【知识】机械结构设计基础知识.docx

机械结构设计基础学问1 前言1、1 机械结构设计得任务机械结构设计得任务就是在总体设计得基础上，依据所确定得原理方案，确定并绘出详细得结构图，以表达所要求得功能；就是将抽象得工作原理详细化为某类构件或零部件，详细 机械结构设计基础学问 1 前言 1、1 机械结构设计得任务 机械结构设计得任务就是在总体设计得基础上，依据所确定得原理方案，确定并绘出详细得结构图，以表达所要求得功能；就是将抽象得工作原理详细化为某类构件或零部件，详细内容为在确定结构件得材料、外形、尺寸、公差、热处理方式与表面状况得同时，仍须考虑其加工工艺、强度、刚度、精度以及与其它零件相互之间关系等问题；所以，结构设计得直接产物虽就是技术图纸，但结构设计工作不就是简洁得机械制图，图纸只就是表达设计方案 得语言， 综合技术得详细化就是结构设计得基本内容 1、2 机械结构设计特点 ； 机械结构设计得主要特点有： （ 1）它就是集摸索、绘图、运算（有时进行必要得试验）于 一体得设计过程，就是机械设计中涉及得问题最多、最详细、工作量最大得工作阶段，在整 个机械设计过程中，平均约 80%得时间用于结构设计，对机械设计得成败起着举足轻重得作 用；（2）机械结构设计问题得多解性，即满意同一设计要求得机械结构并不就是唯独得； 机械结构设计阶段就是一个很活跃得设计环节，经常需反复交叉得进行；为此，在进行机械结构设计时，必需明白从机器得整体动身对机械结构得基本要求 2 机械结构件得结构要素与设计方法 2、1 结构件得几何要素 机械结构得功能主要就是靠机械零部件得几何外形及各个零部件之间得相对位置关系 实现得；零部件得几何外形由它得表面所构成，一个零件通常有多个表面，在这些表面中有得与其它零部件表面直接接触，把这一部分表面称为功能表面；在功能表面之间得联结部分称为联接表面； （3） 零件得功能表面就是打算机械功能得重要因素， 功能表面得设计就是零部件结构设计得 核心问题；描述功能表面得主要几何参数有表面得几何外形、尺寸大小、表面数量、位置、 次序等；通过对功能表面得变异设计，可以得到为实现同一技术功能得多种结构方案； 2、2 结构件之间得联接 在机器或机械中，任何零件都不就是孤立存在得；因此在结构设计中除了争论零件本身得功能与其它特点外，仍必需争论零件之间得相互关系； 零件得相关分为直接相关与间接相关两类； 凡两零件有直接装配关系得， 成为直接相关； 没有直接装配关系得相关成为间接相关；间接相关又分为位置相关与运动相关两类；位置相 关就是指两零件在相互位置上有要求，如减速器中两相邻得传动轴，其中心距必需保证肯定得精度，两轴线必需平行，以保证齿轮得正常啮合；运动相关就是指一零件得运动轨迹与另一零件有关，如车床刀架得运动轨迹必需平行于于主轴得中心线，这就是靠床身导轨与主轴轴线相平行来保证得，所以，主轴与导轨之间位置相关；而刀架与主轴之间为运动相关； 多数零件都有两个或更多得直接相关零件， 故每个零件大都具有两个或多个部位在结构上 与其它零件有关；在进行结构设计时，两零件直接相关部位必需同时考虑，以便合理地挑选 材料得热处理方式、外形、尺寸、精度及表面质量等；同时仍必需考虑满意间接相关条件，如进行尺寸链与精度运算等；一般来说，如某零件直接相关零件愈多，其结构就愈复杂；零 1； 件得间接相关零件愈多，其精度要求愈高；例如，轴毂联会见图 2、3 结构设计据结构件得材料及热处理不同应留意得问题 机械设计中可以挑选得材料众多，不同得材料具有不同得性质，不同得材料对应不同得加 工工艺，结构设计中既要依据功能要求合理地挑选适当得材料，又要依据材料得种类确定适当得加工工艺，并依据加工工艺得要求确定适当得结构，只有通过适当得结构设计才能使所挑选得材料最充分得发挥优势； 设计者要做到正确地挑选材料就必需充分地明白所选材料得力学性能、加工性能、使用成本等信息；结构设计中应依据所选材料得特性及其所对应得加工工艺而遵循不同得设计原就； 如：钢材受拉与受压时得力学特性基本相同，因此钢梁结构多为对称结构；铸铁材料得抗压强度远大于抗拉强度，因此承担弯矩得铸铁结构截面多为非对称2 为两种铸铁支架比较；钢结构设计中外形，以使承载时最大压应力大于最大拉应力，图示通常通过加大截面尺寸得方法增大结构得强度与刚度，但就是铸造结构中假如壁厚过大就很难保证铸造质量，所以铸造结构通常通过加筋板与隔板得方法加强结构得刚度与强度；塑料材料由于刚度差，铸造后得冷却不均匀造成得内应力极易引起结构得翘曲，所以塑料结构得筋板与壁厚相近并均匀对称；（1）零件得几何外形对于需要热处理加工得零件，在进行结构设计时得要求有如下几点：应力求简洁、对称， 如：钢材受拉与受压时得力学特性基本相同，因此钢梁结构多为 对称结构；铸铁材料得抗压强度远大于抗拉强度，因此承