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(kù)吧資料
2025-01-12 05:23本頁(yè)面
【正文】 效率。 正切機(jī)構(gòu) 正弦機(jī)構(gòu) 33???? ??? tg6sin3???? ??? 兩種凸輪近似機(jī)構(gòu)都可以得到手輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)與擺桿擺動(dòng)角之間的近似線(xiàn)性關(guān)系。好的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以減少由于這些因素對(duì)工作精度造成的影響。 33232132114 ??? ????iiiiiinn2212113 ?? ???iiinn1112 ??? inn 3．誤差傳遞 提高精度的設(shè)計(jì) 如果傳動(dòng)系統(tǒng)為減速傳動(dòng) (i1)，則最后一級(jí)傳動(dòng)所產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)誤差對(duì)總誤差影響最大，所以在以傳遞運(yùn)動(dòng)為主要目的的減速傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中通常將最后一級(jí)傳動(dòng)件的精度設(shè)計(jì)得較高； 33232132114 ??? ????iiiiiinn 在加速傳動(dòng)系統(tǒng) (i1)中第一級(jí)傳動(dòng)所產(chǎn)生的傳動(dòng)誤差對(duì)總誤差影響最大，這樣的傳動(dòng)系統(tǒng)中通常將第一級(jí)傳動(dòng)件的精度設(shè)計(jì)得較高。 2．誤差合理配臵 提高精度的設(shè)計(jì) 在機(jī)床主軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，提高主軸前端 (工作端 )的旋轉(zhuǎn)精度是很重要的設(shè)計(jì)目標(biāo)，主軸前支點(diǎn)軸承和主軸后支點(diǎn)軸承的精度都會(huì)影響主軸前端的旋轉(zhuǎn)精度，但是影響的程度不相同。 千分尺的累積測(cè)量誤差 千分尺 螺桿的螺距累積誤差 1．誤差均化 提高精度的設(shè)計(jì) 機(jī)械精度的均化原理：在機(jī)構(gòu)中如果有多個(gè)聯(lián)接點(diǎn)同時(shí)對(duì)一種運(yùn)動(dòng)起限制作用，則運(yùn)動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)誤差決定于各聯(lián)接點(diǎn)的綜合影響，其運(yùn)動(dòng)精度高于一個(gè)聯(lián)接點(diǎn)的限制作用。 1．誤差均化 提高精度的設(shè)計(jì) 制造和安裝過(guò)程中產(chǎn)生的誤差是不可避免的，通過(guò)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)的誤差較小。 4．減小接觸應(yīng)力 提高強(qiáng)度和剛度的設(shè)計(jì) 凸球面接觸傳力，綜合曲率半徑較小，接觸應(yīng)力大； 綜合曲率半徑依次增大，有利于改善球面支承的強(qiáng)度和剛度。 鍵槽不加工到軸段根部，避免了應(yīng)力集中源的集中 兩個(gè)應(yīng)力集中源設(shè)計(jì)到同一截面處，加劇了局部的應(yīng)力集中 4．減小接觸應(yīng)力 提高強(qiáng)度和剛度的設(shè)計(jì) 高副接觸零件的接觸強(qiáng)度和接觸剛度都與接觸點(diǎn)的綜合曲率半徑有關(guān)，設(shè)法增大接觸點(diǎn)的綜合曲率半徑是提高這類(lèi)零件工作能力的重要措施。 3．減小應(yīng)力集中 提高強(qiáng)度和剛度的設(shè)計(jì) 過(guò)盈配合聯(lián)接結(jié)構(gòu)在輪毅端部應(yīng)力集中嚴(yán)重 通過(guò)降低軸或輪毅相應(yīng)部位的局部剛度使應(yīng)力集中得到有效緩解 3．減小應(yīng)力集中 提高強(qiáng)度和剛度的設(shè)計(jì) 由于結(jié)構(gòu)定位等功能的需要在絕大部分結(jié)構(gòu)中不可避免地會(huì)出現(xiàn)結(jié)構(gòu)尺寸及形狀的變化，這些變化都會(huì)引起應(yīng)力集中，如果多種變化出現(xiàn)在同一結(jié)構(gòu)截面處將引起嚴(yán)重的應(yīng)力集中，所以結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)盡力避免這種情況。 3．減小應(yīng)力集中 提高強(qiáng)度和剛度的設(shè)計(jì) 零件截面形狀的變化越突然，應(yīng)力集中就越嚴(yán)重，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)盡力避免使結(jié)構(gòu)受力較大處的零件形狀突然變化，以減小應(yīng)力集中對(duì)強(qiáng)度的影響。 3．減小應(yīng)力集中 提高強(qiáng)度和剛度的設(shè)計(jì) 應(yīng)力集中是影響承受交變應(yīng)力的結(jié)構(gòu)承載能力的重要因素，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)設(shè)法緩解應(yīng)力集中。 2．載荷平衡 提高強(qiáng)度和剛度的設(shè)計(jì) 行星齒輪結(jié)構(gòu)中齒輪嚙合使中心輪和系桿受力。 1．載荷分擔(dān) 提高強(qiáng)度和剛度的設(shè)計(jì) 增加了專(zhuān)門(mén)承受雙向軸向載荷的雙向推力球軸承，使得各軸承分別發(fā)揮各自承載能力的優(yōu)勢(shì)。 結(jié)構(gòu)中增加了一個(gè)支承套，帶輪通過(guò)端蓋將扭矩傳給軸，通過(guò)軸承將壓軸力傳給支承套。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)將載荷由多個(gè)結(jié)構(gòu)分別承擔(dān)，這樣有利于降低危險(xiǎn)結(jié)構(gòu)處的應(yīng)力，從而提高結(jié)構(gòu)的承載能力，這種方法稱(chēng)為載荷分擔(dān)。 提高強(qiáng)度和剛度的設(shè)計(jì) 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 是提高強(qiáng)度和剛度的有效措施。 提高性能的設(shè)計(jì) 下面分別分析為提高結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度、精度、工藝性等方面性能常采用的設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)原則。 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) 使用成型材料并經(jīng)焊接成形的結(jié)構(gòu) 由于使用了槽鋼、角鋼、帶鋼等型材，使焊接工作量更小 C 的焊口承受較大的彎矩，影響其承載能力。 包含較小的彎曲半徑，容易引起裂紋和榴皺 在條件允許時(shí)應(yīng)盡量采用較大的彎曲半徑 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) 使用板材經(jīng)焊接成形的結(jié)構(gòu) 適用于結(jié)構(gòu)尺寸較大，而且批量較小的情況。 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。 方案 b不改變棘輪的形狀，而通過(guò)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(guò)變換功能面的位臵 內(nèi)棘輪結(jié)構(gòu)，通過(guò)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(jiǎn)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 71 棘輪機(jī)構(gòu)的變異設(shè)計(jì)分析 通過(guò)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。 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(jiǎn)單，通常不考慮節(jié)省材料的原則。 鑄造結(jié)構(gòu)中如果壁厚過(guò)大則很難保證鑄造質(zhì)量，所以鑄造結(jié)構(gòu)通常通過(guò)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 設(shè)計(jì)的結(jié)果要通過(guò)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(guò)程帶來(lái)方便。 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(chēng)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
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