Основы конструирования изделий машиностроения

ПРЕДИСЛОВИЕ 6 ВВЕДЕНИЕ 8 Часть I. Конструирование изделия 16 ГЛАВА 1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ, ОПРЕДЕЛЕНИЯ И СТРУКТУРНЫЕ МОДЕЛИ ТЕОРИИ КОНСТРУИРОВАНИЯ 16 1.1. Изделия и их составные части, группа однородной продукции 16 1.2. «Узлы сопряжения» изделия 19 1.2.1. Понятие «узел сопряжения изделия» 20 1.2.2. Условия соединения узлов сопряжения составных частей 32 1.3. Структурные модели изделий 39 1.3.1. Структурные модели изделий, учитывающие узлы сопряжения 39 1.3.2. Графические схемы структурных моделей 48 1.4. Типология изделий группы однородной продукции 52 1.4.1. Типы, модификации и типоразмеры изделий 52 1.4.2. Методика разделения изделий по типам, модификациям и типоразмерам 63 1.5. Семейство изделий 72 1.5.1. Семейство изделий, элементная база и платформа семейства 72 1.5.2. Структура семейства изделий и классификация семейств 83 1.5.3. Показатели семейства и его элементной базы 87 1.5.4. Сравнение показателя интегрированности и коэффициента межпроектной унификации 93 1.5.5. Показатели группы однородной продукции, полученной при объединении двух групп 97 1.5.6. Влияние на показатели семейства и его элементной базы числа уровней членения изделий на составные части 101 1.5.7. Оценка возможностей элементной базы семейства изделий 104 Литература 111 ГЛАВА 2. МАТРИЧНЫЙ ПОДХОД К АНАЛИЗУ И СИНТЕЗУ СТРУКТУРНЫХ СВОЙСТВ КОНСТРУКЦИИ 113 2.1. Матричное представление подвижностей и связей соединений составных частей 114 2.2. Уравнения для анализа структурных свойств конструкций 116 2.3. Использование матричного метода для анализа и синтеза изделия 120 2.4. Развернутые матрицы подвижностей и их использование в матричных структурных уравнениях 127 Литература 138 ГЛАВА 3. ОСНОВЫ КОНСТРУИРОВАНИЯ 140 3.1. Основные сведения о процессе конструирования 140 3.2. Основные инструменты конструирования, разработка конструкции изделия 151 3.3. Определение принципа действия изделия 164 3.4. Построение конструкций изделия 175 3.5. Применение инструментов конструирования при модернизации изделия 189 Литература 197 Часть II. Конструирование семейства изделий 198 ГЛАВА 4. ГРУППОВОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ ИЗДЕЛИЙ 198 4.1. Семейство изделий как объект группового проектирования 198 4.2. Процедурная модель процесса проектирования семейства изделий 201 4.3. Выбор объекта группового проектирования 203 4.3.1. Маркетинговые исследования на ранних стадиях проектирования 204 4.3.2. Определение внешней части содержания объекта проектирования 206 4.3.3. Определение внутренней части содержания объекта проектирования 214 4.4. Методология проектирования семейства изделий 222 4.5. Уточнение (определение) структуры разрабатываемого семейства изделий 228 4.5.1. Типоразмеры изделий и приведение их к максимальному типоразмеру 228 4.5.2. Модификации изделий 235 4.5.3. Типы изделий 241 4.5.4. Формы представления строения группы однородной продукции 247 4.5.5. Анализ возможностей расширения номенклатуры изделий семейства 248 Литература 255 ГЛАВА 5. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЭЛЕМЕНТНОЙ БАЗЫ СЕМЕЙСТВА ИЗДЕЛИЙ 256 5.1. Формирование номенклатуры составных частей, определяемой их соединениями в изделиях 259 5.1.1. Формирование системы уравнений сборки составных частей изделий семейства 260 5.1.2. Формирование уравнений идентичности узлов сопряжения составных частей и уравнений конкретных исполнений узлов 270 5.1.3. Формирование системы уравнений для определения исполнений узлов сопряжения составных частей изделий типоразмера S_1 275 5.1.4. Формирование системы уравнений для определения исполнений узлов сопряжения составных частей изделий остальных типоразмеров 280 5.2. Формирование элементной базы семейства 289 5.2.1. Выбор варианта распределения исполнений узлов сопряжения по составным частям изделий семейства 289 5.2.2. Комплектование элементной базы семейства 291 5.2.3. Управление элементной базой семейства в процессе ее использования 309 Литература 310 ГЛАВА 6. СИНТЕЗ ИЗДЕЛИЙ СЕМЕЙСТВА НА ОСНОВЕ ЭЛЕМЕНТНОЙ БАЗЫ 311 6.1. Синтез сборок незамкнутой структуры из компонентов элементной базы 312 6.2. Синтез сборочных единиц с использование таблиц отображения вершин графа 324 6.2.1. Определение элементарных путей и контуров графа 324 6.2.2. Синтез сборочных единиц с использованием графа смежности компонентов элементной базы 331 6.2.3. Синтез сборочных единиц с использованием графа смежности узлов сопряжения компонентов элементной базы 336 6.3. Синтез изделий на основе простой элементной базы на примере семейства приборных редукторов 340 6.4. Групповая технология создания семейства изделий и «Индустрия 4.0» 353 Литература 361 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 365 УКАЗАТЕЛЬ ОБОЗНАЧЕНИЙ 371 ПРИЛОЖЕНИЕ 378