Introduzione:
Negli articoli precedenti, il nostro team Anebon ha condiviso con te le conoscenze di base sulla progettazione meccanica. Oggi impareremo ulteriormente i concetti impegnativi della progettazione meccanica.
Quali sono i principali ostacoli ai principi di progettazione meccanica?
Complessità del design:
I progetti meccanici sono in genere complessi e richiedono agli ingegneri di combinare diversi sistemi, componenti e funzioni.
Ad esempio, progettare un cambio che trasferisca efficacemente la potenza senza compromettere altri aspetti, quali dimensioni, peso e rumorosità, è una sfida.
Selezione del materiale:
Selezionare il materiale giusto per il tuo progetto è essenziale, poiché influenza fattori quali durata, resistenza e costo.
Ad esempio, selezionare il materiale adatto per un componente ad alto stress di un motore per aerei non è facile a causa della necessità di alleggerire il peso pur mantenendo la capacità di resistere a temperature estreme.
Vincoli:
Gli ingegneri devono lavorare entro limiti quali tempo, budget e risorse disponibili. Ciò potrebbe limitare i progetti e richiedere l’uso di compromessi giudiziosi.
Ad esempio, progettare un sistema di riscaldamento efficiente che sia economicamente vantaggioso per una casa e che sia comunque conforme ai requisiti di efficienza energetica può porre problemi.
Limitazioni nella produzione
I progettisti devono tenere in considerazione i limiti dei metodi e delle tecniche di produzione durante la progettazione dei progetti meccanici. Bilanciare l'intento progettuale con le capacità delle apparecchiature e dei processi potrebbe rappresentare un problema.
Ad esempio, progettando un componente dalla forma complessa che può essere prodotto solo attraverso macchine costose o tecniche di produzione additiva.
Requisiti funzionali:
Potrebbe essere difficile soddisfare tutti i requisiti di progettazione, inclusi sicurezza, prestazioni o affidabilità di un progetto.
Ad esempio, progettare un sistema frenante che fornisca un'esatta potenza di arresto, garantendo allo stesso tempo la sicurezza degli utenti, può essere una sfida.
Ottimizzazione del progetto:
Trovare la migliore soluzione di progettazione in grado di bilanciare molti obiettivi diversi, tra cui peso, costo o efficienza, non è facile.
Ad esempio, ottimizzare la progettazione delle ali di un aereo per ridurre la resistenza e il peso, senza danneggiare l'integrità strutturale, richiede analisi sofisticate e tecniche di progettazione iterative.
Integrazione nel sistema:
Incorporare diversi componenti e sottosistemi in un progetto unificato potrebbe essere un grosso problema.
Ad esempio, progettare un sistema di sospensioni automobilistiche che regola il movimento di molti componenti, mentre valutare fattori quali comfort, stabilità e resistenza può creare difficoltà.
Iterazione del progetto:
I processi di progettazione di solito comportano molteplici revisioni e iterazioni per perfezionare e migliorare l'idea iniziale. Apportare modifiche alla progettazione in modo efficiente ed efficace è una sfida sia in termini di tempo richiesto che di fondi disponibili.
Ad esempio, ottimizzando il design di un articolo di consumo attraverso una serie di iterazioni che migliorano l'ergonomia e l'estetica dell'utente.
Considerazioni sull’ambiente:
Integrare la sostenibilità nella progettazione e ridurre l’impatto ambientale di un edificio sta diventando sempre più essenziale. L’equilibrio tra aspetti funzionali e fattori come la capacità di riciclo, l’efficienza energetica e le emissioni potrebbe essere difficile. Ad esempio, progettare un motore efficiente che riduca le emissioni di gas serra, ma non comprometta le prestazioni.
Progettazione e assemblaggio di producibilità
La capacità di garantire che un progetto venga prodotto e assemblato entro i limiti di tempo e costo può rappresentare un problema.
Ad esempio, semplificare l’assemblaggio di un prodotto complicato ridurrà i costi di manodopera e produzione, garantendo al tempo stesso gli standard di qualità.
1. I guasti sono il risultato di componenti meccanici generalmente fratturati, gravi deformazioni residue, danni alla superficie dei componenti (usura da corrosione, fatica da contatto e usura) Guasti dovuti a usura nel normale ambiente di lavoro.
2. I componenti di progettazione devono soddisfare requisiti per garantire che non si guastino entro il periodo di tempo della loro vita predeterminata (resistenza o rigidità, longevità) e requisiti di processo strutturale, requisiti economici, requisiti di peso ridotto e requisiti di affidabilità.
3. Criteri di progettazione per i componenti, compresi criteri di resistenza e rigidità, requisiti di durata nonché criteri di stabilità alle vibrazioni e criteri di affidabilità.
4. Metodi di progettazione delle parti: progettazione teorica, progettazione empirica e progettazione di test su modello.
5. Comunemente utilizzati per i componenti meccanici sono materiali metallici, materiali ceramici, materiali polimerici e materiali compositi.
6. La resistenza delle parti può essere suddivisa in resistenza alla sollecitazione statica e resistenza alla sollecitazione variabile.
7. Rapporto di stress: = -1 è lo stress simmetrico in forma ciclica; il valore r = 0 è lo stress ciclico che pulsa.
8. Si ritiene che lo stadio BC sia chiamato fatica da deformazione (fatica a basso numero di cicli). CD si riferisce allo stadio di fatica infinita. Il segmento di linea che segue il punto D è il livello di guasto vitale infinito del campione. Il punto D è il limite di fatica permanente.
9. Le strategie per migliorare la resistenza delle parti soggette a fatica riducono l'effetto delle sollecitazioni sugli elementi (scanalature di scarico del carico sugli anelli aperti) Scegliere materiali che abbiano un'elevata resistenza alla fatica e quindi specificare i metodi per il trattamento termico e le tecniche di rinforzo che aumentano la resistenza delle parti affaticato i materiali.
10. Attrito di scorrimento: l'attrito secco delimita l'attrito, l'attrito fluido e l'attrito misto.
11. Il processo di usura dei componenti comprende la fase di rodaggio, la fase di usura stabile e la fase di usura grave. Dovremmo cercare di ridurre il tempo di rodaggio, nonché di estendere il periodo di usura stabile e di ritardare la comparsa dell'usura questo è grave.
12. La classificazione dell'usura è usura adesiva, usura abrasiva e usura per corrosione da fatica, usura per erosione e usura per sfregamento.
13. I lubrificanti possono essere classificati in quattro categorie: liquidi, gassosi semisolidi, solidi e liquidi. I grassi sono classificati in grassi a base di calcio, grasso a base di alluminio Nano-based Grease e grasso a base di litio.
14. Le normali filettature di collegamento presentano una forma a triangolo equilatero ed eccellenti proprietà autobloccanti. le filettature di trasmissione rettangolari offrono prestazioni di trasmissione più elevate rispetto ad altre filettature. Le filettature di trasmissione trapezoidali sono tra le filettature di trasmissione più popolari.
15. Le filettature di collegamento comunemente utilizzate richiedono l'autobloccaggio, pertanto vengono comunemente utilizzate filettature a filettatura singola. Le filettature di trasmissione richiedono un'elevata efficienza per la trasmissione e pertanto vengono spesso utilizzate filettature a tripla o doppia filettatura.
16. Collegamenti bullonati regolari (i componenti collegati includono fori passanti o sono alesati) Collegamenti con perni a doppia testa, collegamenti a vite e viti con collegamenti fissi.
17. L'obiettivo del pre-serraggio delle connessioni filettate è quello di migliorare la durata e la resistenza della connessione e di evitare spazi o slittamenti tra le due parti quando caricate. Il problema principale con le connessioni di tensionamento allentate è impedire alla coppia di spirali di ruotare l'una rispetto all'altra durante il carico. (Antiallentamento frizionale e meccanico per arrestare l'allentamento, eliminando il collegamento tra il movimento e il movimento della coppia a spirale)
18. Migliorare la durabilità delle connessioni filettate ridurre l'ampiezza delle sollecitazioni che influenza la resistenza dei bulloni a fatica (ridurre la rigidità del bullone o aumentare la rigidità delle connessioniparti CNC personalizzate) e migliorare la distribuzione non uniforme del carico sulle filettature. ridurre l'effetto dell'accumulo di stress e implementare una procedura di produzione più efficiente.
19. Tipi di connessione a chiave: connessione piatta (entrambi i lati funzionano come superficie) connessione a chiave semicircolare connessione a chiave a cuneo connessione a chiave con angolo tangenziale.
20. La trasmissione a cinghia può essere divisa in due tipi: tipo a ingranamento e tipo a frizione.
21. Il momento di massimo stress per la cinghia è quando la sua parte stretta inizia dalla puleggia. La tensione cambia quattro volte nel corso di un giro della cinghia.
22. Tensionamento della trasmissione a cinghia trapezoidale: meccanismo di tensionamento regolare, dispositivo di tensionamento automatico e dispositivo di tensionamento che utilizza una ruota di tensionamento.
23. Le maglie della catena a rulli sono generalmente in numero dispari (la quantità di denti nel pignone può non essere un numero regolare). Se la catena a rulli ha numeri innaturali, vengono utilizzate maglie eccessive.
24. L'obiettivo del tensionamento della trasmissione a catena è prevenire problemi di ingranamento e vibrazioni della catena quando i bordi sciolti della catena diventano eccessivi e migliorare l'angolo di ingranamento tra la ruota dentata e la catena.
25. Le modalità di guasto degli ingranaggi includono: rottura dei denti negli ingranaggi e usura della superficie dei denti (ingranaggi aperti) vaiolatura della superficie dei denti (ingranaggi chiusi) colla della superficie dei denti e deformazione della plastica (creste sulla ruota condotta, scanalature sulla ruota motrice ).
26. Gli ingranaggi la cui durezza superficiale è maggiore di 350HBS o 38HRS sono noti come ingranaggi con superficie dura o con superficie dura o, in caso contrario, ingranaggi con superficie morbida.
27. Migliorare la precisione di produzione, diminuendo il diametro dell'ingranaggio per diminuire la velocità di rotazione, potrebbe ridurre il carico dinamico. Per diminuire il carico dinamico, l'ingranaggio può essere tagliato. Lo scopo di trasformare i denti dell'ingranaggio nel tamburo è aumentare la resistenza della forma della punta del dente. distribuzione del carico direzionale.
28. Maggiore è l'angolo di attacco del coefficiente del diametro, maggiore è l'efficienza e minore la capacità autobloccante.
29. L'ingranaggio a vite senza fine deve essere spostato. Dopo lo spostamento, il cerchio indice e il cerchio primitivo della vite senza fine corrispondono, tuttavia è evidente che la linea tra le due viti senza fine è cambiata e non corrisponde al cerchio indice della sua vite senza fine.
30. Modalità di guasto della trasmissione della vite senza fine, come corrosione per vaiolatura, frattura della radice del dente, incollaggio della superficie del dente e usura eccessiva; questo di solito è il caso degli ingranaggi a vite senza fine.
31. Perdita di potenza dovuta all'usura della trasmissione a vite senza fine chiusa e all'usura dei cuscinetti, nonché perdita di spruzzi d'olio comecomponenti di fresatura cncche vengono inseriti nella vasca d'olio, agitare l'olio.
32. La vite senza fine dovrebbe effettuare calcoli di bilancio termico basandosi sul presupposto che l'energia generata per unità di tempo sia uguale alla dissipazione del calore nello stesso periodo di tempo. Passaggi da eseguire: installare i dissipatori di calore e aumentare l'area di dissipazione del calore e installare ventole sulle estremità dell'albero per aumentare il flusso d'aria e, infine, installare le tubazioni di raffreddamento del circolatore all'interno della scatola.
33. Condizioni che consentono lo sviluppo della lubrificazione idrodinamica: due superfici che scorrono formano uno spazio a forma di cuneo convergente e le due superfici separate dal film d'olio devono avere una velocità di scorrimento sufficiente e il loro movimento deve consentire la L'olio lubrificante deve fluire attraverso l'apertura grande in quella più piccola e la lubrificazione deve avere una certa viscosità e la quantità di olio disponibile deve essere adeguata.
34. La progettazione fondamentale dei cuscinetti volventi: anello esterno, anelli interni, corpo idraulico e gabbia.
35. 3 cuscinetti a rulli conici cinque cuscinetti reggispinta sei cuscinetti radiali a sfere sette cuscinetti a contatto obliquo N cuscinetti a rulli cilindrici 01, 02 e 03 rispettivamente. D=10mm, 12mm 15mm, 17,mm si riferisce a 20mm è d=20mm, 12 è un riferimento a 60mm.
36. Una valutazione della durata di base è la quantità di ore di funzionamento in cui il 10% dei cuscinetti all'interno di un set di cuscinetti sono affetti da corrosione per vaiolatura, ma il 90% di essi non soffre di danni da corrosione per vaiolatura, è considerata la longevità per il particolare cuscinetto.
37. Capacità dinamica fondamentale del carico: la quantità che il cuscinetto è in grado di sopportare nel caso in cui la vita base dell'unità sia esattamente di 106 giri.
38. Metodo di configurazione del cuscinetto: ciascuno dei due fulcri fissati in una direzione. in entrambe le direzioni c'è un punto fisso, mentre l'altra estremità del fulcro è priva di movimento. Entrambe le parti sono aiutate da un movimento libero.
39. I cuscinetti sono classificati in base al carico applicato all'albero rotante (tempo di flessione e coppia) e al mandrino (momento flettente) e all'albero di trasmissione (coppia).
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Orario di pubblicazione: 24 novembre 2023