Проектирование машин лесного комплекса

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Воронежская государственная лесотехническая академия»

И. М. Бартенев    П. И. Попиков     Д. Ю. Дручинин

ПРОЕКТИРОВАНИЕ МАШИН ЛЕСНОГО КОМПЛЕКСА

Учебное пособие

Воронеж 2013

УДК 630* : 65.011.54

Бартенев, И. М. Проектирование машин лесного комплекса: учеб. по
собие [Текст] / И. М. Бартенев, П. И. Попиков, Д.Ю. Дручинин, Воронеж: 
ФГБОУ ВПО ВГЛТА., – 2013. – 456 с.

В учебном пособии изложены общие положения организации и проведе
ния разработки новых машин, их испытаний; методы и этапы проектирования и 
расчета рабочих органов корчевальных машин, плугов, культиваторов, дисковых орудий, почвообрабатывающих фрез и ямокопателей; лесных сеялок и посадочных машин; машин и оборудования для сбора и обработки лесных семян; 
опрыскивателей и опыливателей; опорных колес, полозьев, карданных передач, 
вентиляторов, навесных и других устройств. Освещены вопросам проектирования рабочих органов и технологического оборудования самоходных лесных 
машин для рубок ухода, а также результаты исследований и методических разработок авторов. Приводятся теоретические и практические данные для расчета 
и проектирования срезающих механизмов для валки деревьев, рабочих органов 
кусторезов, сучкорезных и рубильных машин, захватных устройств и гидроманипуляторов. Приведены необходимые для проектирования сведения о технических свойствах обрабатываемых материалов, основные требования, предъявляемые к машинам.

Учебное пособие предназначено для студентов, обучающихся по направ
лению подготовки бакалавра 151000.62 «Технологические машины и оборудование»

УДК 630*: 65.011.54

 Бартенев И.М., Попиков П.И.,
Дручинин Д.Ю, 2013

 ФГБОУ ВПО «Воронежская государственная
лесотехническая академия», 2013

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение
13

Раздел первый. Общие положения и организация работ по 
разработке и постановке машин на производство
14

Основные направления решения научных и технических задач
создания и совершенствования машин
14

1.1 Роль машин в современном лесном комплексе
14

1.2 Формирование задачи и общие принципы конструирования
14

1.3 Основные требования, предъявляемые к машине
16

1.4 Долговечность и срок службы машин
21

1.5 Надежность и жесткость конструкции
23

1.6 Масса, металлоемкость машин и способы их снижения
25

1.7 Конструктивная унификация и универсализация машин
27

1.8 Способы агрегатирования машин и соединения их с энергетическими

средствами
30

Система автоматизированного проектирования
32

1.9 Понятие о методах проектирования
32

1.10 Система автоматизированного проектирования
34

1.11 Технология автоматизированного проектирования
39

Основы художественного и эргономического конструирования
машин
41

1.12 Дизайн и техническая эстетика
41

1.13 Эргономика
46

1.14 Патентное обеспечение конструирования
49

Организация работ по разработке новой техники лесного комплекса
54

1.15 Общая схема процесса разработки машины
55

1.16 Характеристика технической документации
56

1.17 Функции заказчика, разработчика, изготовителя и потребителя

новой техники
62

Испытания лесных машин
66

1.18 Общие положения
66

1.19 Техническая экспертиза
68

1.20 Лабораторно-полевые испытания
68

1.21 Испытания в хозяйственных условиях
72

1.22 Экономическая оценка
74

1.23 Оценка условий труда
75

Раздел второй.    Почвообрабатывающие машины
77

Теоретические основы проектирования плугов
77

2.1 Физико-механические и технологические свойства почв
77

2.2 Виды обработки почв и классификация почвообрабатывающих

машин
86

2.3 Теоретические основы процесса вспашки
89

2.4 Процесс работы лемешного плуга
94

Расчет и проектирование лемешных плугов
98

2.5 Проектирование отвалов с горизонтальными образующими
98

2.6 Проектирование отвалов с нелинейчатыми поверхностями
111

2.7 Особенности проектирования отвала плуга для бороздной вспашки 

при использовании криволинейной направляющей и образующих с
переменным радиусом кривизны
117

2.8 Расчет и проектирование рабочих органов лемешных плугов и

лущильников
118

2.9 Расстановка рабочих органов на раме плугов
128

2.10 Силы, действующие на навесной плуг и условия равновесия
133

2.11 Проектирование лемешно-отвальной поверхности корпуса плуга
канавокопателя
138

Дисковые почвообрабатывающие орудия
143

2.12 Типы и назначение дисковых орудий и параметры дисков
143

2.13 Расчет и проектирование орудий батарейного размещения дисков
145

2.14 Проектирование и расчет дисковых плугов и дискаторов
148

Лаповые культиваторы
155

2.15 Назначение и классификация
155

2.16 Рабочие органы культиваторов
156

2.17 Способы крепления рабочих органов к раме
157

2.18 Проектирование стрельчатых лап
158

2.19 Определение основных параметров культиваторов
161

2.20 Построение кинематических и компоновочных схем
164

2.21 Определение усилий в звеньях навесных культиваторов
168

2.22 Расчет рабочих органов на прочность
169

Фрезерные почвообрабатывающие машины
171

2.23 Назначение и классификация
171

2.24 Рабочие органы
172

2.25 Кинематические параметры технологического процесса
174

2.26 Усилия, действующие на нож фрезы
179

2.27 Расчет мощности при работе фрезы
179

2.28 Определение основных параметров фрезы
182

2.29 Построение кинематических схем фрез
183

2.30 Расчет основных узлов и деталей
185

Ямокопатели
189

2.31 Определение основных параметров
189

2.32 Построение кинематической схемы ямокопателя
193

2.33 Расчет основных узлов и деталей ямокопателя
197

Раздел третий. Посевные и лесопосадочные машины
200

Лесные сеялки
200

3.1 Способы посева лесных семян и агротехнические требования к

посевным машинам
200

3.2 Общий порядок проектирования лесной сеялки
201

3.3 Расчет семенного бункера посевных машин
203

3.4 Расчет высевающих аппаратов
205

3.5 Проектирование семенной коробки
215

3.6 Расчет параметров семяпроводов
216

3.7 Сошники и заделывающие органы
218

3.8 Вспомогательные части сеялок
226

Лесопосадочные машины
228

3.9 Общее устройство и классификация лесопосадочных машин
228

3.10 Сошники
230

3.11 Посадочные (подающие) механизмы
234

3.12 Рабочие органы для заделывания корней
238

3.13 Кинематическая связь бороздообразующих и

почвозаделывающих рабочих органов
241

Раздел четвертый. Машины и механизмы для сбора,
переработки и очистки лесных семян
244

Машины и механизмы для сбора семян и плодов
244

4.1 Способы сбора семян
244

4.2 Машины и механизмы для сбора лесных семян
244

Машины для очистки и сортирования семян
249

4.3 Физико-механические свойства семян и примесей
249

4.4 Классификация воздушных систем семяочистительных машин
252

4.5 Вертикальный воздушный канал
253

4.6 Наклонный воздушный канал
256

4.7 Вентиляторы
257

Решетная очистка и сортировка семян
261

4.8 Конструкция решет
261

4.9 Выбор решет
263

4.10 Расчет основных параметров плоских решет
264

Другие машины для очистки и сортирования семян
269

4.11 Фрикционная очистка
269

4.12 Вибрационные семяочистительные машины
273

4.13 Пневматический сортировальный стол
274

4.14 Магнитные сепараторы
275

4.15 Электрические сепараторы
276

Раздел пятый. Расчет и проектирование питателей
279

5.1 Шнековые питатели
279

5.2 Планчатые питатели
282

5.3 Вибрационные питатели
284

Раздел шестой. Машины для химической защиты растений
287

6.1 Методы защиты растений
287

6.2 Исходные требования к машинам для химической борьбы с

вредителями, болезнями и сорняками
288

6.3 Расчет и проектирование рабочих органов опрыскивателей
289

6.4 Конструктивные параметры рабочих органов опыливателей
298

6.5 Основные параметры вентиляторов опыливателей
301

6.6 Распыливающие устройства
304

Раздел седьмой. Машины и оборудование для лесорасчистки
306

7.1 Корчевальные машины
306

7.2 Расчет гидроцилиндров
312

7.3 Тракторные кусторезы
314

Раздел восьмой. Расчет отдельных механизмов
лесохозяйственных машин
317

8.1 Расчет опорных колес
317

8.2 Расчет основных параметров опорных полозьев
321

8.3 Расчет и проектирование навесного устройства орудия
323

8.4 Расчет предохранительных устройств лесохозяйственных машин
329

8.5 Расчет устойчивости агрегата
335

Раздел девятый. Назначение и параметры современных 
конструкций самоходных лесных машин

337

9.1 Специализированные лесозаготовительные машины
337

9.2 Анализ существующих конструкций харвестеров
347

Раздел десятый. Техническое задание на проектируемое 
оборудование

354

10.1 Наименование и область применения
354

10.2 Основание для разработки
354

10.3 Цель и назначение разработки
354

10.4 Источники разработки
355

10.5 Технические требования
355

10.6 Экономические показатели
361

10.7 Стадии и этапы разработки
361

10.8 Порядок контроля и приёмки
362

Раздел одиннадцатый. Проектирование гидроманипуляторов
363

11.1 Определение геометрических параметров манипулятора
363

11.2 Построение зоны действия манипулятора
365

11.3 Расчёт усилий в гидроцилиндрах и выбор параметров
366

11.4 Расчёт на прочность элементов манипулятора
370

Раздел двенадцатый. Оптимизация положений стандартных
гидроцилиндров манипулятора

374

12.1
Оптимизация 
положений 
стандартных 
гидроцилиндров 

манипулятора при статическом и динамическом режимах нагружения

374

Раздел тринадцатый. Совмещение операций подъема стрелы и 
вращения рукояти манипулятора

382

13.1 Целесообразность совмещения подъёма стрелы и вращения рукояти 

манипулятора

382

13.2 Порядок решение задачи совмещения рабочих операций
384

13.3 Численный метод решения системы дифференциальных уравнений 

процессов подъёма стрелы и вращения рукояти 

389

13.4
Исследование эффективности совмещения рабочих операций 

манипулятора

391

Раздел четырнадцатый
Проектирование захватных устройств для лесных грузов

394

14.1
Типы 
захватных 
устройств 
и 
исходные 
данные 
для 
их 

проектирования

394

14.2 Определение геометрических параметров челюстей грейфера
394

14.3 Расчет работы зачерпывания и выбор гидроцилиндра грейфера
397

14.4 Расчет на прочность челюстей грейфера
398

14.5 Проектирование грейферов для сыпучих грузов
403

Раздел пятнадцатый. Проектирование кониковых зажимных 
устройств

405

15.1 Расчет коников на прочность
407

Раздел шестнадцатый. Расчет и проектирование захватных 
устройств харвестеров

412

16.1 Натяг дерева при его срезании
412

16.2 Отрыв дерева от пня после срезания
414

16.3 Перенос дерева в вертикальном положении
415

16.4 Подтаскивание дерева за комель при волочащейся вершине
417

16.5 Наклон дерева в положение от машины
419

16.6 Силы, действующие на захватный рычаг с роликом
422

Раздел 
семнадцатый. 
Проектирование 
и 
расчет 
ножевого 

срезающего устройства харвестерной головки

425

17.1 Проектирование срезающих устройств ножевого типа
425

17.2 Выбор принципиальной схемы механизма
425

17.3 Кинематический анализ ножевого срезающего механизма
426

17.4 Определение усилия резания ножевых срезающих механизмов
429

17.5 Расчет гидропривода НСУ
430

Раздел 
восемнадцатый. 
Оценка 
компоновки 
самоходной 

машины. Описание конструкции и технологического процесса

432

18.1 Требования к компоновке лесных машин
432

18.2 Постановка задачи компоновки лесной машины
432

18.3 Расчет положения центра тяжести лесной машины при установке на 

трактор технологического оборудования

433

18.4 Приведение сил к корпусу трактора
436

18.5 Запас статической устойчивости
439

18.6
Продольная устойчивость колесных тракторов
440

18.7 Продольная устойчивость гусеничных тракторов
441

18.8 Боковая устойчивость лесных машин
442

18.9 Оценка компоновки технологического оборудования на базовой 

машине 

444

18.10 Описание конструкции спроектированной машины 
445

Библиографический список
452

ВВЕДЕНИЕ

При разработке конструкции каждой новой машины (почвообрабаты
вающей, посевной, посадочной, лесозаготовительной и др.) учитываются исходные (лесо- и агротехнические требования), тип и мощность трактора, способ 
его сочленения с машиной, условия эксплуатации машин и достижения в смежных областях науки и техники. Любое существенное изменение одного из перечисленных факторов влечет необходимость полного или частичного изменения 
конструкции машин.

Вновь
создаваемая машина должна обладать лучшими
технико
экономическими и лесоводственно-экологическими показателями, чем существующая того же назначения. Это означает повышение качества технологических операций, более полное выполнение требований к работе машины, увеличение производительности труда, обеспечение безотказности в работе, увеличение срока ее службы, а также снижение энергетических и ресурсных затрат 
на производство машин и их эксплуатацию.

Конструкция разрабатываемой машины и рабочий процесс, выполняемый 

ею, по своему техническому уровню должны быть не ниже лучших мировых 
достижений, а даже опережать не менее, чем на 10 лет. Только в этом случае 
новая техника будет конкурентоспособной и иметь спрос на внутреннем и 
внешнем рынке. В связи с этим задачей конструкторов является изыскание эргономических и дизайнерских решений, которые делали бы машину внешне 
более привлекательной для покупателя и делали работу операторов комфортной и производительной.

Следует отметить, что процесс развития конструкции лесохозяйственных

машин, в свою очередь, оказывает существенное влияние на развитие лесоводственной науки, смежных областей техники, а также конструкции тракторов. 
Так, изобретение плугов с комбинированными рабочими органами пассивного и 
активного действия повлекло за собой переоценку способов обработки почвы под 
защитные лесные насаждения и создало предпосылки для существенного уменьшения сцепного веса тракторов. Или появление машин для измельчения надземной части пней привело к применению технологии сплошной обработки почвы на 
вырубках, сельскохозяйственных тракторов типа ДТ-75М. Поэтому при разработке конструкции новых машин следует учитывать широкий круг вопросов, относящихся к различным областям технических и лесоводственных наук.

Раздел первый
ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ И ОРГАНИЗАЦИЯ РАБОТ
ПО РАЗРАБОТКЕ И ПОСТАНОВКЕ МАШИН НА 
ПРОИЗВОДСТВО

ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ РЕШЕНИЯ
НАУЧНЫХ И ТЕХНИЧЕСКИХ ЗАДАЧ СОЗДАНИЯ
И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ МАШИН

1.1 Роль машин в современном лесном
комплексе

Начало истории машинизации лесного хозяйства относится к 30-м годам

двадцатого столетия, когда начали применять сельскохозяйственные, в основном, почвообрабатывающие орудия. Из специальных лесных машин первыми 
появились лесопосадочные машины.

Интенсивная разработка и применение специальных лесных машин от
носится к 50-м годам, когда приступили к реализации Великого плана преобразования природы, когда в послевоенные годы резко возросли объёмы лесозаготовок в связи с восстановлением разрушенного народного хозяйства. Наряду с 
широким применением плугов, культиваторов и дисковых борон, заимствованных из сельского хозяйства, были разработаны и переданы производству лесные 
сажалки, сеялки, опрыскиватели и опыливатели; для лесовосстановления на вырубках – двухотвальный плуг ПЛ-70, корчеватели, сажалки и культиваторы.

В 60-70-х годах поступили на производство кусторезы, кустарниково
болотные плуги, более совершенные корчеватели, лесные плуги, сажалки, сеялки и культиваторы. Практически были разработаны машины для всех технологических процессов и операций. В дальнейшем шёл процесс совершенствования конструкций машин, а также создания новых машин для защитного 
лесоразведения и лесного хозяйства,

Лесохозяйственное производство в 80-90-х годах имело специальных ле
сохозяйственных машин около 200 наименований и заимствованных из других 

отраслей 140 машин различного назначения. Все эти машины представлены в 
виде системы машин и объединены в 39 технологических комплексов. В их 
число входят комплексы машин для сбора и обработки семян, выращивания посадочного материала, лесных культур на вырубках с почвами различной степени увлажнения, на склонах разной крутизны; для создания защитных лесных 
насаждений на сельскохозяйственных полях, овражно-балочных склонах и песках; для проведения различных видов рубок ухода, для борьбы с вредителями, 
болезнями леса и лесными пожарами.

Для того чтобы понять роль механизации в лесохозяйственном произ
водстве, в освобождении человека от ручного труда, следует отметить некоторые особенности работы лесохозяйственных машин, к этим особенностям относятся: взаимодействие машин с материалами, в которых происходят биологические процессы, то есть с почвой, растениями и живыми организмами; сезонность, ограниченная небольшими агротехническими сроками; работа под открытым небом при высоких и низких температурах, во время дождей и снегопадов, на вязких, песчаных и каменистых почвах, на неровных и горных участках, на открытых площадях и вырубках, в условиях, опасных для жизни человека.

Перечисленные особенности, с учётом больших объёмов работ и не
достатка рабочей силы в основных лесных районах, выдвинули необходимость 
организации разработки специальной десной техники, широкого внедрения 
средств механизации и автоматизации. В годы, предшествующие началу перестройки, уровень механизации составлял по подготовке почвы – 85-95%; по посадке и посеву – 62%; уходу за культурами – 59%; рубкам ухода – 37%.

Годы перестройки и перехода к рыночной экономике оказали свое влия
ние на направление в развитии лесохозяйственной техники. Современное лесное хозяйство требует технику широкого диапазона – от энергонасыщенных и 
мощных для выполнения энергоёмких производственных процессов и операций 
до минитехники, приспособлений и устройств. Производство переходит от узкоспециализированных к универсальным и комбинированным машинам, к созданию и внедрению средств автоматизации и управления, регулирования и контроля за работой отдельных элементов, механизмов и машин в целом с целью 
облегчения труда человека, повышения производительности и качества выполняемой работы.

Приобретают ещё большее значение такие направления, как широкая 

унификация сборочных единиц и деталей машин; повышение надёжности и 
долговечности конструкций; применение новых прогрессивных материалов, 
новых технологических приёмов и др. При создании новых машин повышаются 
требования к удобству, комфортабельности и безопасности эксплуатации; конкурентоспособности на внутреннем и внешнем рынке.

1.2 Формулирование задачи и общие принципы

конструирования

Типовая схема разработки новой машины и нового оборудования пред
ставляет собой последовательно – параллельную взаимосвязь основных этапов: 
анализ потребности и спроса, определение требований смежных областей, цели 
и функции, изучение сферы применения и эксплуатационных условий, формирование принципа действия, синтез системы человек-машина, общее проектирование, рабочее конструирование, технологическая проработка, наладка и испытание опытного образца, комплексное испытание и оценка системы человекмашина, доработка конструкции и технологии изготовления, комплектование и 
оформление документации.

Основные этапы сопровождаются поиском аналогов и прототипа, расчё
том, моделированием и увязкой механики и управления, художественной проработкой, патентными исследованиями, экономическим расчётом, выявлением 
изобретений, оформлением притязаний на приоритет технических решений и т.п.

Взаимосвязь этапов предусматривает их переплетение и нечёткость гра
ниц. При этом процесс совершенствования машин – непрерывный. Новые поколения машин должны разрабатываться также непрерывно.

Непрерывность процесса разработки означает, что, как только завершает
ся работа над машинами одного поколения, а возможно и до завершена работы, 
формируются задачи, связанные с совершенствованием машин разработкой нового поколения. Естественно, постоянно учитывается опыт эксплуатации, тенденции спроса, рынки сбыта, мода на принципиальную схему, внешний вид, 
степень и характер автоматизации. Период появление новых машин и машин 
нового поколения не должен превышать период морального старения предшествующего поколения.

Конструирование тесно связано с научными исследованиями. При этом

важными решениями являются не только получение и оптимизация новых схем 
и конструкций, обоснование правильности выбора материалов, синтез новых 
материалов, разработка новых, более точных методов расчёта на прочность и 
износостойкость, методов испытаний и диагностики, но и разработка методов 
оценки и прогнозирования технического уровня, определения требуемых потребительских качеств, экономического анализа создаваемой продукции.

Только при достаточной подготовленности науки, при соответствующих 

научных результатах возможно поставить и решить задачу создания машин более совершенных по своим параметрам и качествам по сравнению известными 
в мире машинами.

Создание принципиально новой машины или совершенствование сущест
вующей машины начинается с чёткого формулирования её функциональных 
признаков, т.е. того, что должна делать машина, какую выпускать продукцию, 
какие осуществлять технологические процессы и т.п. Этот вопрос может быть 
решён только при изучении всего осуществляемого технологического процесса 
или комплексов процессов, возможностей совершенствования процесса.

Конструируемая машина – это элемент существующей системы и опреде
ление её эксплуатационных показателей, осуществляется во взаимодействии с 
окружающей средой, с интеллектуальным уровнем и потребностям человека. 
Из числа создаваемых основных эксплуатационных и технике экономических 
показателей в первую очередь определяют производительность, точность воспроизведения заданного процесса, надёжность, стоимость изготовления и эксплуатации (в расчёте на единицу продукции), степень загрязнения среды, уровень шума и вибраций, приспособляемость к человеку (удобство и безопас-
ность управления и обслуживания), внешний вид и др., а также производные 
показатели: габаритные размеры, массу, использование дефицитных материалов при изготовлении, использование ручного труда, ремонтопригодность, 
энергопотребление и пр.

С учётом эксплуатационных и технико-экономических показателей оп
ределяют перечень технических параметров, в который, в частности, входят: 
грузоподъёмность, тяговая способность, устойчивость, долговечность, КПД, 
скорость перемещений, манёвренность, рабочее пространство, зона обслуживания, автоматизация управления и др.

Совокупность показателей принимается в зависимости от назначения, 

объёмов тиражирования, состояния рынка сбыта.

На первом этапе определяют пределы или диапазоны показателей па
раметров или формируют качественные требования. В последующем определяют в этих пределах ряды параметров, возможные типоразмеры ряда машин, 
возможные составные унифицированные части (модули) и основные детали. 
Уточнение ряда параметров, ряда типоразмеров, характера компоновки машин 
из модулей проводят на всех этапах конструирования машин.

При переходе к этапу оптимизации конструкции приобретают первосте
пенную роль физического и математического моделирования процесса, схемы, 
конструкции. Используя современные математические методы и компьютеры, 
оптимизируют параметры и режимы работы машины и отдельных её рабочих 
органов.

Любое направленное научное исследование должно завершаться изо
бретением. Поэтому, прежде чем приступить к решению какой-либо задачи, надо изучить всё известное в данной области. Необходимо иметь также представление о решениях - аналогах подобных задач в смежных областях техники. 
В каждом случае техническое решение задачи должно осуществляться на альтернативной основе. При этом нужно иметь уверенность, что в поле зрения попали все известные решения подобных задач и все возможные решения данной 
задачи.

Современные методы синтеза и технические средства позволяют решить 

данную задачу с исчерпывающей полнотой. Не следует пренебрегать интуицией и опытом конструктора. Найти границу между средствами из разных областей техники при решении одной задачи – это один из важнейших этапов математического описания и осуществления конструкции. Речь идёт о распределении функции между системой управления, приводом, передачей движения и 
исполнительным устройством. Выбор оптимального решения такой задачи, если можно в настоящее время говорить о таковом, - это, прежде всего, результат 
творчества конструктора.

При этом следует иметь в виду, что принцип перераспределения функций 

широко используется и для средств из одной и той же области техники. Например, могут перераспределяться функции между несущими элементами, между 
несущей и функциональной частями конструкции. Принцип перераспределения 

функций предусматривает не только конструктивное совмещение элементов и 
упрощение схемы, но и обратное действие – разделение функций.

При конструировании машины должны решаться вопросы долговечности 

и срока службы машины, надёжности и жёсткости конструкции, оптимизации 
металлоёмкости машины. Из условий технологичности следует максимально 
унифицировать детали, сборочные единицы, отдельные блоки, использовать базовые детали и машины для различных комплексов. Определяющим критерием 
унификации является экономичность при изготовлении и эксплуатации.

На всех этапах конструирования проводятся патентные исследования, 

обеспечивается патентная чистота создаваемой машины и её частей, используемых материалов при изготовлении и эксплуатации, способов воспроизведения рабочих процессов, способов изготовления деталей, способов сборки.

Из патентных и эстетических соображений решается вопрос о внешнем 

виде машины в целом. Не следует откладывать художественную проработку 
машины на последние этапы конструирования. Должен соблюдаться главный 
принцип при конструировании – это приспособленность машины к человеку и к 
окружающей природе. Этот принцип предусматривает обеспечение не только 
безопасности для жизни и здоровья человека, но и комфортабельных условий 
для людей, участвующих в эксплуатации машины.

Отмеченные общие принципы конструирования показывают, насколько 

это сложный и неоднозначный процесс. Решить все проблемы в современных 
условиях без проведения научных исследований, без привлечения ЭВМ не под 
силу самому талантливому конструктору или коллективу.

Создание САПР облегчает конструирование машин, но оно не менее тру
доёмко, чем создание машины, и требует не меньшего таланта. На данном этапе 
ЭВМ может рассматриваться как помощник конструктора в проведении патентного поиска, в проведении типовых расчётов, в выполнении чертежей, разработке технологических процессов и других трудоёмких работ. Но в целом 
новый замысел, идеология конструирования, решение сложных научных и технических задач немыслимо без таланта и знаний разработчика.

1.3 Основные требования, предъявляемые к машине

При проектировании и разработке машин необходимо руководствоваться 

следующими требованиями:

– обеспечить высокую прочность деталей способами, не требующими 

увеличения их массы (придание деталям рациональных форм, применение материалов повышенной прочности, введение упрочняющей обработки);

– предупреждать коррозию деталей (применять стойкие лакокрасочные и 

гальванические покрытия, изготавливать детали из коррозийно-устойчивых материалов);

– сокращать объем механической обработки деталей (изготавливать из

заготовок с формой, близкой к окончательной форме изделия, заменять механическую обработку другими видами, исключающими снятие стружки);

– широко применять стандартные и унифицированные детали, узлы и аг
регаты;

– придавать металлоконструкциям высокую жёсткость (применять пус
тотелые профили, рационально располагать опоры, блокировать деформации 
поперечными и диагональными связями);

– вводить упругие элементы в узлы, работающие при циклических и ди
намических нагрузках;

– вводить автоматические регуляторы, предохранительные и предельные 

устройства, исключающие возможность эксплуатации машин на опасных режимах;

– вводить одноразовую сезонную смазку трущихся деталей;
– уменьшить массу машины за счёт увеличения компактности конст
рукции, применения рациональных кинематических и силовых схем, лёгких
сплавов и неметаллических материалов;

– обеспечить максимальную технологичность изготовления  машин,

увеличивать их надёжность и долговечность;

– обеспечивать высокую наработку на один отказ машины и гарантию

на установленный срок;

– увеличивать моральный срок службы машины, т.е. закладывать в

конструкцию высокие исходные параметры и перспективные технические
решения. Это требование особенно важно в настоящее время и будет иметь
большое значение в будущем, когда страна начнёт выходить из кризиса. Тогда 
ей потребуются машины, с которыми она сможет выйти на внешний рынок;

– придавать машинам простые внешние формы и эстетический вид;