第7章結(jié)構(gòu)方案的創(chuàng)新設(shè)計(jì)

1、第第7章結(jié)構(gòu)方案的創(chuàng)新設(shè)計(jì)章結(jié)構(gòu)方案的創(chuàng)新設(shè)計(jì) 機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的任務(wù)是在總體設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，根據(jù)所確機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的任務(wù)是在總體設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，根據(jù)所確定的原理方案，決定滿足功能要求的機(jī)械結(jié)構(gòu)，需要決定的定的原理方案，決定滿足功能要求的機(jī)械結(jié)構(gòu)，需要決定的內(nèi)容包括結(jié)構(gòu)的類型和組成，結(jié)構(gòu)中所有零部件的形狀、尺內(nèi)容包括結(jié)構(gòu)的類型和組成，結(jié)構(gòu)中所有零部件的形狀、尺寸、位置、數(shù)量、材料、熱處理方式和表面狀況，所確定的寸、位置、數(shù)量、材料、熱處理方式和表面狀況，所確定的結(jié)構(gòu)除應(yīng)能夠?qū)崿F(xiàn)原理方案所規(guī)定的動作要求外，還應(yīng)能滿結(jié)構(gòu)除應(yīng)能夠?qū)崿F(xiàn)原理方案所規(guī)定的動作要求外，還應(yīng)能滿足設(shè)計(jì)對結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度、精度、穩(wěn)定性、

2、工藝性、壽命、足設(shè)計(jì)對結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度、精度、穩(wěn)定性、工藝性、壽命、可靠性等方面的要求。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是機(jī)械設(shè)計(jì)中涉及問題最多、可靠性等方面的要求。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是機(jī)械設(shè)計(jì)中涉及問題最多、最具體、工作量最大的工作階段。最具體、工作量最大的工作階段。 機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要特征之一是設(shè)計(jì)問題的多解性，即機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要特征之一是設(shè)計(jì)問題的多解性，即設(shè)計(jì)結(jié)果不是唯一的，機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的任務(wù)是在眾多的可行設(shè)計(jì)結(jié)果不是唯一的，機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的任務(wù)是在眾多的可行結(jié)構(gòu)方案中尋求較好的或最好的方案，得出最優(yōu)解。結(jié)構(gòu)方案中尋求較好的或最好的方案，得出最優(yōu)解。71結(jié)構(gòu)方案的變異設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)方案的變異設(shè)計(jì) 72提高性能的設(shè)計(jì)提高性能的

3、設(shè)計(jì) 73結(jié)構(gòu)的宜人化設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的宜人化設(shè)計(jì)74新型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)新型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一、概述一、概述 變異設(shè)計(jì)的變異設(shè)計(jì)的基本方法基本方法是首先通過結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的分析，是首先通過結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的分析，得出一般結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案中所包含的技術(shù)要素的構(gòu)成，然得出一般結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案中所包含的技術(shù)要素的構(gòu)成，然后再分析每一個技術(shù)要素的取值范圍，通過對這些技術(shù)后再分析每一個技術(shù)要素的取值范圍，通過對這些技術(shù)要素在各自的取值范圍內(nèi)的充分組合，就可以得到足夠要素在各自的取值范圍內(nèi)的充分組合，就可以得到足夠多的獨(dú)立的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案多的獨(dú)立的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案71結(jié)構(gòu)方案的變異設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)方案的變異設(shè)計(jì) 變異設(shè)計(jì)的變異設(shè)計(jì)的目的目的是為設(shè)計(jì)提供大

4、量的可供選擇的設(shè)計(jì)是為設(shè)計(jì)提供大量的可供選擇的設(shè)計(jì)方案，使設(shè)計(jì)者可以在其中進(jìn)行評價、比較和選擇，并方案，使設(shè)計(jì)者可以在其中進(jìn)行評價、比較和選擇，并進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化。進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化。 一般機(jī)械結(jié)構(gòu)的一般機(jī)械結(jié)構(gòu)的技術(shù)要素技術(shù)要素包括零件的幾何形狀，零件包括零件的幾何形狀，零件之間的聯(lián)接和零件的材料及熱處理方式，下面分別介紹。之間的聯(lián)接和零件的材料及熱處理方式，下面分別介紹。1.1.功能面的變異功能面的變異 功能表面功能表面在零件的表面中與其他零部件相接觸的表在零件的表面中與其他零部件相接觸的表 面面,與工作介質(zhì)或被加工物體相接觸的表面與工作介質(zhì)或被加工物體相接觸的表面 零件的功能表面是決定機(jī)械功能的重

5、要因素，功零件的功能表面是決定機(jī)械功能的重要因素，功能表面的設(shè)計(jì)是零部件設(shè)計(jì)的核心問題：通過對功能表面的設(shè)計(jì)是零部件設(shè)計(jì)的核心問題：通過對功能表面的變異設(shè)計(jì)可以得到為實(shí)現(xiàn)同一技術(shù)功能能表面的變異設(shè)計(jì)可以得到為實(shí)現(xiàn)同一技術(shù)功能的多種結(jié)構(gòu)方案，的多種結(jié)構(gòu)方案， 描述功能表面的主要幾何參數(shù)有表面的形狀、尺描述功能表面的主要幾何參數(shù)有表面的形狀、尺寸大小、表面數(shù)量、位置、順序等，通過對這幾個寸大小、表面數(shù)量、位置、順序等，通過對這幾個方面的變異，可以得到多組構(gòu)型方案。方面的變異，可以得到多組構(gòu)型方案。 功功能能面面的的變變異異設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)螺螺釘釘頭頭功功能能面面變變型型曲柄機(jī)構(gòu)尺寸變換曲柄機(jī)構(gòu)尺寸變換滑動

6、導(dǎo)軌位置變換滑動導(dǎo)軌位置變換擺桿與推桿的球面位置變換擺桿與推桿的球面位置變換2.聯(lián)接的變異聯(lián)接的變異 機(jī)器中的零部件通過各種各樣的聯(lián)接組成完整的機(jī)器。機(jī)器中的零部件通過各種各樣的聯(lián)接組成完整的機(jī)器。通過規(guī)定零件之間適當(dāng)?shù)穆?lián)接方式限制零件的某些自由通過規(guī)定零件之間適當(dāng)?shù)穆?lián)接方式限制零件的某些自由度，保留機(jī)器的功能所必需的自由度，使機(jī)器在工作中度，保留機(jī)器的功能所必需的自由度，使機(jī)器在工作中能夠?qū)崿F(xiàn)確定形式的運(yùn)動關(guān)系。能夠?qū)崿F(xiàn)確定形式的運(yùn)動關(guān)系。 聯(lián)接的作用是通過零件的工作表面與其他零件的相聯(lián)接的作用是通過零件的工作表面與其他零件的相應(yīng)表面的接觸實(shí)現(xiàn)的，不同形式的聯(lián)接由于接觸的工作應(yīng)表面的接觸實(shí)現(xiàn)

7、的，不同形式的聯(lián)接由于接觸的工作表面形狀不同、表面間所施加的緊固力不同從而對零表面形狀不同、表面間所施加的緊固力不同從而對零件的自由度形成不同的約束。件的自由度形成不同的約束。 以軸轂聯(lián)接為例。軸與輪鼓的聯(lián)接對相對運(yùn)動自由以軸轂聯(lián)接為例。軸與輪鼓的聯(lián)接對相對運(yùn)動自由度度的限制可能有以下幾種情況：度度的限制可能有以下幾種情況：轉(zhuǎn)動聯(lián)接轉(zhuǎn)動聯(lián)接限制限制5個自由度個自由度移動、轉(zhuǎn)動聯(lián)接移動、轉(zhuǎn)動聯(lián)接限制限制4個自由度個自由度軸的表面形軸的表面形狀為圓柱面狀為圓柱面固定聯(lián)接固定聯(lián)接限制限制6個自由度個自由度滑動聯(lián)接滑動聯(lián)接限制限制5個自由度個自由度軸表面為除完整圓柱面以外的其他柱面；常用的有軸表面為除

8、完整圓柱面以外的其他柱面；常用的有滑鍵聯(lián)接、導(dǎo)鍵聯(lián)接、花鍵聯(lián)接和特形柱面聯(lián)接?；I聯(lián)接、導(dǎo)鍵聯(lián)接、花鍵聯(lián)接和特形柱面聯(lián)接。如方形軸聯(lián)接如方形軸聯(lián)接按照聯(lián)接中形成鎖合力的條件可將固定方式軸轂聯(lián)按照聯(lián)接中形成鎖合力的條件可將固定方式軸轂聯(lián)接分為：接分為：形鎖合聯(lián)接和力鎖合聯(lián)接形鎖合聯(lián)接和力鎖合聯(lián)接要求聯(lián)接表面非圓要求聯(lián)接表面非圓要求聯(lián)接表面間產(chǎn)生較大壓力并要求聯(lián)接表面間產(chǎn)生較大壓力并派生出摩擦力傳遞轉(zhuǎn)矩和軸向力派生出摩擦力傳遞轉(zhuǎn)矩和軸向力常用的力鎖合聯(lián)接有：常用的力鎖合聯(lián)接有：楔鍵聯(lián)接、頂絲聯(lián)接、液壓漲套聯(lián)接楔鍵聯(lián)接、頂絲聯(lián)接、液壓漲套聯(lián)接彈性環(huán)聯(lián)接、彈性環(huán)聯(lián)接、 星盤聯(lián)接、星盤聯(lián)接、 壓套聯(lián)接壓

9、套聯(lián)接容差環(huán)聯(lián)接、圓柱面圓錐面過盈聯(lián)接容差環(huán)聯(lián)接、圓柱面圓錐面過盈聯(lián)接楔入零件或液體楔入零件或液體調(diào)整零件變形產(chǎn)生過盈調(diào)整零件變形產(chǎn)生過盈不可調(diào)過盈，不好拆不可調(diào)過盈，不好拆軸軸轂轂聯(lián)聯(lián)接接變變異異設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)3.3.支承的變異支承的變異 軸系的支承結(jié)構(gòu)是一類典型結(jié)構(gòu)，軸系的工作性能軸系的支承結(jié)構(gòu)是一類典型結(jié)構(gòu)，軸系的工作性能與它的支承設(shè)計(jì)的狀況和質(zhì)量密切相關(guān)。旋轉(zhuǎn)軸至與它的支承設(shè)計(jì)的狀況和質(zhì)量密切相關(guān)。旋轉(zhuǎn)軸至少需要兩個相距一定距離的支點(diǎn)支承，支承的變異少需要兩個相距一定距離的支點(diǎn)支承，支承的變異設(shè)計(jì)包括支點(diǎn)位置變異和支點(diǎn)軸承的種類及其組合設(shè)計(jì)包括支點(diǎn)位置變異和支點(diǎn)軸承的種類及其組合的變異。的變

10、異。單軸支點(diǎn)位置變異單軸支點(diǎn)位置變異錐齒輪傳動軸系支點(diǎn)位置變異錐齒輪傳動軸系支點(diǎn)位置變異 兩支點(diǎn)軸系承受軸向載荷方案兩支點(diǎn)軸系承受軸向載荷方案單一支點(diǎn)承受軸向載荷情況單一支點(diǎn)承受軸向載荷情況4.4.材料的變異材料的變異 材料種類眾多，不同的材料具有不同的性能和加材料種類眾多，不同的材料具有不同的性能和加工工藝，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中要根據(jù)功能的要求合理地選擇工工藝，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中要根據(jù)功能的要求合理地選擇適當(dāng)?shù)牟牧?，根?jù)材料的種類確定適當(dāng)?shù)募庸すに?，適當(dāng)?shù)牟牧?，根?jù)材料的種類確定適當(dāng)?shù)募庸すに嚕⒏鶕?jù)加工工藝的要求確定適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)，從而使所并根據(jù)加工工藝的要求確定適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)，從而使所選材料最充分地發(fā)揮優(yōu)勢。選材

11、料最充分地發(fā)揮優(yōu)勢。 設(shè)計(jì)者要做設(shè)計(jì)者要做到正確地選擇到正確地選擇結(jié)構(gòu)材料就必結(jié)構(gòu)材料就必須充分地了解須充分地了解所選材料的力所選材料的力學(xué)性能、加工學(xué)性能、加工性能、使用成性能、使用成本等信息。本等信息。材料不同，聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)變化很大，材料不同，聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)變化很大，對其工作性能影響也很大對其工作性能影響也很大彈彈性性聯(lián)聯(lián)軸軸器器的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)方方案案兩種鑄鐵支架結(jié)構(gòu)比較兩種鑄鐵支架結(jié)構(gòu)比較 塑料搭鉤結(jié)構(gòu)塑料搭鉤結(jié)構(gòu) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)根據(jù)所選材料的特性及其所對應(yīng)的加工工結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)根據(jù)所選材料的特性及其所對應(yīng)的加工工藝而遵循不同的設(shè)計(jì)原則。藝而遵循不同的設(shè)計(jì)原則。 鋼材受拉和受壓時的力學(xué)特性基本相

12、同，因此鋼梁結(jié)構(gòu)鋼材受拉和受壓時的力學(xué)特性基本相同，因此鋼梁結(jié)構(gòu)多為對稱結(jié)構(gòu)。鑄鐵材料的抗壓強(qiáng)度遠(yuǎn)大干抗拉強(qiáng)度，因多為對稱結(jié)構(gòu)。鑄鐵材料的抗壓強(qiáng)度遠(yuǎn)大干抗拉強(qiáng)度，因此承受彎矩的鑄鐵結(jié)構(gòu)截面多為非對稱形狀，而且主要用此承受彎矩的鑄鐵結(jié)構(gòu)截面多為非對稱形狀，而且主要用來承受來承受壓力壓力，如機(jī)座。，如機(jī)座。本節(jié)例題：本節(jié)例題：7-1 棘輪機(jī)構(gòu)的變異設(shè)計(jì)分析棘輪機(jī)構(gòu)的變異設(shè)計(jì)分析P182-P1837-2 鉸鏈節(jié)叉的結(jié)構(gòu)變異鉸鏈節(jié)叉的結(jié)構(gòu)變異P184-P1867 72 提高性能的設(shè)計(jì)提高性能的設(shè)計(jì) 一、提高強(qiáng)度和剛度設(shè)計(jì)一、提高強(qiáng)度和剛度設(shè)計(jì) 機(jī)械產(chǎn)品的性能不但與原理設(shè)計(jì)有關(guān)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量也機(jī)械產(chǎn)品

13、的性能不但與原理設(shè)計(jì)有關(guān)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量也直接影響產(chǎn)品的性能，甚至影響產(chǎn)品功能的實(shí)現(xiàn)。本節(jié)分別分直接影響產(chǎn)品的性能，甚至影響產(chǎn)品功能的實(shí)現(xiàn)。本節(jié)分別分析為提高結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度、精度、工藝性等方面性能常采用析為提高結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度、精度、工藝性等方面性能常采用的設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)原則，通過這些分析可以對結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)原則，通過這些分析可以對結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)提供可供借鑒的思路。提供可供借鑒的思路。 強(qiáng)度和剛度是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本問題，通過正確的結(jié)構(gòu)設(shè)強(qiáng)度和剛度是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本問題，通過正確的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以減小單位載荷所引起的材料計(jì)可以減小單位載荷所引起的材料應(yīng)力應(yīng)力和和變形量變形量，提高結(jié)，提

14、高結(jié)構(gòu)的承載能力。構(gòu)的承載能力。 強(qiáng)度和剛度都與結(jié)構(gòu)受力有關(guān)，在外載荷不變的情況下強(qiáng)度和剛度都與結(jié)構(gòu)受力有關(guān)，在外載荷不變的情況下降低結(jié)構(gòu)受力降低結(jié)構(gòu)受力是提高強(qiáng)度和剛度的有效措施。是提高強(qiáng)度和剛度的有效措施。降低機(jī)構(gòu)受力的途徑：降低機(jī)構(gòu)受力的途徑：載荷分擔(dān)載荷分擔(dān)載荷平衡載荷平衡減小應(yīng)力集中減小應(yīng)力集中減小接觸應(yīng)力減小接觸應(yīng)力帶輪與軸的聯(lián)接帶輪與軸的聯(lián)接 行星輪系結(jié)構(gòu)行星輪系結(jié)構(gòu) 蝸桿軸系的結(jié)構(gòu)蝸桿軸系的結(jié)構(gòu) 1.載荷分擔(dān)載荷分擔(dān)2.載荷平衡載荷平衡3.減小應(yīng)力集中減小應(yīng)力集中4.減小接觸應(yīng)力減小接觸應(yīng)力減小應(yīng)力集中的過盈聯(lián)接結(jié)構(gòu)減小應(yīng)力集中的過盈聯(lián)接結(jié)構(gòu)改善球面支承強(qiáng)度和剛度的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)改善

15、球面支承強(qiáng)度和剛度的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制d1.05d潘存云教授研制1.061.06dd二、提高精度的設(shè)計(jì)二、提高精度的設(shè)計(jì) 現(xiàn)代設(shè)計(jì)對精度提出越來越高的要求，通過結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)現(xiàn)代設(shè)計(jì)對精度提出越來越高的要求，通過結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以減小由于制造、安裝等原因產(chǎn)生的原始誤差，減小由可以減小由于制造、安裝等原因產(chǎn)生的原始誤差，減小由于溫度、磨損、構(gòu)件變形等原因產(chǎn)生的工作誤差，減小執(zhí)于溫度、磨損、構(gòu)件變形等原因產(chǎn)生的工作誤差，減小執(zhí)行機(jī)構(gòu)對各項(xiàng)誤差的敏感程度，從而提高產(chǎn)品的精度。行機(jī)構(gòu)對各項(xiàng)誤差的敏感程度，從而提高產(chǎn)品的精度。誤差補(bǔ)償誤差補(bǔ)償提高精度的途徑提高精度的途徑誤差傳遞誤差傳

16、遞誤差合理配置誤差合理配置誤差均化誤差均化采用誤差較小的近似機(jī)構(gòu)采用誤差較小的近似機(jī)構(gòu)2.誤差合理配置誤差合理配置1.誤差均化誤差均化制造和安裝過程中產(chǎn)生的誤差是不可避免的，通過適當(dāng)?shù)闹圃旌桶惭b過程中產(chǎn)生的誤差是不可避免的，通過適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以在原始誤差不變的情況下使執(zhí)行機(jī)構(gòu)的誤差結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以在原始誤差不變的情況下使執(zhí)行機(jī)構(gòu)的誤差較小。試驗(yàn)證明螺旋傳功的誤差可以小于螺桿本身的螺距較小。試驗(yàn)證明螺旋傳功的誤差可以小于螺桿本身的螺距誤差。誤差。螺距累螺距累積誤差積誤差 影響整個誤差較大影響整個誤差較大的因素的精度等級一的因素的精度等級一般應(yīng)高于其余因素。般應(yīng)高于其余因素。干分尺測量誤差干分尺測量

17、誤差在機(jī)床主軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，前支點(diǎn)軸在機(jī)床主軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，前支點(diǎn)軸承精度對主軸前端的旋轉(zhuǎn)精度影響承精度對主軸前端的旋轉(zhuǎn)精度影響較大，精度等級選擇可比后支點(diǎn)軸較大，精度等級選擇可比后支點(diǎn)軸承高一個等級承高一個等級4.誤差補(bǔ)償誤差補(bǔ)償3.誤差傳遞誤差傳遞多級機(jī)械傳動系統(tǒng)多級機(jī)械傳動系統(tǒng)若為減速傳動系統(tǒng)若為減速傳動系統(tǒng)(i1)最后一級傳動所產(chǎn)生的運(yùn)動誤差對總最后一級傳動所產(chǎn)生的運(yùn)動誤差對總誤差影響最大，其設(shè)計(jì)精度應(yīng)高些誤差影響最大，其設(shè)計(jì)精度應(yīng)高些若為加速傳動系統(tǒng)若為加速傳動系統(tǒng)(i1)第一級傳動所產(chǎn)生的運(yùn)動誤差對總第一級傳動所產(chǎn)生的運(yùn)動誤差對總誤差影響最大，其設(shè)計(jì)精度應(yīng)高些誤差影響最大，其設(shè)計(jì)精度應(yīng)

18、高些溫度變化、受力、磨損等因素常常會影響機(jī)械結(jié)構(gòu)的工作溫度變化、受力、磨損等因素常常會影響機(jī)械結(jié)構(gòu)的工作精度。好的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以減少由于這些因素對工作精度造精度。好的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以減少由于這些因素對工作精度造成的影響。成的影響。凸輪機(jī)凸輪機(jī)構(gòu)磨損構(gòu)磨損量補(bǔ)償量補(bǔ)償例子：例子：兩處磨損對從動件運(yùn)動誤差影響疊加兩處磨損對從動件運(yùn)動誤差影響疊加兩處磨損對從動件運(yùn)動誤差影響抵消兩處磨損對從動件運(yùn)動誤差影響抵消5.采用誤差較小的近似機(jī)構(gòu)采用誤差較小的近似機(jī)構(gòu) 有些應(yīng)用中為簡化機(jī)構(gòu)而采用某些近似機(jī)構(gòu)，這會引有些應(yīng)用中為簡化機(jī)構(gòu)而采用某些近似機(jī)構(gòu)，這會引入原理誤差，在條件允許時優(yōu)先采用近似性較好的近似機(jī)入原理誤

19、差，在條件允許時優(yōu)先采用近似性較好的近似機(jī)構(gòu)可以減小原理誤差。構(gòu)可以減小原理誤差。凸輪近似機(jī)構(gòu)凸輪近似機(jī)構(gòu) 圖中兩種機(jī)構(gòu)都可以得到手輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動與擺桿擺角之圖中兩種機(jī)構(gòu)都可以得到手輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動與擺桿擺角之間的近似線性關(guān)系為說明采用正弦機(jī)構(gòu)比采用正切機(jī)構(gòu)獲得間的近似線性關(guān)系為說明采用正弦機(jī)構(gòu)比采用正切機(jī)構(gòu)獲得更高的傳動精度。更高的傳動精度。鑄件：璧厚均勻、便于造型鑄件：璧厚均勻、便于造型鍛件：形狀簡單、便于出模鍛件：形狀簡單、便于出模在毛坯制造方面在毛坯制造方面在裝配方面在裝配方面便于裝配便于裝配調(diào)整和拆卸調(diào)整和拆卸在加工方面在加工方面合理標(biāo)注零件的技術(shù)要求合理標(biāo)注零件的技術(shù)要求便于安裝、加工便

20、于安裝、加工有利于提高加工質(zhì)量有利于提高加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)效率和提高生產(chǎn)效率三、提高工藝性的設(shè)計(jì)三、提高工藝性的設(shè)計(jì)工藝性指設(shè)計(jì)的零件工藝性指設(shè)計(jì)的零件在滿足要求的前提下，在滿足要求的前提下，制造的可行性和經(jīng)濟(jì)制造的可行性和經(jīng)濟(jì)性。性。兩個鍵在同一周向位置，有時還采取一樣的兩個鍵在同一周向位置，有時還采取一樣的鍵寬，可以減少裝夾次數(shù)，用一把銑刀就可以銑出鍵寬，可以減少裝夾次數(shù)，用一把銑刀就可以銑出減少加工面的種類和數(shù)量減少加工面的種類和數(shù)量使齒輪成組加工的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使齒輪成組加工的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)大大提高了滾齒工作效率大大提高了滾齒工作效率便便于于安安裝裝和和 加加工工 圖（圖（a）所示軸承座結(jié)構(gòu)的裝配

21、關(guān)系不獨(dú)立，更換）所示軸承座結(jié)構(gòu)的裝配關(guān)系不獨(dú)立，更換軸承時不但需要破壞軸承蓋與軸承座的裝配關(guān)系，軸承時不但需要破壞軸承蓋與軸承座的裝配關(guān)系，而且需要破壞軸承座與機(jī)體的裝配關(guān)系。圖（而且需要破壞軸承座與機(jī)體的裝配關(guān)系。圖（b）結(jié)）結(jié)構(gòu)中軸承座與機(jī)體的裝配關(guān)系和軸承蓋與軸承座的構(gòu)中軸承座與機(jī)體的裝配關(guān)系和軸承蓋與軸承座的裝配關(guān)系互相獨(dú)立，更換軸承時不需要破壞軸承座裝配關(guān)系互相獨(dú)立，更換軸承時不需要破壞軸承座與機(jī)體的裝配關(guān)系。與機(jī)體的裝配關(guān)系。裝配關(guān)系獨(dú)立的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)裝配關(guān)系獨(dú)立的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡化裝配調(diào)整和拆卸簡化裝配調(diào)整和拆卸通過選拔和訓(xùn)練可以使人適應(yīng)任何復(fù)雜的機(jī)器設(shè)備。但機(jī)通過選拔和訓(xùn)練可以使人適應(yīng)

22、任何復(fù)雜的機(jī)器設(shè)備。但機(jī)器的復(fù)雜程度、工作速度及其對操作人員的知識和技能水器的復(fù)雜程度、工作速度及其對操作人員的知識和技能水平的要求越來越高，人已經(jīng)很難適應(yīng)這樣的機(jī)器，由于操平的要求越來越高，人已經(jīng)很難適應(yīng)這樣的機(jī)器，由于操作不當(dāng)造成的事故越來越多。作不當(dāng)造成的事故越來越多。因此提出使機(jī)器的操作方法適應(yīng)人的生理和心理特點(diǎn)，使因此提出使機(jī)器的操作方法適應(yīng)人的生理和心理特點(diǎn)，使操作者在最佳的生理及心理狀態(tài)下工作，使人和機(jī)器所組操作者在最佳的生理及心理狀態(tài)下工作，使人和機(jī)器所組成的人成的人機(jī)系統(tǒng)發(fā)揮最佳效能。機(jī)系統(tǒng)發(fā)揮最佳效能。人機(jī)工程學(xué)人機(jī)工程學(xué) 下面將分析設(shè)計(jì)中考慮操作者的生理和心理特點(diǎn)應(yīng)遵循的

23、下面將分析設(shè)計(jì)中考慮操作者的生理和心理特點(diǎn)應(yīng)遵循的基本原則，它不但是進(jìn)行創(chuàng)新結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則，同時也可基本原則，它不但是進(jìn)行創(chuàng)新結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則，同時也可為創(chuàng)新結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供啟示。對現(xiàn)有機(jī)械設(shè)備及工具的宜人為創(chuàng)新結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供啟示。對現(xiàn)有機(jī)械設(shè)備及工具的宜人化改進(jìn)設(shè)計(jì)是創(chuàng)新結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一種有效方法。化改進(jìn)設(shè)計(jì)是創(chuàng)新結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一種有效方法。7 73 結(jié)構(gòu)宜人化設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)宜人化設(shè)計(jì)一、適合人的生理特點(diǎn)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一、適合人的生理特點(diǎn)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)減少疲勞的設(shè)計(jì)減少疲勞的設(shè)計(jì)工具的改進(jìn)工具的改進(jìn)在在12周內(nèi)周內(nèi)使用使用不同不同的鉗的鉗子出子出現(xiàn)腱現(xiàn)腱鞘炎鞘炎等癥等癥狀的狀的情況情況容易發(fā)力的設(shè)計(jì)容易發(fā)力的設(shè)計(jì) 操作者

24、在操作機(jī)器時需要用力，人在處于不同姿勢、向不同方向用操作者在操作機(jī)器時需要用力，人在處于不同姿勢、向不同方向用力時發(fā)力能力差別很大。首先優(yōu)先選擇坐姿，若操作空間小，無容力時發(fā)力能力差別很大。首先優(yōu)先選擇坐姿，若操作空間小，無容膝空間可選立姿，操縱力度施加方向應(yīng)選擇容易發(fā)力的方向，避免膝空間可選立姿，操縱力度施加方向應(yīng)選擇容易發(fā)力的方向，避免長時間保持一種姿勢，不平衡姿勢應(yīng)有輔助支撐物。長時間保持一種姿勢，不平衡姿勢應(yīng)有輔助支撐物。二、適合人的心理特點(diǎn)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)二、適合人的心理特點(diǎn)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)u 減少觀察錯誤的設(shè)計(jì)減少觀察錯誤的設(shè)計(jì)選擇顯示器形式選擇顯示器形式主要依據(jù)顯示器主要依據(jù)顯示器的功能特點(diǎn)

25、和人的功能特點(diǎn)和人的視覺特性。的視覺特性。不同形式刻度盤的誤讀率比較不同形式刻度盤的誤讀率比較不同刻度方向的刻度盤組合不同刻度方向的刻度盤組合 通常在同一應(yīng)用場合通常在同一應(yīng)用場合應(yīng)選用同一形式的儀應(yīng)選用同一形式的儀表，同樣的刻度排列表，同樣的刻度排列方向，以免操作者的方向，以免操作者的認(rèn)讀障礙。認(rèn)讀障礙。u 減少操作錯誤的設(shè)計(jì)減少操作錯誤的設(shè)計(jì) 首先應(yīng)使操作者分辨出所需的控制器，控制器的設(shè)計(jì)首先應(yīng)使操作者分辨出所需的控制器，控制器的設(shè)計(jì)（包括形狀、尺寸、位置、質(zhì)地等）應(yīng)該便于不同操作（包括形狀、尺寸、位置、質(zhì)地等）應(yīng)該便于不同操作者分辨。者分辨?？刂破鞯牟僮鲬?yīng)具有合適的阻力，提高操作過程的穩(wěn)定控制器的操作應(yīng)具有合適的阻力，提高操作過程的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性，并可防止無意碰撞引起錯誤操作。性和準(zhǔn)確性，并可防止無意碰撞引起錯誤操作?？刂破鞯脑O(shè)計(jì)還要考慮與顯示器的關(guān)系，位置