- •Конструирование измерительных приборов Учебное пособие Санкт-Петербург 2013 носов в.В.
- •1. Введение
- •1.1.Значение приборов в науке и технике
- •1.2. Общие вопросы конструирования механизмов и узлов приборов
- •1.3. Моделирование как основа конструирования
- •1.4.Методология конструирования
- •1.5. Тесты для самопроверки
- •2.1. Основные понятия и определения
- •Выводы по главе 1.
- •2. Основы точностного анализа механизмов приборов
- •2.2. Тесты для самопроверки
- •Выводы по главе 2.
- •3. Надёжность и основные критерии работоспособности механических элементов приборов
- •3.1. Основные определения
- •3.2. Основы прочностного расчёта элементов приборов
- •3.3. Тесты для самопроверки
- •Выводы по главе 3.
- •4. Соединения деталей и узлов приборов
- •4.1. Сварные соединения
- •4.2.Паяные соединения
- •4.3. Резьбовые соединения
- •4.4. Соединение деталей посадкой c натягом.
- •3.Гидрозапрессовка
- •4.5. Тесты для самопроверки
- •Выводы по главе 4.
- •5. Механические первичные преобразователи
- •5.1. Общие сведения
- •5.2. Основы расчёта упругих преобразователей
- •5.2.1. Расчёт упругих элементов, работающих на растяжение
- •5.2.2. Расчёт элементов, работающих на кручение
- •5.2.3. Расчёт элементов, работающих на изгиб
- •5.3.Тесты для самопроверки
- •Выводы по главе 5.
- •6. Передаточные механизмы
- •6.1 Структура и кинематические характеристики передаточных механизмов
- •6.2. Динамическое исследование механизмов
- •6.3. Точностное исследование кинематических цепей механизмов
- •6.4. Зубчатые и червячные передачи
- •6.5. Рычажные механизмы и механизмы прерывистого действия
- •6.6. Фрикционные передачи, вариаторы и передачи с гибкой связью
- •6.7. Винтовые и реечно-зубчатые механизмы
- •6.8. Тесты для самопроверки
- •Выводы по главе 6.
- •Глава 7. Валы, оси, опоры и средства отображения информации.
- •7.1. Валы, оси и опоры
- •7.2. Средства отображения информации.
- •7.3. Тесты для самопроверки
- •7.3.1. Валы, оси и опоры.
- •7.3.2. Средства отображения информации
- •Глава 8. Приводы, позиционирующие устройства и измерительные системы
- •Заключение
- •Список литературы
- •Глоссарий
- •Задачи и контрольные задания
- •Задача 1
- •Задача 2
- •Задача 3
- •Задача 4
- •Задача 5
- •Задача 6
- •Задача 7
- •Задача 8
- •Задача 9.
- •Задача 10
- •208 Рис. П. 19. Чертёж общего вида нагружающе-измерительного устройства
- •Номера правильных ответов тестов для самопроверки
- •Содержание
Выводы по главе 2.
Рассмотрены основы точностного анализ механизмов приборов, основные определения, понятия, методы обеспече6ния точности замыкающего звена. Усвоение материала главы обеспечивается проведением тестирования.
3. Надёжность и основные критерии работоспособности механических элементов приборов
3.1. Основные определения
Созданные приборы должны не только выполнять заданные функции (быть работоспособными), но и обладать достаточной надёжностью, то есть сохранять работоспособность в течение заданного промежутка времени или требуемой наработки. Надёжность, в свою очередь, слагается из ряда свойств: безотказности, долговечности, ремонтопригодности и сохраняемости.
Безотказность - свойство изделия непрерывно (без отказа) сохранять работоспособность в течение некоторого времени. Характеризуется вероятностью безотказной работы.
Долговечность - свойство изделия сохранять работоспособность до наступления отказа. Характеризуется ресурсом – наработкой изделия от начала эксплуатации или после ремонта до наступления предельного состояния.
Ремонтопригодность - приспособленность изделия к предупреждению и обнаружению причин возникновения отказов и поддержанию работоспособности путём проведения технического обслуживания и ремонта.
Сохраняемость - свойство изделия сохранять значения показателей безотказности, долговечности и ремонтопригодности в течение и после хранения или транспортировки.
Обеспечение надёжности приборов ведётся на этапах их конструирования, изготовления и эксплуатации.
Надёжность конкретного изделия определяется наиболее “слабыми” его элементами, теряющими со временем способность выполнять заданные функции по тем или иным причинам, связанным с определёнными свойствами. Признаки этих причин называются критериями работоспособности, для механических элементов основными из них являются следующие:
- прочность, то есть способность изделия, детали или конструкции сопротивляться разрушению под действием приложенных к ним внешних сил;
- жёсткость, то есть способность детали или конструкции сопротивляться изменению форм и размеров под действием приложенных к ним внешних сил;
- устойчивость, то есть способность детали или конструкции сопротивляться большим деформациям под действием приложенных нагрузок;
- износостойкость, то есть способность детали сопротивляться износу - постепенному уменьшению размеров деталей по поверхности в результате трения;
- теплостойкость, то есть способность изделия работать в условиях интенсивного тепловыделения и повышенных температур;
- виброустойчивость, то есть способность изделия работать в нужном диапазоне частот нагружения без недопустимых колебаний.
Решение задач проектирования при этом сводится к выбору материалов и размеров деталей элементов приборов на основе решения содержащих эти критерии уравнений или неравенств, которые выражают зависимость работоспособности от внешней нагрузки, материала и размеров деталей, выступающих в качестве переменных проектирования. В общем случае для любой детали можно составить систему таких уравнений и неравенств с несколькими переменными проектирования и критериями работоспособности. Задача решения этой системы иногда оказывается довольно сложной из-за многовариантности решений, и для её упрощения уменьшают число переменных проектирования на основе использования накопленного опыта проектирования и эксплуатации подобных деталей. Это производится путём выделения основных критериев работоспособности деталей, использования справочной информации о некоторых параметрах или их соотношениях.