Введение

Современный период технического образования характеризуется существенным сокращением времени аудиторных занятий и перенесением центра тяжести в подготовке специалиста на самостоятельную работу. Подобная концепция обусловливает повышение значимости общеметодологических вопросов, которые бы позволили обучающимся самостоятельно изучение частных вопросов на базе освоения общего подхода.

Настоящее пособие предназначено для студентов механических специальностей технических университетов и вузов, изучающих дисциплины «Детали машин и основы конструирования» (ДМ и ОК) и «Детали машин» (ДМ) по учебным планам, в которых предусмотрено 85 часов аудиторных занятий (лекции – 34 часа, практические – 34 часа и лабораторные занятия – 17 часов). Столь жёсткий регламент аудиторного времени, тенденция усиления в традиционном изложении указанных дисциплин вопросов основ конструирования, а также насущная необходимость автоматизации этого процесса, обусловили выделение в пособии раздела, посвящённого общей методологии конструкторского проектирования. В этом разделе рассмотрена структура процесса конструкторского проектирования как для объекта в целом, так и для его структурных составляющих, изложен перечень конструкторских документов, формирование которых должно быть освоено в процессе изучения указанных дисциплин. Здесь раскрыт итерационный подход к получению многовариантных конструкторских решений и выделены управляющие инструменты поиска оптимального варианта. В разделе также рассмотрены вопросы проведения начальных этапов процесса проектирования, связанных с формированием исходных данных и синтеза технической концепции создаваемого объекта и его составных элементов. Лекционный материал раздела освещает общую методику расчётов по наиболее распространённым критериям работоспособности деталей машин – прочности и износостойкости.

Конкретизация решения задач общей методологии процессов проектирования производится на базе наиболее разработанных элементов машин, в которых максимально используется международный инженерный опыт – зубчатых передач, валов, подшипников качения. Методика их проектирования излагается в соответствии с общей методологией и иллюстрируется укрупнёнными алгоритмами расчёта и конструктивного оформления деталей. При конструировании деталей, как это заведено в информационных технологиях, предполагается использование трёхмерных моделей, создание которых производится с учётом технологических требований. Учёт этих требований при создании конструкции элементов машин обеспечивает неформальную интеграцию процессов конструктивного и технологического проектирования.

Отличительной особенностью предлагаемого пособия также является включение в него материалов лабораторных и практических занятий, тематика которых тесно связана с лекционным материалом и курсовым проектом.

РАЗДЕЛ 1. ОБЩАЯ МЕТОДОЛОГИЯ ПРОЦЕССА КОНСТРУКТОРСКОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ

Лекция №1. Тема «Предмет изучения, задачи, цели и место дисциплины в инженерной подготовке»