機械結構設計基礎知識-預覽頁
【正文】 機械設計中可以選擇的材料眾多，不同的材料具有不同的性質(zhì)，不同的材料對應不同的加工工藝，結構設計中既要根據(jù)功能要求合理地選擇適當?shù)牟牧?，又要根?jù)材料的種類確定適當?shù)募庸すに?，并根?jù)加工工藝的要求確定適當?shù)慕Y構，只有通過適當?shù)慕Y構設計才能使所選擇的材料最充分的發(fā)揮優(yōu)勢。鑄鐵材料的抗壓強度遠大于抗拉強度，因此承受彎矩的鑄鐵結構截面多為非對稱形狀，以使承載時最大壓應力大于最大拉應力，圖示2為兩種鑄鐵支架比較。（2）具有不等截面的零件，其大小截面的變化必須平緩，避免突變。 機械產(chǎn)品應用于各行各業(yè)，結構設計的內(nèi)容和要求也是千差萬別，但都有相同的共性部分。2．質(zhì)量設計 兼顧各種要求和限制，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和性能價格比，它是現(xiàn)代工程設計的特征。與考慮工作原理相比，兼顧各種要求似乎只是設計細節(jié)上的問題，然而細節(jié)的總和是質(zhì)量，產(chǎn)品質(zhì)量問題不僅是工藝和材料的問題，提高質(zhì)量應始于設計。結構設計中得到一個可行的結構方案一般并不很難。而更具有潛力、更有成效的結構優(yōu)化設計應建立在由工藝、材料、聯(lián)接方式、形狀、順序、方位、數(shù)量、尺寸等結構設計變元所構成的結構設計解空間的基礎上。因此，機械結構設計是一項綜合性的技術工作。要滿足功能要求，必須做到以下幾點。 (2)功能合理的分配：產(chǎn)品設計時，根據(jù)具體情況，通常有必要將任務進行合理的分配，即將一個功能分解為多個分功能。纖維繩用來承受拉力；橡膠填充層承受帶彎曲時的拉伸和壓縮；包布層與帶輪輪槽作用，產(chǎn)生傳動所需的摩擦力。(1) 等強度準則零件截面尺寸的變化應與其內(nèi)應力變化相適應，使各截面的強度相等。圖3 (2) 合理力流結構為了直觀地表示力在機械構件中怎樣傳遞的狀態(tài)，將力看作猶如水在構件中流動，這些力線匯成力流。其它部位力流稀疏，甚至沒有力流通過，從應力角度上講，材料未能充分利用。(3) 減小應力集中結構 當力流方向急劇轉(zhuǎn)折時，力流在轉(zhuǎn)折處會過于密集，從而引起應力集中，設計中應在結構上采取措施，使力流轉(zhuǎn)向平緩。如圖5?！±?，同一軸上的兩個斜齒圓柱齒輪所產(chǎn)生的軸向力，可通過合理選擇輪齒的旋向及螺旋角的大小使軸向力相互抵消，使軸承負載減小。但是，結構設計的結果對產(chǎn)品零部件的生產(chǎn)成本及質(zhì)量有著不可低估的影響。因此，結構設計中應充分考慮上述因素對工藝性的影響。圖7所示的兩法蘭盤用普通螺栓連接。圖8（b）結構合理。安裝，導致座孔中心線與軸的中心線位置偏差增大。從心理學角度看，人60%的決定取決于第一印象。（2） 形狀簡單統(tǒng)一 機械產(chǎn)品的外形通常由各種基本的幾何形體（長方體、圓柱體、錐體等）組合而成。大的特別是運動構件如果只用一種顏色就會顯得單調(diào)無層次，一個小小的附加色塊會使整個色調(diào)活躍起來。這個趨勢是漸暖，正黃正綠往往顯得不舒服；強烈的灰色調(diào)顯得壓抑。另外，通過一定的色彩配置可使產(chǎn)品顯得安全、穩(wěn)固。結構設計過程是綜合分析、繪圖、計算三者相結合的過程，其過程大致如下：1. 理清主次、統(tǒng)籌兼顧：明確待設計結構件的主要任務和限制，將實現(xiàn)其目的的功能分解成幾個功能。圖中應表示出零部件的基本形狀，主要尺寸，運動構件的極限位置，空間限制，安裝尺寸等?？赏ㄟ^改變工作面的大小、方位、數(shù)量及構件材料、表面特性、連接方式，系統(tǒng)地產(chǎn)生新方案。并通過完善結構使結構更加合理地承受載荷、提高承載能力及工作精度。考慮零部件的通用化、標準化，減少零部件的品種，降低生產(chǎn)成本。外觀不均勻時造成材料或機構的浪費。本章主要討論機械結構設計的特點、步驟和
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