第六章4tetu解说.ppt

机械结构设计的任务就是依据所确定的原理方案，在总体设计的基础上给出具体的结构图，以体现所要求的功能。 结构设计包括机器的总体结构设计和零部件结构设计两方面内容。 零件是构成机器的基本元素，从结构设计的角度出发，可以把零件称为结构件。 一、结构件的功用 各种结构件可能具有的功能主要有承受载荷、传递运动和动力，以及保证或保持有关零件或部件之间的相对位置或运动轨迹关系等。 输入轴3通过齿轮副4将电机的速度和扭矩传给曲轴2，再由连杆6带动滑块7按一定的规律上下运动。 输入轴3、曲轴2、齿轮副4、连杆6是传力零件 轴承5为承力零件，主要承担输入轴和曲轴的径向力； 机身1承受一定的载荷，更主要的是保证轴承、轴等的正确位置关系； 导轨8则主要保证滑块正确的运动轨迹。 2、传递运动和动力 3、保持有关零部件之间的相对位置或运动轨迹关系 以车床为例：车床主轴箱和床身之间应有严格的相对位置关系． 要求尾座顶尖与主轴顶尖的连线与床身导轨平行。要求床身导轨本身要具有相应的直线度，受热、受力变形小等。 4、其它功用 有些结构件还具有其它一些功用，如 箱体除了保证各传动轴的相对位置及其中 心距外．还起着包容和保护传动件的作用， 还可以装润滑油。有的结构件还兼有或 主要用作防护或装饰作用．要求具有一定 的外形及色彩 二、结构件的分类 为了设计、制造和管理上的方便，通常将其分为盖盘、轴套、支架、杆件、壳体、箱体和支承件等类别。 从毛坯工艺角度可分为铸造件、焊接件、锻造件、铆接或粘结件等 三 、零件的相关 零件与一个或几个零件有装配关系或相互位置关系，称这种关系为相关；有这种关系的两个零件互为相关零件。 零件的相关分为直接相关和间接相关。凡是两零件有直接装配关系的，称为直接相关． 四、零件的结构要素 若把零件上与其它零件直接相关部位称为工作部分，则多数零件均由两个或多个工作部分及联结部分组成。 联结部分的作用是把各工作部分联结起来并使它们保持各自的位置．常常起支承作用。有时，也把用以固定联结的工作部分称为安装部分。 在结构设计中通常先确定工作部分，后确定联结部分。工作部分主要考虑工作面的形状、尺寸、精度、表面质量等，而联结部分主要考虑强度、刚度等要求。 一、结构方案设计的基本原则 遵循三项基本原则：明确、简单和安全可靠。 1．明确 所谓明确是指对产品设计中所应考虑的问题都应在结构方案中获得明确的体现与分担。 (1)功能明确 所确定的结构方案应能明确地体现产品或结构所要求的各种功能的分担情况．既不能遗漏，也不应重复。 传递扭矩是键还是锥面，零件的轴向定位是轴的台阶面还是圆锥面两者均不明确， (2)工作原理明确 所依据的工作原理应预先考虑到可能出现的各种物理效应，以免出现使载荷、变形或磨损超出允许范围的有害情况。 （3）使用工况及承载状态明确 材料选择及尺寸计算要依据载荷情况进行，不应盲目采用双重保险措施。 (4)其它 凡与结构设计有关的其它方面也都应在图样或技术文件中予以明确体现。例如人机显示系统、制造、检验、运输、安装调试、使用及保养诸方面的要求等。 2.简单 在确定结构方案时，应使其所含零件数目和加工工序数量与类型尽可能减少，零件的几何形状力求简单，尽量减少零件的机械加工面、机械加工次数及热处理程序，减少或简化与相关零件的装配关系及调整措施。 3.安全可靠 1）直接安全技术 首先要确保构件的可靠性。正确地分析和计算，必要时通过试验确定构件受力情况和应力状态．当破坏法避免时，应将破坏引导到特定的次要部位。 对于在发生事故时会造成重大损失的系统，可采用冗余配置来保证系统的安全可靠。例如电站的备用机组、坦克中的备用发电机、飞机的双操纵设计等，一旦主功能载体失效．便可启用备用装置。 2) 间接安全技术 间接安全技术的主要方式是采用防护系统和防护装置。防护系统应能防止机器在超负载下工作，可自动脱险。 3)提示性安全技术 在即将出现危险情况之前通过指示灯、发警报声等给予提示。以便使用者及时停止机器的工作并排除故障。 二、结构方案设计原理 1.等强度原理 按等强度原理设计的结构，材料可以得到充分利用，从而减轻了重量、降低了成本。 2合理力流原理 力在其传递路线上形成所谓力线，这些力线汇成力流 力流的另一个特性是它倾向于沿最短路线通过，从而在最短路线附近力流密集，形成高应力区。其它部位力流稀疏，甚至没有力流通过，从应力的角度讲，材料未必充分利用。 3．变形协调原理