Методы и приемы решения конструкторских задач.

1. Метод аналогии — использование при конструировании известных конструкций, форм, процессов, материалов и т. п., существующих в смежных областях техники, науки или в природе. Использование аналогов наиболее часто осуществляют с помощью следующих приемов: имитации, псевдоморфизации, масштабного изменения размеров и др.

Имитация — придание новому техническому объекту формы, цвета, внешнего вида по аналогии с каким-либо уже известным объектом.

Псевдоморфизация — выполнение технического объекта в форме другого объекта совершенно иного назначения (например, шариковую ручку делают в виде охотничьего ружья, отбойного молотка и т. д.).

Масштабное изменение размеров — увеличение (гиперболизация) или уменьшение размеров известных технических объектов с целью получения нового эффекта. Для получения однотипных машин с различной производительностью изменяют линейные размеры, причем чаще всего — длину, сохраняя форму и размеры поперечного сечения прежними. Так конструируют главным образом роторные машины, производительность которых пропорциональна длине ротора, например, шестеренные и лопастные насосы, вальцовые машины, мешалки.

1. Метод объединения предполагает при создании новой конструкции применение сборочных единиц или их группы, заимствованных из других, уже известных конструкций. Возможно несколько вариантов объединения.

Интеграция — получение нового объекта путем объединения двух или нескольких элементов самостоятельного назначения так, что они полностью или частично включаются один в другой. Например, при объединении насоса и форсунки можно получить агрегат для подачи строго определенного количества топлива в цилиндр двигателя внутреннего сгорания.

Агглютинация — присоединение к основному техническому объекту другого, который может и не иметь самостоятельного назначения. Например, присоединение к любительским кинопроекторам «Луч—2», «Квант», «Русь» электрического синхронизатора СЭЛ—1 позволяет демонстрировать фильмы со звуковым сопровождением с помощью магнитофона.

Агрегатирование — создание конструкции на основе геометрической и функциональной взаимозаменяемости отдельных агрегатов и сборочных единиц, которые обособленно монтируются на одной общей базовой детали: корпусе, раме, станине и т. п. При этом появляется возможность параллельно проектировать отдельные сборочные единицы машин силами специализированных групп конструкторов. Так организовано изготовление редукторов, тормозов, гидро - и пневмоаппаратуры и других сборочных единиц, входящих в машины различного назначения. В условиях быстрой смены моделей агрегатирование является наиболее прогрессивным методом конструирования. Разновидностью агрегатирования является использование базового агрегата и модульных элементов.

Резервирование — увеличение количества ненадежных однотипных сборочных единиц и элементов в объекте для повышения его надежности. Например, на тепловых электростанциях в котельных ставят резервные насосы, которые включаются в работу в случае остановки или выхода из строя основных.

Компаундирование — это параллельное соединение машин или агрегатов с целью увеличения общей мощности или производительности установки. Соединяемые машины устанавливают либо рядом как независимые агрегаты (двигатели на самолетах и судах), либо связывают друг с другом синхронизирующими, транспортными и другими устройствами (параллельная установка машин-орудий группами в автоматических линиях, рабочие клети в прокатных станах и др.).

Мультипликация рабочих органов и рабочих позиций позволяет увеличить количество одновременно обрабатываемых деталей, поверхностей и др.

3. Метод секционирования — дробление технического объекта на секции, ячейки, блоки, звенья с целью получения новых объектов набором различного количества этих секций и т. п., обеспечения взаимозаменяемости, удобства в эксплуатации и ремонте.

4. Метод модифицирования — это перестройка машины для приспособления ее к иным условиям работы или к выпуску новой продукции без изменения основной конструкции. Например, модифицирование машины для работы в различных климатических условиях сводится преимущественно к замене материалов: для машин, работающих в жарком и влажном климате, применяют коррозионно-стойкие сплавы, в арктическом — морозостойкие материалы и т. п.

5. Унифицированные ряды служат для образования ряда производных машин различной мощности или производительности путем изменения числа главных рабочих органов и применения их в различных сочетаниях. Такие ряды называют семейством, гаммой или серией машин. Примером является создание рядов четырехтактных двигателей внутреннего сгорания на основе унифицированной цилиндровой группы и частично унифицированной шатунно-поршневой группы. Следует отметить, что изобретатели и рационализаторы широко применяют при решении технических задач методы трансформации (механической, гидравлической, пневматической) и комбинирования. При комбинировании возможны перестановка детали, сборочной единицы или механизма с одного места на другое в пределах одного технического объекта или перенесение элемента с одного технического объекта на другой. Например, сервомеханизм, предназначенный для регулирования гидротурбин, устанавливают на тракторах, автомобилях и других транспортных машинах для облегчения управления.