Wie viel wissen Sie über mechanisches Design?
Dabei geht es um das Entwerfen, Analysieren und Optimieren verschiedener mechanischer Elemente, um die gewünschten Spezifikationen und Anforderungen zu erfüllen. Dabei geht es um das Entwerfen, Analysieren und Optimieren verschiedener mechanischer Elemente, um die gewünschten Spezifikationen und Anforderungen zu erfüllen. Das mechanische Design kann ein breites Spektrum an Bereichen umfassen, darunter Produktdesign, Maschinendesign, Gerätedesign und Strukturdesign. Es ist erforderlich, grundlegende technische Prinzipien wie Thermodynamik und Materialwissenschaften zu verstehen und anzuwenden.
Das mechanische Design ist Teil der Design-, Herstellungs-, Verwendungs- und Wartungsprozesse. Nachlässigkeit im Design wird sich immer auf diese Aspekte auswirken. Es ist nicht schwer festzustellen, ob ein Projekt erfolgreich sein wird oder nicht. Die Fertigung hat einen großen Einfluss auf den Designprozess, daher ist gutes Design nicht von der Fertigung getrennt. Wenn Sie die Fertigung verstehen, können Sie Ihre Designfähigkeiten verbessern.
Beim mechanischen Design geht es in erster Linie um die Schaffung zuverlässiger, kostengünstiger und effizienter Lösungen. Konstrukteure verwenden häufig CAD-Software und -Tools (Computer Aided Design), um detaillierte Modelle zu entwickeln, Simulationen durchzuführen und die Leistung vor der Fertigung zu bewerten. Während des gesamten Konstruktionsprozesses berücksichtigen Maschinenbaukonstrukteure Faktoren wie Sicherheit, Zuverlässigkeit, Herstellbarkeit, Ergonomie, Ästhetik und Umwelt Auswirkungen. Um die nahtlose Integration und Funktionalität sicherzustellen, arbeiten sie mit anderen Ingenieurdisziplinen wie Bau-, Industrie- und Elektroingenieuren zusammen.
Ich habe nicht viele Leute gesehen, die die Zeichnungen sofort zusammensetzen und bearbeiten können, nachdem sie in Produktion gegangen sind. Während des Zeichnungsüberprüfungsprozesses und des darauffolgenden Prozesses kommt es nicht selten vor, dass viele Probleme auftreten. Hierzu zählen auch Zeichnungen, die von sogenannten Oberingenieuren oder Oberingenieuren erstellt wurden. Dies ist das Ergebnis nach wiederholten Diskussionen und vielen Treffen. Dies ist auf eine Reihe von Faktoren zurückzuführen. Einerseits gibt es eine Standardisierung in der Zeichnung und auf der Ebene des Betrachters. Die Hauptursache ist jedoch das fehlende Verständnis des Konstrukteurs für den Herstellungsprozess.
Wie ermitteln Sie, wie viel Sie über die Fertigung wissen?
Besorgen Sie sich eine Skizze von dem, was Sie entworfen haben. Wie läuft der gesamte Herstellungsprozess ab? Gießen, Schmieden und Drehen sind nicht möglich. Auch Fräsen, Hobeln und Schleifen sind nicht möglich. Das weiß jeder, der mehrere Jahre in einer Maschinenwerkstatt gearbeitet hat. Um den Prozess vollständig zu verstehen, muss er in kleinere Schritte unterteilt werden. Die Teilestruktur kann während der Wärmebehandlung zu Unfällen führen. Es ist wichtig zu wissen, wie man es optimiert und wie man das Material schneidet. Mithilfe von Virtualisierung wird der Prozess simuliert, der die Anzahl der Messer, die Rotationsgeschwindigkeit, die Werkzeugvorschubmenge, sogar die Richtung, in die Eisenspäne geworfen werden, die Reihenfolge der Verwendung der Messer und den Betrieb der Drehmaschine umfasst. Wir können sagen, dass wir jetzt über ein stärkeres Fundament verfügen.
Die Grundsätze zur Materialauswahl für mechanische Teile
sollte drei Aspekte der Anforderungen berücksichtigen
1. Nutzungsanforderungen (vorrangige Überlegung):
1) Die Arbeitsbedingungen der Teile (Vibration, Stöße, hohe Temperaturen, niedrige Temperaturen, hohe Geschwindigkeit und hohe Belastung) sollten alle mit Vorsicht behandelt werden. 2) Einschränkungen hinsichtlich der Größe und Qualität der Teile; 3) Die Bedeutung der Teile. (Relative Bedeutung für die Zuverlässigkeit der gesamten Maschine)
2. Prozessanforderungen:
1) Rohlingsherstellung (Gießen, Schmieden, Plattenschneiden, Stangenschneiden);
2) Mechanische Bearbeitung;
3) Wärmebehandlung;
4) Oberflächenbehandlung
3. Wirtschaftliche Anforderungen:
1) Materialpreis (Vergleich zwischen den Rohlingskosten und den Verarbeitungskosten von gewöhnlichem Rundstahl und kaltgezogenen Profilen, Präzisionsguss und Präzisionsschmieden);
2) Verarbeitungslosgröße und Verarbeitungskosten;
3) Ausnutzungsgrad der Materialien; (z. B. die Spezifikationen von Platten, Stangen und Profilen, verwenden Sie diese sinnvoll)
4) Substitution (versuchen Sie, teure, seltene Materialien durch billige Materialien zu ersetzen, z. B. duktile Tinte als Ersatz für Kupferhülsen in bestimmten verschleißfesten Teilen oder ölhaltige Lager anstelle einiger Drehhülsen und Nylon bei Lasten mit niedriger Geschwindigkeit) Ersetzen Sie Stahl Getriebe mit Kupferschnecken etc.
Berücksichtigen Sie auch die Verfügbarkeit lokaler Materialien
1. Grundanforderungen an die mechanische Konstruktion
a) Auf Abstimmung und Ausgewogenheit hinsichtlich der Funktionsanforderungen der Maschine achten! Verhindern Sie, dass der Fasseffekt auftritt
b) Anforderungen an die Maschinenökonomie: Wirtschaftlich konstruieren, schnell in Produktion bringen, Verbrauch während der Entwicklung wiederherstellen und aus Gründen der Wirtschaftlichkeit sogar gleichzeitig konstruieren und fertigen. Dadurch erhalten Sie das beste Preis-/Leistungsverhältnis (Produkte beginnen in kleinen Chargen).
2. Grundanforderungen für die Konstruktion mechanischer Teile
a) innerhalb der geplanten Arbeitszeit normal und zuverlässig arbeiten, um die verschiedenen Funktionen der Maschine sicherzustellen;
b) Minimierung der Produktions- und Herstellungskosten von Teilen;
c) möglichst viele gängige Standardteile auf dem Markt verwenden;
d) Berücksichtigen Sie beim Entwerfen von Produkten, die serialisiert werden können, die Vielseitigkeit der Teile. Die Struktur derjenigen, die nicht universell sind, sollte möglichst ähnlich sein, um die Komplexität des Herstellungsprozesses und den Zeitaufwand für Vorrichtungs- und Werkzeugkonstruktionen zu reduzieren.
Sehen Sie sich eine Auswahl typischer Teile in der mechanischen Zeichnung an
Die strukturelle Form eines Teils ist der Hauptfaktor bei der Bestimmung des Ausdrucksschemas für die Teileansicht. Teile mit ähnlichen Formen weisen gemeinsame Merkmale auf.
Im Allgemeinen können Maschinenteile anhand ihrer Form in Kategorien eingeteilt werden, beispielsweise Buchsen und Radscheiben. Hier sind ihre Eigenschaften, die auf unterschiedliche Weise ausgedrückt werden:
(1) Wellen- und Hülsenkomponenten auswählen
Die Achse der Wellen bzw. Hülsenteile wird entsprechend ihrer Bearbeitungsposition horizontal ausgerichtet. Im Allgemeinen genügen eine Grund- und Querschnittsansicht sowie eine teilweise vergrößerte Version.
(2) Durchsuchen Sie unsere Auswahl an Rad- und Scheibenteilen
In der Hauptansicht wird die Achse entsprechend der Position der Bearbeitung auch horizontal positioniert. Dies erfordert zwei grundlegende Ansichten.
(3) Gabel- und Stangenteile
Beispielsweise sind Gabeln und Stangen häufig gebogen und geneigt. Die Ansicht, die ihre Formmerkmale am besten darstellt, wird als Hauptbild verwendet. Möglicherweise sind auch zwei oder mehr Basisbilder erforderlich.
(4) Auswahl der Boxteile
Kastenförmige Komponenten sind komplexer. Die Platzierung der Hauptansicht muss mit der Arbeitsposition des Teils auf der Maschine übereinstimmen. Im Allgemeinen sind mindestens drei Grundansichten erforderlich.
Für denselben Teil gibt es oft mehrere unterschiedliche Ausdrucksschemata. Jedes hat seine eigenen Vor- und Nachteile und sollte im Detail verglichen und analysiert werden.
Bei der Auswahl der Ansichten ist es wichtig, dass jede Ansicht einen bestimmten Schwerpunkt hat. Die ausgewählte Ansicht sollte vollständig und klar sowie leicht lesbar sein.
Wellen- und Hülsenteile
Der Hauptzweck von Wellen- und Hülsenkomponenten besteht darin, Kraft zu übertragen oder andere Teile wie Wellen zu stützen.
(1) Die strukturellen Eigenschaften und die Verarbeitungsmethoden für Wellen- und Hülsenkomponenten
Die Hauptbestandteile dieser Rotationskörper sind Zylinder, Kegel und andere Rotationskörper unterschiedlicher Größe. Die meisten Wellen- und Hülsenkomponenten werden auf Drehmaschinen oder Schleifmaschinen bearbeitet. DieseAutoersatzteilewerden häufig mit Strukturen wie Fasen und Gewinden entworfen, verarbeitet oder montiert. Sie können auch Hinterschneidungen, Nadellöcher, Keilnuten oder flache Oberflächen aufweisen.
(2) Auswahl anzeigen
Der Schaft- und Hülsenteil ist in Frontalansicht dargestellt, die Achse liegt horizontal. Anschließend folgt eine entsprechende Anzahl von Querschnitts- und vergrößerten Teilansichten. Die horizontale Positionierung der Hauptansicht entspricht nicht nur dem Merkmalsprinzip zur Teilansichtauswahl, sondern auch ihrer Bearbeitungsposition und Arbeitsposition.
Mit Teilschnitten können Strukturen wie Löcher und Gruben im Schacht dargestellt werden. Wie in Abbildung 3-7 dargestellt, müssen neben anderen Strukturen auch die Keilnuten, Löcher und Strukturebenen als separate Querschnittsansichten dargestellt werden.
Vollwellen müssen nicht geschnitten werden, Hülsenteile müssen jedoch geschnitten werden, um ihre innere Struktur sichtbar zu machen. Vollständige Schnittansichten können verwendet werden, wenn die äußere Form einfach ist; Wenn es komplex ist, können Halbschnittansichten verwendet werden.
Abbildung 3-7 Achsenausdrucksmethode
Pfannen- und Deckelteile
Zu den Scheiben- und Abdeckungsteilen gehören Endabdeckungen, Flansche (Handräder), Riemenscheiben und andere flache scheibenförmige Komponenten. Räder dienen der Kraftübertragung und Abdeckungen dienen vor allem der Lagerung, axialen Positionierung und Abdichtung.
1. Strukturmerkmale
Der Grundkörper des Scheiben- oder Deckelteils ist üblicherweise ein koaxialer Rotationskörper. Einige haben quadratische, rechteckige oder anders geformte Hauptkörper mit größeren radialen und kleineren axialen Abmessungen. Wie in den Abbildungen 3–8 dargestellt, weisen Teile häufig Strukturen wie Wellenlöcher, Löcher entlang des Umfangs des Teils, Rippen oder Rillen und Zähne auf.
Abbildung 3-8 Darstellungsmethode für Platten-/Abdeckungsteile
(2) Auswahl anzeigen
Normalerweise können Scheiben- und Abdeckungsteile in zwei grundlegenden Perspektiven ausgedrückt werden. Die Hauptansicht ist der vollständige Querschnitt durch die Achse. Die Achse sollte entsprechend ihrer Bearbeitungsposition horizontal ausgerichtet sein. Die Hauptansicht einiger Teile, die nicht hauptsächlich auf Drehmaschinen bearbeitet werden, lässt sich anhand ihrer Form und Position bestimmen.
Eine Grundansicht der Scheibe und der Abdeckung ist eine Möglichkeit, die Verteilung von Löchern, Rillen und anderen Strukturen rund um die Scheibe oder die Abdeckung auszudrücken. Wenn die Ansicht symmetrisch ist, kann eine Halbschnittansicht verwendet werden.
Gabeln und Rahmenteile
Zu den Rahmen- und Gabelteilen gehören die Verbindungsstangen, Halterungen usw. Für verschiedene Zwecke. Schaltgabeln und Spurstangen spielen in Maschinensteuerungssystemen eine wichtige Rolle. Klammern erfüllen einen ähnlichen Zweck. Diese Rohlinge werden üblicherweise gegossen oder geschmiedet.
(1) Strukturmerkmale
Die meisten Gabeln und Rahmen bestehen aus drei Teilen: dem Arbeitsteil, dem Installationsteil und dem Verbindungsteil. Unter Arbeitsteil versteht man den Teil der Gabel oder des Rahmens, der Einfluss auf andere Teile hat. Die Befestigungslöcher auf der rechteckigen Bodenplatte der Halterung dienen zur Positionierung und Verbindung der Halterung. Die Trägerplatte der Halterung verbindet Arbeits- und Montageteil. Beim Entwerfen von Halterungsteilen ist es üblich, zuerst die Arbeits- und Installationsteile des Teils zu konstruieren und dann das Verbindungsteil hinzuzufügen.
(2) Auswahl anzeigen
Gabeln und Rahmen haben oft komplexe Formen mit gebogenen oder geneigten Strukturen. Die Teile durchlaufen viele verschiedene Bearbeitungsschritte und die Arbeitspositionen dieser Teile sind nicht festgelegt. Im Allgemeinen wird als Hauptbild die Ansicht gewählt, die die Formeigenschaften des Objekts am besten widerspiegelt. Andere Ansichten, Teilansichten, Querschnitte und andere Darstellungsmethoden zusätzlich zu den Hauptansichten werden basierend auf ihren strukturellen Merkmalen ausgewählt. Wie in Abbildung 3-9 dargestellt.
Abbildung 3-9 Ausdrucksmethode für Klammerteile
Boxteile
Zu den Kastenteilen gehören Pumpenkörper, Ventilkörper, Maschinensockel, Untersetzungsgetriebe usw. Gussteile werden zur Herstellung von Kastenteilen verwendet, die die Hauptbestandteile von Maschinen und Komponenten sind. In der Regel werden Stützen, Dichtungen und Positionen verwendet.
1. Strukturmerkmale
Der Kastenaufbau variiert entsprechend den funktionalen Anforderungen. Bei den meisten handelt es sich jedoch um Hohlschalen mit großen Innenhohlräumen. Die Form des inneren Hohlraums wird durch die Bewegungsbahn und die Form des Hohlraums bestimmtbearbeitete Bauteilein der Box enthalten. Das Lagerloch ist der Teil, der die beweglichen Teile des Kastens trägt. Die Endfläche des Lochs weist lokale Funktionsstrukturen auf, beispielsweise eine Ebene zur Montage der Endabdeckung oder Schraubenlöcher.
(2) Auswahl anzeigen
Die Bearbeitungspositionen für jeden der Prozesse sind unterschiedlich. Kastenteile weisen komplexe Strukturmerkmale und komplizierte Verarbeitungsverfahren auf. Die Hauptansicht wird in der Regel anhand der Arbeitsposition der Box und ihrer Formeigenschaften ausgewählt. Um die komplizierten inneren und äußeren Formen darzustellen, ist eine ausreichende Anzahl an Querschnittszeichnungen und Umrisszeichnungen erforderlich. Einzelansichten und Teilvergrößerungen können zur Ergänzung detaillierter Strukturen genutzt werden.
Abbildung 3-10 Ausdrucksmethode für Ventilkörperteile
Abbildung 3-10 zeigt den Ventilkörper. Es besteht aus vier Teilen: einem Kugelrohr, einer quadratischen Platte und einem Rohranschluss. Die inneren Löcher der kugelförmigen und zylindrischen Teile sind durch die Kreuzung zwischen beiden verbunden. Die Vorderansicht des Ventils ist entsprechend seinem aktuellen Betriebszustand angeordnet. Die Vorderansicht ist vollständig geschnitten, um die innere Form des Ventils, seine relative Position usw. zu zeigen.
Wählen Sie die Halbschnittansicht links, um das Aussehen des Hauptkörpers des Ventils, die Form und Größe der quadratischen Platte auf der linken Seite des Ventils und die innere Lochstruktur anzuzeigen. Wählen Sie eine Draufsicht, um die Gesamtform und die fächerförmige obere Struktur des Ventils anzuzeigen.
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Zeitpunkt der Veröffentlichung: 12. September 2023