Элементов информационно-измерительной техники

Раздел Общее конструирование

Конспект лекций для студентов дневной и заочной форм обучения

по специальности

I-38.02.01 - информационно-измерительная техника

Гродно 2016

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ ………………………………………………………………………………………... 3

1. ОСНОВЫ КОНСТРУИРОВАНИЯ ДЕТАЛЕЙ ……………………………………..…………7

1.1. Структурные элементы деталей………………………………………….…………7

1.2. Содержание и этапы процесса конструирования…………………………………8

1.3. Выбор материала…………………………………………………………………...….9

1.4. Выбор формы…………………………………………………………………………10

1.5. Определение размеров……………………………………………………………..…11

1.6. Технологические основы конструирования деталей ………………………..…..12

2. КОНСТРУИРОВАНИЕ СОЕДИНЕНИЙ ДЕТАЛЕЙ………………………………………15

2.1. Типы соединений деталей……………………………………………………….…...15

2.2. Выбор типа соединения………………………………………………………….…..17

2.3. Задачи конструирования соединений ………………………………………….…..19

2.4. Классификация и свойства контактных пар…………………………………..…19

2.5. Основы базирования деталей………………………………………………….…...21

2.6. Геометрическая неопределенность контактных пар……………………………23

2.7. Преобразование классов контактных пар…………………………………….…..25

2.8. Избыточное базирование в соединениях деталей ……………………………..…27

2.9. Методика выявления избыточных связей ………………………………………..29

3. КОНСТРУКТОРСКАЯ ДОКУМЕНТАЦИЯ ……………………………………….…32

3.1.Виды изделий…………………………………………………………………………..32

3.2. Стадии разработки конструкторской документации…………………………....33

3.3. Виды конструкторской документации и ее комплектность…………………....34

3.4. Основные требования, предъявляемые к выполнению конструкторских

документов……………………………………………………………………………36

3.5. Обозначение изделий в конструкторских документах…………………………..42

3.6. Учет и хранение конструкторской документации. Внесение изменений……..43

4. ВЫБОР МАТЕРИАЛОВ И ПОКРЫТИЙ ……………………………………………………..46

4.1. Основы выбора материала ………………………………………………………….46

4.2. Основы выбора покрытий …………………………………………………………..49

4.3. Коррозия металлов и физика защитных свойств металлических покрытий ...50

ЛИТЕРАТУРА ……………………………………………………………………………….……75

ВВЕДЕНИЕ

С развитием научно-технического прогресса возрас­тает сложность радиоэлектронной аппаратуры, перед конструкторами встают новые задачи. От конструкции РЭА в значительной степени зависят качество и эффек­тивность использования аппаратуры, ее надежность и функциональные возможности, стоимость производства и эксплуатации.

Конструирование – это процесс выбора и отра­жения в технических документах структуры, размеров, формы, материалов и внутренних связей проектируемо­го устройства.

Конечным результатом процесса конструирования яв­ляется комплект конструкторской документации, отоб­ражающей всю совокупность требований к разрабаты­ваемому изделию и обеспечивающей выполнение этих требований после изготовления изделий в производстве.

При конструировании изделий РЭА кроме простран­ственных и механических взаимосвязей необходимо учи­тывать сложные электрические связи, ограничивать электромагнитные и тепловые поля, учитывать возмож­ности искажения полезных сигналов и появления помех.

Конструкция первых радиоэлектронных устройств не отличалась от конструкции аппаратуры проводной связи. Основой конструкции был деревянный ящик, на стенках которого размещались необходимые детали, а электрическое соединение этих элементов выполня­лось изолированным проводом. В конце 20-х годов появилось металлическое шасси, которое кроме назначения быть основой конструкции могло выполнять роль экрана, чтобы уменьшить связи по электромагнитному полю. В это же время была заимствована из телефонии идея конструирования аппаратуры в вертикальной стойке, что требовало разделения аппаратуры на блоки.

В конце 30-х годов начинается применение радиоаппаратуры в полевых условиях, на подвижных объектах (самолеты, танки, автомашины), что поставило перед конструкторами сложные задачи защиты аппаратуры от климатических и механических воздействий и привело к разработке герметичных корпусов и амортизаторов.

Расширение области применения РЭА и постоянное функциональное усложнение радиоаппаратуры потребо­вали снижения трудоемкости в производстве, повышения производительности труда, применения средств механи­зации и автоматизации. Это привело к внедрению полу­проводниковых приборов, печатного монтажа, к разра­ботке конструкций на основе печатных плат, полосковых, а затем микрополосковых линий, интегральной микро­электроники, появлению функциональной микроэлектро­ники.

Переход на новую элементную базу, рост степени ее интеграции, когда постепенно начинает исчезать грань между элементной базой и устройством, обусловили но­вые методы конструирования, получившие название ком­плексной микроминиатюризации. Главной целью комп­лексной микроминиатюризации является создание высо­конадежной РЭА с минимальными габаритами и мас­сой, с наименьшей потребляемой мощностью и себестои­мостью. Важным вопросом при этом является сокраще­ние сроков проектирования и изготовления аппаратуры. Комплексная микроминиатюризация требует целена­правленной работы различных специалистов, но конст­руктор РЭА должен занимать в этой работе определяю­щее положение.

Содержание процесса конструирования.

Конструирование является одним из древнейших видов инженерной деятельности человека. Все что создано руками человека в процессе развития материальной культуры от каменного топора до современной ЭВМ проходило стадию конструирования.

С течением времени объекты конструирования усложнялись, и всё более сложным и ответственным становился труд конструктора, всё большее значение приобретало развитие научной базы конструирования. Это развитие, однако, протекало неравномерно. Наряду с имеющимся мощным аппаратом инженерных проверочных расчетов существует ещё крайне мало методик проектных расчетов, необходимых для синтеза и оптимизации конструктивных решений, а при реальном конструировании до сих пор преобладают эмпирический и эвристический методы.

Одной из причин, сдерживающих развитие теоретических основ конструирования, является отсутствие в настоящее время научного обоснования содержания процесса создания нового объекта. Этот процесс содержит следующие важнейшие стадии:

– разработка функциональной идеи объекта и первичных технических условий его реализации;

– выбор технического принципа реализации идеи и разработка принципиальной схемы;

– разработка конструкции объекта;

– изготовление и испытание опытного образца;

Не анализируя подробно содержание каждой стадии, можно отметить, что вторую и третью связанные между собой стадии объединяют термином «проектирование».

Таким образом, конструирование, прежде всего, является одним из этапов более общего процесса проектирования и следует за разработкой принципиальной схемы. Сопоставляя результаты каждой из этих стадий, и имея в виду их последовательность, можно прийти к выводу, что в процессе разработки конструкции происходит воплощение в материальные тела (детали) и их композиции (сборочные единицы) элементов схемы, выражаемых с помощью условных символов. Поэтому графическое изображение отдельных материальных тел и их композиций составляет содержание конструкторских чертежей. Хотя при конструировании непосредственно разрабатываются лишь графические модели материальных тел, его, тем не менее, можно рассматривать условно как процесс материализации принципиальной схемы.