机械创新设计_6_结构创新设计说明书.ppt

（2）方便加工 结构设计中如果为加工过程创造条件，使得某些加工过程可以成组进行，将会明显地提高加工工作效率。图所示的齿轮结构中，图a所示的齿轮结构由于轮毂与轮缘不等宽，如果成组进行滚齿加工则由于零件刚度较差而影响加工质量，如改为图b的结构，使轮毂与轮缘等宽，则为成组滚齿创造了条件，大大提高了滚齿工作效率。 谢 谢！ 放映结束 感谢各位的批评指导！ 让我们共同进步 6.5.1 自加强—— ——高压容器灌口密封结构 6.5 引入新的逻辑方法 油 高压区 多级杠杆下来 6.5.2 自稳定—— 6.5 引入新的逻辑方法 6.5.3 自补偿—— 6.5 引入新的逻辑方法 测头与量具体分离，采用不同膨胀系数材料，减少测量误差 6.5.4 自平衡—— 6.5 引入新的逻辑方法 离心力抵消介质作用力产生的弯矩 6.5.5 自适应—— 6.5 引入新的逻辑方法 6.5.6载荷分担 6.5 引入新的逻辑方法 6.5.7 阿贝原则 ——若使量器给出正确测量结果，必须将仪器的读数线尺安放在被测尺寸的延长线上。 6.5 引入新的逻辑方法 6.5.8 合理配置精度—— 在机床主轴结构设计中， 提高主轴前端（工作端）的 旋转精度是很重要的设计目 标，主轴前支点轴承和主轴 后支点轴承的精度都会影响 主轴前端的旋转精度，但是 影响的程度不相同。 经过分析前支点的误差对主轴前端的精度影响较大，所以在主轴结构设计中通常将前支点的轴承精度选择得比后支点高一个等级。 6.5 引入新的逻辑方法 6.5.9 利用误差传递规律—— 在机械传动系统中，各级传动件都会产生运动误差，传动件在传递必要的运动的同时也不可避免地将误差传递给下一级传动件。在最后一级选择较大传动比，并选择较高的精度即可改善。 6.5 引入新的逻辑方法 6.5.10 误差均化—— 制造和安装过程中产生的误差是不可避免的，通过适当的结构设计可以在原始误差不变的情况下使执行机构的误差较小。试验证明螺旋传动的误差可以小于螺杆本身的螺距误差。图中所示为千分尺的测量误差与其螺距误差的对比图，图a为千分尺的累积测量误差，图b为通过万能工具显微镜测得的该千分尺螺杆的螺距累积误差。这一试验说明了关于机械精度的均化原理： 在机构中如果有多个联接点同时对一种运动起限制作用，则运动件的运动误差决定于各联接点的综合影响，其运动精度高于一个联接点的限制作用。在一定条件下增加螺旋传动中起作用的螺纹圈数，使多圈螺纹同时起作用，不但可以提高螺旋传动的承载能力和耐磨性，而且可以提高传动精度。 6.5 引入新的逻辑方法 6.5.11 零件分割—— 6.5 引入新的逻辑方法 6.6.1 宜人化设计——工具改进 6.6 引入新的设计理念 大多数机器设备要由人操作，在早期的机械设计中设计者认为通过选拔和训练可以使人适应任何复杂的机器设备。随着设计和制造水平的提高，机器的复杂程度、工作速度及其对操作人员的知识和技能水平的要求越来越高，人已经很难适应这样的机器，由于操作不当造成的事故越来越多。据统计，在第二次世界大战期间美国飞机所发生的飞行事故中有90％是由于人为因素造成的。通过这些事实使人们认识到不能要求操作者无限制地适应机器的要求，而应使机器的操作方法适应人的生理和心理特点，只有这样才能使操作者在最佳的生理及心理状态下工作，使人和机器所组成的人一机系统发挥最佳效能。 以下分别分析设计中考虑操作者的生理和心理特点应遵循的基本原则，它不但是进行创新结构设计的原则，同时也可为创新结构设计提供启示。对现有机械设备及工具的宜人化改进设计是创新结构设计的一种有效方法。 适合人的生理特点的结构设计 1．减少疲劳的设计 人体在操作中靠肌肉的收缩对外做功，做功所需的能量物质（糖和氧）要依靠血液输送到肌肉。如果血液不能输送足够的氧，则糖会在无氧或缺氧的状态下进行不完全分解，不但释放出的能量少，而且会产生代谢中间产物——乳酸。乳酸不易排泄，乳酸在肌肉中的积累会引起肌肉疲劳、疼痛、反应迟钝。长期使某些肌肉处于这种工作状态会对肌肉、肌健、关节及相邻组织造成永久性损害，机械设计应避免使操作者在这样的状态下工作。前表所示的几种常用工具改进前的形状因为使某些肌肉处于静态施力状态，不适宜长时间使用，改进后使操作者的手更趋于自然状态，减少或消除了肌肉的静态施力状况，使得长时间使用不易疲劳。 2．容易发力的设计 操作者在操作机器时需要用力，人在处于不同姿势、向不同方向用力时发力能力差别很大。试验表明人手臂发力能