Introduction:
Dans des articles précédents, notre équipe Anebon a partagé avec vous ses connaissances de base en conception mécanique.Aujourd'hui, nous allons apprendre davantage les concepts difficiles de la conception mécanique.
Quels sont les principaux obstacles aux principes de conception mécanique ?
Complexité de conception :
Les conceptions mécaniques sont généralement complexes et nécessitent que les ingénieurs combinent divers systèmes, composants et fonctions.
Par exemple, concevoir une boîte de vitesses qui transfère efficacement la puissance sans compromettre d’autres éléments comme la taille, le poids ainsi que le bruit est un défi.
Sélection des matériaux :
La sélection du bon matériau pour votre conception est essentielle, car elle influence des facteurs tels que la durabilité, la résistance et le coût.
Par exemple, sélectionner le matériau approprié pour un composant soumis à de fortes contraintes d'un moteur d'avion n'est pas facile en raison de la nécessité d'alléger le poids tout en conservant la capacité de supporter des températures extrêmes.
Contraintes:
Les ingénieurs doivent travailler dans des limites telles que le temps, le budget et les ressources disponibles.Cela pourrait limiter les conceptions et nécessiter le recours à des compromis judicieux.
Par exemple, concevoir un système de chauffage efficace et rentable pour une maison tout en respectant les exigences d’efficacité énergétique peut poser des problèmes.
Limites de fabrication
Les concepteurs doivent prendre en compte leurs limites en matière de méthodes et techniques de fabrication lors de la conception de conceptions mécaniques.Trouver un équilibre entre l’intention de conception et les capacités des équipements et des processus pourrait poser problème.
Par exemple, concevoir un composant de forme complexe qui ne peut être produit qu’au moyen de machines coûteuses ou de techniques de fabrication additive.
Exigences fonctionnelles :
Il peut être difficile de satisfaire à toutes les exigences relatives à la conception, y compris la sécurité, les performances ou la fiabilité d'une conception.
Par exemple, concevoir un système de freinage qui fournit une puissance de freinage précise, tout en garantissant la sécurité des utilisateurs, peut s'avérer un véritable défi.
Optimisation de la conception :
Trouver la meilleure solution de conception qui équilibre de nombreux objectifs différents, notamment le poids, le coût ou l'efficacité, n'est pas facile.
Par exemple, optimiser la conception des ailes d’un avion pour réduire la traînée et le poids, sans nuire à l’intégrité structurelle, nécessite des analyses sophistiquées et des techniques de conception itératives.
Intégration dans le système :
L’intégration de différents composants et sous-systèmes dans une conception unifiée pourrait s’avérer un problème majeur.
Par exemple, concevoir un système de suspension automobile qui régule le mouvement de nombreux composants, tout en pesant des facteurs tels que le confort, la stabilité et l’endurance, peut poser des difficultés.
Itération de conception :
Les processus de conception impliquent généralement plusieurs révisions et itérations pour affiner et améliorer l’idée initiale.Apporter des modifications de conception de manière efficace et efficiente est un défi à la fois en termes de temps requis et de fonds disponibles.
Par exemple, optimiser la conception d'un bien de consommation par une série d'itérations qui améliorent l'ergonomie et l'esthétique de l'utilisateur.
Considérations concernant l'environnement :
Intégrer la durabilité dans la conception et réduire l’impact environnemental d’un bâtiment devient de plus en plus essentiel.L’équilibre entre les aspects fonctionnels et des facteurs tels que la capacité de recyclage, l’efficacité énergétique et les émissions pourrait s’avérer difficile.Par exemple, concevoir un moteur efficace qui réduit les émissions de gaz à effet de serre, sans compromettre les performances.
Conception et assemblage de fabricabilité
La capacité de garantir qu’une conception sera fabriquée et assemblée dans les délais et les coûts imposés peut poser problème.
Par exemple, simplifier l’assemblage d’un produit complexe réduira les coûts de main-d’œuvre et de fabrication, tout en garantissant les normes de qualité.
1. Les pannes sont le résultat de composants mécaniques généralement fracturés, de déformations résiduelles sévères, de dommages à la surface des composants (usure par corrosion, fatigue de contact et usure) Défaillance due à l'usure de l'environnement de travail normal.
2. Les composants de conception doivent répondre notamment aux exigences visant à garantir qu'ils ne tombent pas en panne dans le délai de leur durée de vie prédéterminée (résistance ou rigidité, longévité) et aux exigences du processus structurel, aux exigences économiques, aux exigences de faible poids et aux exigences de fiabilité.
3. Critères de conception des composants, notamment les critères de résistance et de rigidité, les exigences de durée de vie ainsi que les critères de stabilité aux vibrations et les critères de fiabilité.
4. Méthodes de conception de pièces : conception théorique, conception empirique et conception d’essais sur modèle.
5. Les matériaux métalliques, les matériaux céramiques, les matériaux polymères ainsi que les matériaux composites sont couramment utilisés pour les composants mécaniques.
6. La résistance des pièces peut être divisée en résistance aux contraintes statiques ainsi qu'en résistance aux contraintes variables.
7. Rapport de contrainte : = -1 est une contrainte symétrique sous forme cyclique ;la valeur r = 0 est la contrainte cyclique qui est pulsée.
8. On pense que l'étape BC est appelée fatigue de contrainte (fatigue à faible cycle). CD fait référence à l'étape de fatigue infinie.Le segment de ligne suivant le point D est le niveau de défaillance infinie de l'échantillon.Le point D est la limite permanente de fatigue.
9. Stratégies pour améliorer la résistance des pièces fatiguées, réduire l'effet des contraintes sur les éléments (rainures de décharge de charge, anneaux ouverts) Choisir des matériaux qui ont une résistance élevée à la fatigue, puis spécifier les méthodes de traitement thermique et les techniques de renforcement qui augmentent la résistance des pièces fatiguées. fatigué les matériaux.
10. Friction de glissement : la friction sèche limite les frictions, la friction fluide et la friction mixte.
11. Le processus d'usure des composants comprend la phase de rodage, la phase d'usure stable et la phase d'usure sévère. Nous devrions essayer de réduire le temps de rodage ainsi que de prolonger la période d'usure stable et de différer l'apparition de l'usure. c'est grave.
12. La classification de l'usure est l'usure adhésive, l'usure abrasive et l'usure par corrosion par fatigue, l'usure par érosion et l'usure par frottement.
13. Les lubrifiants peuvent être classés en quatre catégories : les graisses liquides, gazeuses semi-solides, solides et liquides sont classées en graisses à base de calcium, graisses à base d'aluminium et graisses à base de lithium.
14. Les filetages de connexion normaux présentent une forme triangulaire équilatérale et d'excellentes propriétés autobloquantes.les filetages de transmission rectangulaires offrent des performances de transmission supérieures à celles des autres filetages.Les filetages de transmission trapézoïdaux font partie des filetages de transmission les plus populaires.
15. Les filetages de connexion couramment utilisés nécessitent un autoverrouillage, c'est pourquoi des filetages à filetage unique sont couramment utilisés.Les filetages de transmission nécessitent une efficacité élevée pour la transmission et c'est pourquoi des filetages à triple ou à double filetage sont fréquemment utilisés.
16. Assemblages par boulons réguliers (les composants connectés comprennent des trous traversants ou sont alésés), des vis d'assemblage à goujons à double tête, des assemblages à vis ainsi que des vis avec des assemblages réglés.
17. L'objectif du pré-serrage des connexions filetées est d'améliorer la durabilité et la résistance de la connexion, et d'éviter les écarts ou les glissements entre les deux pièces lorsqu'elles sont chargées.Le principal problème avec les connexions de tension qui sont desserrées est d'empêcher la paire de spirales de tourner l'une par rapport à l'autre lorsqu'elle est chargée.(Anti-desserrage par friction et mécanique pour arrêter le desserrage, supprimant le lien entre le mouvement et le mouvement du couple spiralé)
18. Améliorer la durabilité des connexions filetées, réduire l'amplitude de contrainte qui influence la résistance des boulons de fatigue (réduire la rigidité du boulon ou augmenter la rigidité de la connexionpièces CNC personnalisées) et améliorent la répartition inégale de la charge sur les threads.réduire l'effet de l'accumulation de contraintes et mettre en œuvre la procédure de fabrication la plus efficace.
19. Types de connexion par clé : connexion plate (les deux côtés fonctionnent comme une surface) connexion par clé semi-circulaire connexion par clé en coin connexion par clé avec angle tangentiel.
20. La transmission par courroie peut être divisée en deux types : le type à maillage et le type à friction.
21. Le moment de contrainte maximale pour la courroie se produit lorsque la partie étroite de celle-ci commence au niveau de la poulie.La tension change quatre fois au cours d'un tour de courroie.
22. Tension de la courroie trapézoïdale : mécanisme de tension régulier, dispositif de tension automatique et dispositif de tension qui utilise la roue de tension.
23. Les maillons de la chaîne à rouleaux sont généralement en nombre impair (le nombre de dents dans le pignon peut ne pas être un nombre régulier).Si la chaîne à rouleaux comporte des nombres non naturels, un nombre excessif de maillons est utilisé.
24. L'objectif de la tension de la transmission par chaîne est d'éviter les problèmes d'engrènement et les vibrations de la chaîne lorsque les bords lâches de la chaîne deviennent trop importants, et d'améliorer l'angle d'engrènement entre le pignon et la chaîne.
25. Les modes de défaillance des engrenages comprennent : la rupture des dents dans les engrenages et l'usure de la surface de la dent (engrenages ouverts) les piqûres de la surface de la dent (engrenages fermés) la colle de la surface de la dent et la déformation du plastique (crêtes sur la roue entraînée, rainures sur la roue motrice ).
26. Les engrenages dont la dureté de surface est supérieure à 350HBS ou 38HRS sont appelés engrenages à face dure ou à face dure ou, s'ils ne le sont pas, à face souple.
27. Améliorer la précision de fabrication, en diminuant le diamètre de l’engrenage pour diminuer la vitesse de rotation, pourrait réduire la charge dynamique.Afin de diminuer la charge dynamique, le rapport peut être coupé.Le but de transformer les dents de l'engrenage en tambour est d'augmenter la résistance de la forme de la pointe de la dent.répartition directionnelle de la charge.
28. Plus l'angle d'attaque du coefficient de diamètre est grand, plus l'efficacité est grande et moins la capacité d'autoblocage est importante.
29. L'engrenage à vis sans fin doit être déplacé.Après le déplacement, le cercle d'index ainsi que le cercle primitif de la vis sans fin correspondent, mais il est évident que la ligne entre les deux vis sans fin a changé et ne correspond pas au cercle d'index de son engrenage à vis sans fin.
30. Modes de défaillance de la transmission par vis sans fin, tels que la corrosion par piqûres, la fracture de la racine de la dent, le collage de la surface de la dent et l'usure excessive ;c'est généralement le cas sur les engrenages à vis sans fin.
31. Perte de puissance due à l'usure de l'engrenage à vis sans fin fermée et à l'usure des roulements ainsi qu'à la perte d'éclaboussures d'huile lorsque lecomposants de fraisage CNCqui sont insérés dans la mare d’huile, remuez l’huile.
32. L'entraînement à vis sans fin doit effectuer des calculs de bilan thermique basés sur l'hypothèse que l'énergie générée par unité de temps est la même que la dissipation thermique au cours de la même période de temps.Étapes à suivre : Installez des dissipateurs de chaleur, augmentez la zone de dissipation thermique et installez des ventilateurs aux extrémités de l'arbre afin d'augmenter le débit d'air, et enfin, installez des canalisations de refroidissement du circulateur à l'intérieur de la boîte.
33. Conditions permettant le développement de la lubrification hydrodynamique : deux surfaces en glissement forment un espace en forme de coin convergent et les deux surfaces séparées par le film d'huile doivent avoir une vitesse de glissement suffisante et leur mouvement doit permettre le l'huile lubrifiante doit s'écouler à travers la grande ouverture dans la plus petite et la lubrification doit avoir une certaine viscosité et la quantité d'huile disponible doit être adéquate.
34. La conception fondamentale des roulements : bague extérieure, bagues intérieures, corps hydraulique et cage.
35. 3 roulements à rouleaux coniques cinq butées six roulements à billes à gorge profonde sept roulements à contact oblique N roulements à rouleaux cylindriques 01, 02 et 03 respectivement.D=10mm, 12mm 15mm, 17,mm fait référence à 20mm soit d=20mm, 12 est une référence à 60mm.
36. Une durée de vie de base est le nombre d'heures de fonctionnement au cours desquelles 10 % des roulements d'un ensemble de roulements sont affectés par la corrosion par piqûres, mais 90 % d'entre eux ne souffrent pas de dommages causés par la corrosion par piqûre. palier.
37. Charge dynamique fondamentale : la quantité que le roulement est capable de supporter dans le cas où la durée de vie de base de l'unité est précisément de 106 tours.
38. Méthode de configuration des roulements : Chacun des deux points d'appui est fixé dans une direction.il y a un point fixe dans les deux sens, tandis que l'autre extrémité du point d'appui est dépourvue de mouvement.Les deux côtés sont aidés par un mouvement libre.
39. Les roulements sont classés en fonction de la charge appliquée à l'arbre rotatif (temps de flexion et couple), à la broche (moment de flexion) et à l'arbre de transmission (couple).
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Heure de publication : 24 novembre 2023