第15章结构设计的方法和准则选读.ppt

铸件内腔壁厚应较外壁厚减小15%~20%，不同壁厚连接处，应采用过渡结构 （a）较 好 （b）较 差 对于薄壁铸件， 必须避免较大又较薄的水平面 水平平面浇铸时容易造成冷隔或形成气孔、渣眼或夹砂 斜坡的平面， 有利于排出液态金属中的杂质和由于铁液漫流造成的冷隔等缺陷。 2.切削加工的工艺性 1）尽量减少加工面面积，注意将加工面与非加工面严格分开 （a）不合理 （b）合理 2）应留出必要的退刀槽或砂轮越程槽 （a）不合理 （b）合理 3）零件切削时便于装夹 （a）不合理 （b）合理 凸缘结构便于装卡工件 在工件上钻孔便于装卡工件 同一轴上两键槽不在同一母线上，增加了装卡工件次数 同一轴上两键槽位于同一母线上，加工键槽时只需装卡一次工件 4）尽量减少加工时工件的装 夹次数，以提高效率 5）优先采用相同的锥度、圆角半径及孔径，减少刀具调整次数，提高加工精度。 不合理 合理 * 第15章　结构设计的方法和准则 15.1 概述 15.2结构设计的基本要求 15.3结构设计的方法 15.4结构设计的原则 15.1 概述 结构设计需考虑的因素 3．工艺条件及强度、刚度及外形美观的要求 1．功能要求 2．工况条件 15.2 结构设计的基本要求 15.2.1 明确 1.功能明确 毂孔过小 · 轴肩起不到定位作用 毂孔过大，起不到定心作用 靠合理配合精度径向定心 靠轴肩实现轴向定位 2.作用原理明确 很难准确计算出单个轴承承受的径向力 不承受径向力 承受全部径向力 3. 工况及负荷状况明确 如图所示的轴毂连接，采用过盈配合及键连接双重配置，使得应力状态复杂，从而降低了使用的可靠性。因此，结构设计时应尽量避免出现这种不明确的应力状态(或受力状态)。 15.2.2 结构简单 1.构件的零件数量少 水 管 空气管 液压管 2.零件几何形状简单 下图是限位装置。b）结构比a)结构更简单、合理。 3.采用标准零部件 结构设计时，在满足功能的前提下，应该尽量采用现有的标准部件和零件。 4.操作简单、结构布置合理、信号显示醒目 5.包装简单、运输方便 15.2.3 安全可靠 安全可靠 零件安全 工作安全 环境安全 在设计中，常用以下三种方法实现安全可靠： 1.直接安全技术 设计中保证机械装置有足够的工作能力和寿命，又能够避免误操作造成损失。 2.间接安全技术 当机械设备发生故障时，造成的损失较小，而且容易恢复。如剪切销安全离合器。 3.提示性安全技术 它在危险发生前发出警告，如警示灯、警铃等，并可通过显示装置说明危险部位和危险原因。 15.3 结构设计的方法 15.3.1 类比法设计 物理量相似主要包括几何相似、动力学相似和运动学相似三类。 凡是在几何相似条件下，求得的动力学相似的解，也能满足运动学的相似。 类比法是机械设计中一种比较常用的方法，常用的类比法的形式有： 1.直接类比法 2.间接类比法 3.仿生类比法 15.3.2 模块化设计 在机械产品中，所谓模块就是一组具有同一功能和结合要素（指连接部位的形状、尺寸、连接件间的配合或啮合参数等），但性能和结构不同，却能互换的单元。 1. 采用模块化设计有下列优点： 1)产品更新换代较快 2)可以缩短设计和制造周期 3）可以降低成本 4）维修方便 5）产品性能稳定可靠 模块化设计特别适用于生产批量较小的系列产品。 2. 模块化设计的主要方式 1）横系列模块化设计。 2）纵系列模块化设计。 3）横系列和跨系列模块化设计。 4）全系列模块化设计。 5）全系列和跨系列模块化设计。 15.3.3 构形变化设计 1.变换零件工作表面形状 我是锥形阀，比你酷多了！ 我是球形阀，比你帅多了！ 别吵了，你俩功能一样的! 呵呵… 2.变换零件作用面的相关位置 球面在推杆上，工作时推杆既受横向力又受轴向力 。 球面在摆杆上，工作时推杆只受轴向力。 3.改变零件工作面的数目而发生形态变换 一个螺栓连接 多个螺栓连接 由于螺栓连接数目的不同，导致轮毂结构不同。 4.改变零件表面排列顺序或功能表面位置的变换而产生不同构形 外螺纹 内螺纹 15.4 结构设计的原则 15.4.1 提高强度、刚度的原则 1. 改善零件的受力状况 通过改进带轮的结构，减少轴悬臂部分的长度，从而降低轴上弯矩。 下图中轴所承受径向载荷及轴向载荷都