材料加工新技術(shù)與新工藝結(jié)構(gòu)方案的創(chuàng)新設(shè)計(jì)-文庫吧
2024-12-29 05:23 本頁面
【正文】 接的變異 為構(gòu)造裝拆方便的力鎖合聯(lián)接結(jié)構(gòu)必須使聯(lián)接裝配時(shí)表面間無過盈，裝配后通過其他調(diào)整措施使表面間產(chǎn)生過盈，拆卸過程則相反。 常用的力鎖合聯(lián)接有楔鍵聯(lián)接、彈性環(huán)聯(lián)接、圓柱面過盈聯(lián)接、圓錐面過盈聯(lián)接、頂絲聯(lián)接、容差環(huán)聯(lián)接、星盤聯(lián)接、壓套聯(lián)接和液壓漲套聯(lián)接等 聯(lián)接的變異 常用的力鎖合聯(lián)接 支承的變異 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)軸至少需要兩個(gè)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)位臵變異和支點(diǎn)軸承的種類及其組合的變異。 支承的變異 以錐齒輪傳動(dòng)為例分析支點(diǎn)位臵變異問題，錐齒輪傳動(dòng)的兩軸各有兩個(gè)支點(diǎn)，每個(gè)支點(diǎn)相對(duì)于傳動(dòng)零件的位臵可以在左側(cè)，也可以在右側(cè)，兩個(gè)支點(diǎn)的位臵可能有 3種組合方式 : 支承的變異 將兩軸的支點(diǎn)位臵進(jìn)行組合得到 9種結(jié)構(gòu)方案 : 支承的變異 軸上的每個(gè)支點(diǎn)除承受徑向載荷以外還可能同時(shí)承受單向或雙向軸向載荷，每個(gè)支點(diǎn)承受軸向載荷的方式有 4種可能 : 承受純徑向載荷的支點(diǎn)，可以選用圓柱滾子軸承、滾針軸承、深溝球軸承、調(diào)心球軸承或調(diào)心滾子軸承。 可以選用向心推力軸承如圓錐滾子軸承或角接觸球軸承，當(dāng)軸向力較小時(shí)也可以選用深溝球軸承、調(diào)心球軸承或調(diào)心滾子軸承等向心軸承，也可以采用向心軸承與承受軸向載荷的推力軸承的組合。 用一對(duì)向心推力軸承面對(duì)面或背對(duì)背組合使用，可以使用專門型號(hào)的雙列向心推力軸承 支承的變異 將軸系中兩個(gè)支點(diǎn)的這 4種情況進(jìn)行組合，得到兩支點(diǎn)軸系承受軸向載荷情況的 16種方案 d m b e b e i c i c d m 軸系在兩個(gè)方向上實(shí)現(xiàn)完全定位，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)用最普遍 使軸系在兩個(gè)方向上都不定位，稱為兩端游動(dòng)軸系結(jié)構(gòu)，這種軸系結(jié)構(gòu)適用于軸系可以通過傳動(dòng)件實(shí)現(xiàn)雙向軸向定位的場(chǎng)合 只用在軸系只可能產(chǎn)生單方向軸向載荷的場(chǎng)合 材料的變異 機(jī)械設(shè)計(jì)中可以選擇的材料種類眾多，不同的材料具有不同的性能，不同的材料對(duì)應(yīng)不同的加工工藝。 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中既要根據(jù)功能的要求合理地選擇適當(dāng)?shù)牟牧希忠鶕?jù)材料的種類確定適當(dāng)?shù)募庸すに?，并根?jù)加工工藝的要求確定適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)，只有通過適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)才能使所選擇的材料最充分地發(fā)揮優(yōu)勢(shì)。 材料的變異 設(shè)計(jì)者要做到正確地選擇結(jié)構(gòu)材料就必須充分地了解所選材料的力學(xué)性能、加工性能、使用成本等信息。 彈性聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)中需要選擇彈性元件的材料，由于所選彈性元件材料的不同，使得聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)變化很大。 可選作彈性元件的材料有金屬、橡膠、尼龍、膠木等。 材料的變異 由于彈性元件的壽命短，使用中需多次更換，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)為更換彈性元件提供可能和方便，為更換彈性元件留有必要的操作空間，使更換彈性元件所必須拆卸、移動(dòng)的零件盡量少。 材料的變異 使用不同彈性元件材料的常用彈性聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu) 材料的變異 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(duì)應(yīng)的加工工藝而遵循不同的設(shè)計(jì)原則。 鋼材受拉和受壓時(shí)的力學(xué)特性基本相同，因此鋼梁結(jié)構(gòu)多為對(duì)稱結(jié)構(gòu)。 鑄鐵材料的抗壓強(qiáng)度遠(yuǎn)大于抗拉強(qiáng)度，因此承受彎矩的鑄鐵結(jié)構(gòu)截面多為非對(duì)稱形狀，以使承載時(shí)最大壓應(yīng)力大于最大拉應(yīng)力 壓應(yīng)力拉應(yīng)力壓應(yīng)力拉應(yīng)力 材料的變異 塑料結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度較差，螺紋聯(lián)接件產(chǎn)生的裝配力很容易使塑料零件損壞。 在兩個(gè)被聯(lián)接件上分別做出形狀簡單的搭鉤和凹槽，裝配時(shí)利用塑料零件彈性變形量大的特點(diǎn)使搭鉤與凹槽互相咬合實(shí)現(xiàn)聯(lián)接，裝配過程簡單準(zhǔn)確，便于操作。 材料的變異 設(shè)計(jì)的結(jié)果要通過制造和裝配實(shí)現(xiàn)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中如果能根據(jù)所選材料的工藝特點(diǎn)合理地確定結(jié)構(gòu)形式則會(huì)為制造過程帶來方便。 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中通常通過加大截面尺寸的方法增大結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度。 鑄造結(jié)構(gòu)中如果壁厚過大則很難保證鑄造質(zhì)量，所以鑄造結(jié)構(gòu)通常通過加肋板和隔板的方法加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的剛度和強(qiáng)度。 材料的變異 塑料材料由于剛度差，鑄造后的冷卻不均勻造成的內(nèi)應(yīng)力極易引起結(jié)構(gòu)翹曲，所以塑料結(jié)構(gòu)的肋板應(yīng)與壁厚相近并均勻?qū)ΨQ。 陶瓷結(jié)構(gòu)的模具成本和燒結(jié)工藝成本遠(yuǎn)大于材料成本，所以陶瓷結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中為使結(jié)構(gòu)簡單，通常不考慮節(jié)省材料的原則。 材料的變異 例 71 棘輪機(jī)構(gòu)的變異設(shè)計(jì)分析 棘爪頭部的平面與棘輪齒形平面互相接觸，是棘輪機(jī)構(gòu)的功能面。 材料的變異 例 71 棘輪機(jī)構(gòu)的變異設(shè)計(jì)分析 通過變換功能面的形狀 方案 a和方案 c用于單向傳動(dòng) 方案 b可用于雙向傳動(dòng) 功能面能承擔(dān)較大的載荷，應(yīng)用較普遍，但承載能力對(duì)制造誤差較敏感。 材料的變異 例 71 棘輪機(jī)構(gòu)的變異設(shè)計(jì)分析 通過變換功能面的數(shù)量 通過減小輪齒尺寸使輪齒的齒數(shù)增多，由于齒數(shù)增加使傳動(dòng)的最小反應(yīng)角度減小，傳動(dòng)精度提高 c和 d通過兩個(gè)棘爪同時(shí)受力的方法提高了承載能力。 方案 b不改變棘輪的形狀，而通過增加棘爪數(shù)量的方法起到在不降低承載能力的前提下提高傳動(dòng)精度的作用； 材料的變異 例 71 棘輪機(jī)構(gòu)的變異設(shè)計(jì)分析 通過變換功能面的位臵 內(nèi)棘輪結(jié)構(gòu)，通過將棘爪設(shè)臵在棘輪內(nèi)的方法減小了結(jié)構(gòu)尺寸 軸向棘輪結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)只有在空間條件允許的條件下才能應(yīng)用 材料的變異 例 72 鉸鏈節(jié)叉的變異鉸鏈的一種裝配結(jié)構(gòu) 鉸鏈的一種裝配結(jié)構(gòu) 材料的變異 例 72 鉸鏈節(jié)叉的變異鉸鏈的一種裝配結(jié)構(gòu) 采用鑄造毛坯時(shí)的不同結(jié)構(gòu)方案 a和 b的外形簡單容易造型， c和 d的外形結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，但較省材料，而且各部分壁厚較均勻，容易保證鑄造質(zhì)量。 材料的變異 例 72 鉸鏈節(jié)叉的變異鉸鏈的一種裝配結(jié)構(gòu) 采用整體材料以切削方法成形時(shí)的不同結(jié)構(gòu)方案 用于單件或小批量生產(chǎn)的情況。 下排的幾種結(jié)構(gòu)雖然具有較輕的重量，但并不節(jié)省材料，而且增大切削加工的工作量。 材料的變異 例 72 鉸鏈節(jié)叉的變異鉸鏈的一種裝配結(jié)構(gòu) 使用薄板沖壓毛坯的不同結(jié)構(gòu)方案 沖壓結(jié)構(gòu)具有重量輕、節(jié)省材料和大批量生產(chǎn)成本低的優(yōu)點(diǎn)，特別適合于生產(chǎn)批量較大的場(chǎng)合。 包含較小的彎曲半徑，容易引
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