机械零部件结构设计综论.pdfVIP

人人好公，则天下太平；人人营私，则天下大乱。——刘鹗

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第十七章机械零部件结构设计综论

1．教学目标

1．掌握在结构设计中提高机械结构性能的途径；

2．掌握轮和轴系结构设计的特点和方法以及提高轴系结构性能的措施；

3．润滑和密封方法综述；

4．箱体和导轨设计要点。

2．教学重点和难点

【重点、难点】结构设计的方法以及提高性能的措施；

3．讲授方法：多媒体和演示柜教学

正文

机械结构设计的任务是把原理设计建立的方案具体化、结构化，确定及其各零部件的形状、

尺寸、材料和热处理、加工精度要求等，画出装配图和零件图。我们在前面各章中已经部分提到

了结构设计，为了帮之同学建立完整的结构设计思路，我们本章集中介绍结构设计的主要方法和

原则。

§17.1概述

一、机械结构设计的作用和步骤

结构设计的作用主要包括以下方面：

1）结构是及其功能的物质基础：用户购买一台机器，主要是看中了它具有自己需要的功能，

而这些功能能否实现，质量如何，主要取决于机械结构，没有结构边没有功能。

2）结构是机械设计计算的基础和计算结果的体现：在计算之前必须初步确定结构，如在传

动系统方案设计中决定了要采用齿轮，才会计算齿轮、轴系、轴、轴承、键等的计算是与结构设

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计密切相关、交叉进行的，而计算结果一般都对结构设计起指导作用。

3）结构图是加工和装配的依据：机械的装配图和零件图是加工、装配、检验的依据，它在

极大程度上（一般认为是70％～80％）决定了机器的成本。

所以，结构设计在整个机械设计中占有十分重要的地位。

结构设计的一般步骤是：

1）在开始结构设计前，必须确定设计任务和制定机器整体方案。此时设计者一般对机械结

构方案已经由初步的考虑，并能够由总体出发对机械结构提出要求，如动作要求、运动范围、工

作能力、生产率、传动机构的功率、工作条件、加工装配条件、使用条件等，以及对寿命、成本

等方面的要求。

2）把一个机械系统分为若干个部件，根据初步计算或经验，对每个部件的性能、空间位置、

尺寸、重量等都有一个明确的计划和要求。这样不但便于设计，而且液便于制造、装配、修理和

多人分工设计以加快进度。如设计人员过少，则应先设计主要部件，后次要部件。对每个部件一

般先做初步拾角，再作详细的结构设计。

3）设计过程中注意各零件、部件之间的关系尺寸协调，反复进行方案对比，进行必要的修

改。设计者应该不断给自己提出问题，例如：

（1）这个零部件起什么作用？所采用地结构能否实现？

（2）这个零件能否不要？或用其它更好地方法代替？

（3）这个部件承受什么样的载荷？可能地失效形式是什么？所用的结构能否避免这些失

效？

（4）在运动时是否会发生干涉或碰撞？

（5）每个零件或部件由毛坯生产到加工、装配、检测、运输、使用、修理直到报废回收过

程会产生什么问题？

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（6）什么是这一零部件、系统的薄弱环节？损坏后是否会引起严重后果？

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