機械結(jié)構(gòu)設(shè)計2

1、第第6章章 機械結(jié)構(gòu)設(shè)計機械結(jié)構(gòu)設(shè)計本章主要內(nèi)容本章主要內(nèi)容講解結(jié)構(gòu)件的功用及基本類型；講解結(jié)構(gòu)方案設(shè)計的基本原則和原理；講解結(jié)構(gòu)設(shè)計中的強度和剛度問題；介紹支承件的結(jié)構(gòu)設(shè)計；介紹結(jié)構(gòu)設(shè)計中的工藝問題；介紹結(jié)構(gòu)設(shè)計中各種材料的特點。本章目的本章目的l掌握結(jié)構(gòu)件的功用及基本類型；l掌握結(jié)構(gòu)方案設(shè)計的基本原則和原理；l掌握結(jié)構(gòu)設(shè)計中的強度和剛度問題；l了解支承件的結(jié)構(gòu)設(shè)計；l了解結(jié)構(gòu)設(shè)計中的工藝問題；l了解結(jié)構(gòu)設(shè)計中各種材料的特點。 1 結(jié)構(gòu)件的功用及基本類型結(jié)構(gòu)件的功用及基本類型一、結(jié)構(gòu)件的功用1、承受載荷2、傳遞運動和動力3、保持有關(guān)零部件之間的相對位置和運動關(guān)系4、其它功用 如保護、盛裝潤滑

2、油、防護、造型等作用。二、結(jié)構(gòu)件的分類 從設(shè)計、制造等角度：分為法蘭類、軸套類、軸類、箱體類、支承件等。 從毛坯工藝的角度： 鑄造件、焊接件、鍛造件、鉚接或粘接件等。二、零件的相關(guān)四、零件的結(jié)構(gòu)要素l直接相關(guān)部位的設(shè)計l滿足間接相關(guān)條件l直接相關(guān)部位工作部分工作部分+聯(lián)結(jié)（安裝）部分箱體類零件可看成支架的變形軸類零件2 結(jié)構(gòu)方案設(shè)計的基本原則和原結(jié)構(gòu)方案設(shè)計的基本原則和原理理一、結(jié)構(gòu)方案設(shè)計的基本原則 三個原則：明確、簡單、安全可靠。1、明確（1）功能明確（2）工作原理明確（3）使用工況和承載情況明確（4）制造、檢驗、安裝、運輸、調(diào)試等要求2、簡單3、安全可靠 分直接、間接、提示性安全技術(shù)。二

3、、結(jié)構(gòu)方案設(shè)計原理1.等強度原理2.合理力流原理3.變形協(xié)調(diào)原理4.力平衡原理有些機械結(jié)構(gòu)在上作中，由于設(shè)計不合理產(chǎn)生一些附加載荷，如斜齒輪嚙合的軸向推力，往復(fù)運動或回轉(zhuǎn)運動的慣性力等，這些附加載荷降低了結(jié)構(gòu)的壽命與精度，必須加以克服，相應(yīng)采取有效措施把它平衡掉。5.功能（任務(wù)）分配原理功能分配有三種情況:即一個零件完成幾種功能:如管道法蘭能聯(lián)接、分離、密封；一個零件完成一種功能:幾個零件完成一種功能:如受橫向載荷的燥拴聯(lián)接，一般都在螺栓外側(cè)加套筒承擔剪力，螺拴只起須緊作用，這樣既減輕了重量，工作又安全可靠。 從另一個角度看，同一個零件的不同部位可承擔不同的功能，不同的部位可用不同的材料，如蝸

4、輪的青銅齒因耐磨，鑄鐵輪芯用來承載。 進行相同功能的任務(wù)分配，當功率、力或尺寸大到一定程度時，就把同一個功能分配給若干個相同功能的載體來承擔，如用幾根三角帶傳遞轉(zhuǎn)矩，同一處采用多個相同的軸承等。6.結(jié)構(gòu)自助原理/自補償原理 通過選擇構(gòu)件及其在系統(tǒng)中的合理布置，使構(gòu)件之間相互支持以達到功能加強的作用稱為自助。在正常狀態(tài)下有加強功能、減載或平衡的作用，在非正常狀態(tài)下有保護和自救的作用。 在自助結(jié)構(gòu)中，總作用是由初始作用和輔助作用共同完成的。而輔助作用是由初始作用伴隨而生的，如斜齒嚙合產(chǎn)生的軸向力等。1）自增強結(jié)構(gòu)如壓力機曲柄結(jié)構(gòu)。2）自平衡結(jié)構(gòu)如離心調(diào)速器等。3）自保護結(jié)構(gòu)如摩擦離合器、帶傳動等。7.穩(wěn)定性原理如力的穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性。3 結(jié)構(gòu)設(shè)計中的強度和剛度問題結(jié)構(gòu)設(shè)計中的強度和剛度問題一、通過結(jié)構(gòu)設(shè)計降低應(yīng)力減小變形l合理確定界面形狀l2. 合理確定軸向尺寸如鏜桿，小錐齒輪軸等懸臂端。3. 合理選擇支撐形式4. 合理利用材料特性鋼材鑄鐵二、改善零件的受力狀況1 載荷分流2 載荷均化3 載荷抵消如軸向力的抵消等。三、預(yù)加載荷1 彈性強化2 塑性強化3 預(yù)緊（如軸承、螺栓等等）四、剛度和強度其它問題1 提高疲勞強度和動剛度2 提高零件的接觸強度和接觸剛度1）增大球面支撐的綜合曲率半徑2）以面接觸代替線接觸或點接觸3）采用變位齒輪提高齒面接觸強度4）其它如增加單位面積接觸點數(shù)、合