3 Синтез механизмов

Синтез обратен анализу механизма. Свойства механизма при синтезе задаются и по ним необходимо найти механизм.

Задачей структурного синтеза является синтез структуры нового механизма, обладающего заданными свойствами: числом подвижностей; отсутствием местных подвижностей и избыточных связей; минимумом числа звеньев, с парами определенного вида (например, только вращательными, как наиболее технологичными) и т. п.

Наиболее полно разработаны методы синтеза механизмов по заданным кинематическим свойствам, т. е. кинематический синтез механизмов, который состоит в определении кинематической схемы механизма и параметров этой схемы, обеспечивающих требуемые движения.

Значительно сложный синтез рычажных механизмов, который может быть выполнен лишь приближенно. Различают три стадии его синтеза.

Первая стадия – синтез структурной схемы. Он относительно прост и сводится к выбору механизма, удовлетворяющего общим требованиям к нему. на этой стадии изучаются аналоги данного механизма, используется справочная литература (например, «Механизмы в современной технике» под редакцией И.И. Артоболевского, «Механизмы» под редакцией С.Н. Кожевникова, «Словарь-справочник по механизмам» А.Ф. Крайнова).

Вторая стадия – метрический синтез. Здесь определяются размеры звеньев механизма, при которых удовлетворяются поставленные требования. метрический синтез опирается на приемы кинематического анализа, так что синтез зачастую сводится к многократному повторению анализа.

Третья стадия – динамический синтез. Это наиболее общая задача синтеза, в которой учитываются не только кинематические, но и динамические требования к механизму.

Общим недостатком большинства методов синтеза механизмов является то, что как правило, они не дают возможности выбирать схему механизма, а размеры звеньев часто получаются конструктивно непригодными. Устранить это можно путем применения ЭВМ, которые позволяют оптимизировать различные критерии и учитывать большое количество кинематических, динамических и конструктивных ограничений.

4 Особенности проектирования изделий

Инженерное проектирование - это процесс, в котором научная и техническая информация используется для создания новой системы, устройства или машины.

Проектирование (по ГОСТ 22487-77) - это процесс составления описания, необходимого для создания еще несуществующего объекта (алгоритма его функционирования или алгоритма процесса), путем преобразования первичного описания, оптимизации заданных характеристик объекта (или алгоритма его функционирования), устранения некорректности первичного описания и последовательного представления (при необходимости) описаний на различных языках.

Проект (от латинского projectus - брошенный вперед) - совокупность документов и описаний на различных языках (графическом - чертежи, схемы, диаграммы и графики; математическом - формулы и расчеты; инженерных терминов и понятий - тексты описаний, пояснительные записки), необходимая для создания какого-либо сооружения или изделия.

Методами проектирования являются:

- Прямые аналитические методы синтеза (разработаны для ряда простых типовых механизмов);

- Эвристические методы проектирования - решение задач проектирования на уровне изобретений (например, алгоритм решения изобретательских задач);

- Синтез методами анализа - перебор возможных решений по определенной стратегии (на пример, с помощью генератора случайных чисел – метод Монте-Карло) с проведением сравнительного анализа по совокупности качественных и эксплуатационных показателей (часто используются методы оптимизации - минимизация сформулированной разработчиком целевой функции, определяющей совокупность качественных характеристик изделия);

- Системы автоматизированного проектирования или САПР - компьютерная программная среда моделирует объект проектирования и определяет его качественные показатели, после принятия решения - выбора проектировщиком параметров объекта, система в автоматизированном режиме выдает проектную документацию;

• Другие методы проектирования.

Основными этапами проектирования являются:

1 Осознание общественной потребности в разрабатываемом изделии.

2 Техническое задание на проектирование (первичное описание).

3 Анализ существующих технических решений.

4 Разработка функциональной схемы.

5 Разработка структурной схемы.

6 Метрический синтез механизма (синтез кинематической схемы).

7 Статический силовой расчет.

8 Эскизный проект.

9 Кинетостатический силовой расчет

10 Силовой расчет с учетом трения.

11 Расчет и конструирование деталей и кинематических пар (прочностные расчеты, уравновешивание, балансировка, виброзащита).

12 Технический проект.

13 Рабочий проект (разработка рабочих чертежей деталей, технологии изготовления и сборки).

14 Изготовление опытных образцов.

15 Испытания опытных образцов.

16 Технологическая подготовка серийного производства.

17 Серийное производство изделия.