разработать методику учета в размерном анализе влияния изнашивания и контактных деформаций поверхностей, имеющих место в процессе эксплуатации машины.
Исследовать особенности включения эксплуатационных параметров в расчетные схемы размерного анализа.
Разработать автоматизированную систему проведения размерного анализа пространственных размерных цепей с учетом эксплуатационных характеристик сопряжений в конструкциях машин.
Научная новизна работы состоит в разработке расчетных моделей и алгоритмов, позволяющих проводить комплексный анализ размерных связей конструкций машин. В частности:
предложена концепция проведения размерно-точностного анализа, с возможностью одноступенчатого проектирования машин, комплексной оценки эксплуатационных параметров и технологий изготовления, необходимых для обеспечения требуемого срока службы;
разработаны расчетные модели учета в пространственных размерных цепях конструкций машин эксплуатационных связей для обеспечения требуемой долговечности машин;
разработаны теоретические основы решения прямой задачи размерного анализа, заключающиеся в обеспечении точности замыкающего звена, определении допусков и отклонений размеров и эксплуатационных свойств поверхностей деталей машин.
разработаны экономические модели обеспечения параметров точности размеров и эксплуатационных свойств деталей машин. Практическая значимость работы состоит в повышении надежности
обеспечения точности замыкающего звена при проектировании конструкций машин посредством учета эксплуатационных связей; а также в создании методик и автоматизированной системы расчета пространственных размерных цепей с возможностью учета эксплуатационных связей.
Реализация полученных результатов. Разработанные методики нашли свое внедрение на предприятии ЗАО «УК «БМЗ» в виде программного комплекса, применяемого для расчета размерных связей проектируемых конструкций, а также в учебном процессе БГТУ при выполнении дипломных проектов.
Апробация работы. Результаты работы докладывались на научной конференции профессорско-преподавательского состава БГТУ, (г. Брянск, 2007 г.), на 6-й Международной научно-технической конференции «Проблемы качества машин и их конкурентоспособности» (г. Брянск, 2008 г.), на Международной научно-практической конференции «Наука и производство -2009» (г. Брянск, 2009 г), на региональной конференции студентов и аспирантов «Достижения молодых ученых Брянской области» (г. Брянск, 2009 г), на заседании технологической секции БГТУ (г. Брянск, 2010 г), на научном семинаре технологов МГИУ (г. Москва, 2010).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 научных работ, в том числе 3 работы в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.
Структура и объем диссертации: диссертация состоит из введения, 5 глав, общих выводов и результатов, списка литературы. Общий объем диссертации 187 страниц, включая 53 рисунка и 13 таблиц.
