Автор: Латыев С.М.

Издательство: Политехника

Год: 2007

Страниц: 579

Формат: DJVU

Качество: отличное

 

Учебное пособие посвящено основам конструирования современных точных приборов, типичными представителями которых являются оптические приборы, содержащие в своем составе механические, электронные и оптические функциональные устройства и элементы.

Специфика конструирования таких приборов заключается в том, что их показатели качества, и в первую очередь показатели точности, технологичности и надежности, в существенной степени зависят от выполнения определенных методов, правил и принципов конструирования, способов и методов параметрического и точностного синтеза конструкций, знаний путей и приемов повышения целевых показателей качества при проектировании.

Учебное пособие предназначено для студентов, магистрантов, аспирантов и преподавателей высших учебных заведений приборостроительного профиля, а также инженерно-технических работников промышленности.

 

Создание новой техники, базирующееся на результатах фундаментальных и прикладных исследований, содержит особый этап: умственной деятельности, заключающийся в разработке технического проекта будущего изделия.

Задачами этого этапа являются:

Данную работу называют проектированием и (или) конструированием изделия.

Проектирование и конструирование взаимосвязаны, дополняют друг друга, выполняются, как правило, специалистами одной профессии — инженерами-конструкторами, имеют одну и ту же конечную цель — разработку нового изделия, и поэтому часто весь процесс называют проектированием [1.1,1.2] или конструированием [1.3].

Однако на практике и в литературе [L4, 1.5, 1.6] существует и другая точка зрения, согласно которой эти понятия различают. Считают, что проектирование предшествует конструированию и заключается в выявлении потребности общества в изделии, в поиске идей, физических эффектов, целесообразных методов и принципов действия, в синтезе функциональных структур возможных вариантов.

Под конструированием понимают разработку конкретного варианта изделия на основе результатов проектирования, при которой создается его конструкция: устройство, состав, взаимное расположение частей и элементов, способ их соединения и взаимодействия с учетом используемых материалов, технологии изготовления и т. п.

В процессе конструирования выпускают чертежи сборочных единиц и деталей, схемы, рассчитывают допуски на погрешности и технологию изготовления и сборки деталей, устанавливают технические условия на прибор, составляют техническое описание, разрабатывают другую конструкторскую документацию, необходимую для изготовления и эксплуатации изделия.

Существуют два мнения о взаимоподчиненности понятий проектирования и конструирования. Согласно одному из них, проектирование — итерационный процесс преобразования информации в целях получения технических систем, удовлетворяющих определенным человеческим потребностям, а конструирование — часть проектирования, заключающаяся в преобразовании информации в целях получения графических моделей технических систем.

Согласно другому мнению [1.7], конструирование включает в себя проектирование (а не наоборот, как в первом случае), так как под конструированием понимается построение, создание технического объекта, а под проектированием — только разработка его замысла, поиск идей, предвидение и т. п.

Следует заметить, что, несмотря на существующие различия понятий проектирования и конструирования, невозможно найти четкую границу между этими процедурами проектно-конструкторской деятельности. Как на этапе проектной работы существуют элементы конструирования (например, разработка макетов для проверки физических принципов действия, выбор и расчет некоторых звеньев системы), так и на этапе конструирования не обойтись без проектных процедур (поиск вариантов используемых функциональных устройств, конструкций, разработка и уточнение схем, теоретическое и экспериментальное исследование характеристик некоторых инженерных решений).

Данное учебное пособие посвящено основам конструирования точных приборов, типичными представителями которых в настоящее время являются оптические приборы, содержащие механические, электронные и оптические функциональные устройства и элементы.

Специфика конструирования таких приборов заключается в том, что их показатели качества, и в первую очередь точность, надежность и технологичность, в существенной степени зависят от выполнения определенных правил и принципов конструирования, способов и методов функционального, параметрического и точностного синтеза конструкций, знания путей повышения качества приборов при проектировании.

Несмотря на то что рассматриваемые вопросы иллюстрируются преимущественно на конструкциях оптических приборов, они в полной мере относятся и к конструированию других видов точных приборов и машин.

В настоящее время известно достаточно много публикаций по проектно-конструкторской деятельности. Вместе с тем следует отметить, что по прикладным вопросам конструкторской работы в области оптического приборостроения литературы немного. Наиболее доступными являются справочник конструктора оптико-механических приборов [1.8], учебники и учебные пособия по конструированию оптических и оптико-электронных приборов [1.6, L9,1.10].

Рассмотреть все теоретические и практические аспекты конструирования оптических приборов в одной книге, естественно, невозможно, даже учитывая то, что студенты и другие читатели уже знакомы с такими необходимыми основами и разделами конструирования приборов и машин, как «Допуски и посадки», «Сопротивление материалов», «Детали приборов», «Материаловедение и технология конструкционных материалов», «Теория машин и механизмов», «Теоретическая механика», «Оптическая технология», «Прикладная оптика» и др. Поэтому автор, опираясь на материал, который изложен в вышеперечисленных учебниках и учебных пособиях, старался развить и дополнить его рассмотрением тех вопросов конструирования, которые преимущественно связаны с показателями точности приборов и их элементов.

Учебное пособие состоит из четырех частей. В первой части рассматриваются общие вопросы и принципы конструирования точных приборов и их элементов. Вторая часть посвящена синтезу и анализу точности приборов, понятиям и способам достижения их надежности. В третьей части изучаются методы повышения и обеспечения качества приборов при конструировании. Практические аспекты конструирования элементов оптических приборов отражены в четвертой части.

Пособие написано на базе учебной дисциплины, читаемой автором студентам оптических специальностей Санкт-Петербургского государственного университета информационных технологий, механики и оптики (ИТМО), поставленной в вузе более 50 лет назад известными конструкторами точных механизмов и приборов С. Т. Цуккерманом и В. В. Кулагиным, книги которых [1.9, 1.11] содержали теоретические и практические основы конструкторской подготовки студентов в области точного приборостроения в прошлые годы.

Автор выражает признательность и благодарность доцентам кафедры «Компьютеризация и проектирование оптических приборов» ИТМО И. Н. Тимощук и Г. В. Егорову за предоставление материалов и помощь при подготовке рукописи.