結構設計手冊實用資料(編輯修改稿)
2025-07-14 22:36 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 。要滿足功能要求，必須做到以下幾點。(1)明確功能: 結構設計是要根據(jù)其在機器中的功能和與其他零部件相互的連接關系，確定參數(shù)尺寸和結構形狀。零部件主要的功能有承受載荷、傳遞運動和動力，以及保證或保持有關零件或部件之間的相對位置或運動軌跡等。設計的結構應能滿足從機器整體考慮對它的功能要求。 (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。每個分功能都要有確定的結構承擔，各部分結構之間應具有合理、協(xié)調(diào)的聯(lián)系，以達到總功能的實現(xiàn)。多結構零件承擔同一功能可以減輕零件負擔，延長使用壽命。V型帶截面的結構是任務合理分配的一個例子。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。例如，若只靠螺栓預緊產(chǎn)生的摩擦力來承受橫向載荷時，會使螺栓的尺寸過大，可增加抗剪元件，如銷、套筒和鍵等，以分擔橫向載荷來解決這一問題。(3)功能集中：為了簡化機械產(chǎn)品的結構，降低加工成本，便于安裝，在某些情況下，可由一個零件或部件承擔多個功能。功能集中會使零件的形狀更加復雜，但要有度，否則反而影響加工工藝、增加加工成本，設計時應根據(jù)具體情況而定。(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。按等強度原理設計的結構，材料可以得到充分的利用，從而減輕了重量、降低成本。如懸臂支架、階梯軸的設計等。 (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。表示這個力的流動在結構設計考察中起著重要的作用?！×α髟跇嫾胁粫袛啵魏我粭l力線都不會突然消失，必然是從一處傳入，從另一處傳出。力流的另一個特性是它傾向于沿最短的路線傳遞，從而在最短路線附近力流密集，形成高應力區(qū)。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。因此，若為了提高構件的剛度，應該盡可能按力流最短路線來設計零件的形狀，減少承載區(qū)域，從而累積變形越小，提高了整個構件的剛度，使材料得到充分利用?！∪鐟冶鄄贾玫男″F齒輪，錐齒輪應盡量靠近軸承以減小懸臂長度，提高軸的彎曲強度。(3) 減小應力集中結構 當力流方向急劇轉折時，力流在轉折處會過于密集，從而引起應力集中，設計中應在結構上采取措施，使力流轉向平緩。應力集中是影響零件疲勞強度的重要因素。結構設計時，應盡量避免或減小應力集中。其方法在相應的章節(jié)會作介紹，如增大過度圓角、采用卸載結構等。(4) 使載荷平衡結構 在機器工作時，常產(chǎn)生一些無用的力，如慣性力、斜齒輪軸向力等，這些力不但增加了軸和軸襯等零件的負荷，降低其精度和壽命，同時也降低了機器的傳動效率。所謂載荷平衡就是指采取結構措施部分或全部平衡無用力，以減輕或消除其不良的影響。這些結構措施主要采用平衡元件、對稱布置等?！±纾惠S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。為保證零件在使用期限內(nèi)正常地實現(xiàn)其功能，必須使其具有足夠的剛度。機械零部件結構設計的主要目的是：保證功能的實現(xiàn)，使產(chǎn)品達到要求的性能。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，在結構設計中應力求使產(chǎn)品有良好的加工
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