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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 机械结构设计基本原就一、改善力学性能的结构设计原就目录. 一载荷分担原就. . 二匀称受载原就载荷均布. 三附加力自平稳原就载荷平稳四减小应力集中. 五提高接触强度原就. 六提高刚度原就. 七变形和谐原就. 八等强度原就. 九其它 . 二、改善制造工艺性的结构设计原就 . 一焊接件结构设计原就 . 二铸件结构设计原就 . 三切削件结构设计原就 . 四锻件结构设计原就 . 五薄板件结构设计原就 . 六其它 . 名师归纳总结 三、提高装配质量的结构设计原就. 第 1 页,共 42 页一便于运输原就. 二便于方位识别原就. 三便利抓取原就. 四便利定
2、位原就. 五简扮装配操作原就. - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 六可装配原就 . 七各装配面依次装配原就 . 八简洁联接件原就 . 九便于拆卸原就 . 四、提高精度的结构设计原就 . 一阿贝 Abbe原就 . 二误差校正与补偿 . 三误差均化 . 四误差配置 . 五位置精确微调 . 五、宜人化结构设计原就 . 一减小操作者疲惫的结构 . 二易于发力的结构 . 三削减操作者观看错误的结构 . 四削减操作者操作错误的结构 . 五考虑人体的振动特性的结构及削减操作环境噪声的结构 0. 六减弱工作环境光线照度的结构 . 七保证合适工作环境温度的结构 . 六、
3、其它机械结构设计要求简介 . 一减轻腐蚀的结构 . 二符合材料热胀冷缩性质的结构 . 争论题 . 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 42 页精选学习资料 - - - - - - - - - 机械结构设计基本原就机械工程师更好地适应现代机械设计的要素之一就是把握丰富的工程学问；工程学问是连接基础理论与实践体会的桥梁,是现代工程师专业学问结构的本质特点；把握肯定的工程学问是正确进行机械结构设计的前提,易事先觉察的；见图有些结构错误对一个缺乏工程学问的设计者来说是不这一节从改善力学性能、制造工艺性、 制造精度及装配精度等方面来介绍一些机械结构设计的基本原就； 这些基本原就表达了
4、一些重要的机械结构设计工程学问,分类符合机械工程师的工作特点,简捷明白,详细生动,操作性强,便于学习；一、改善力学性能的结构设计原就机械结构形式千差万别,但其功能的实现几乎都与力力矩的产生、转换传递有关；机械零件具有足够的承载才能是保证机械结构功能实现的先决条件；所以在机械结构设计中,根据力学理论对零件的强度、刚度和稳固性进行分析是必不行少的,并在此基础上, 进行结构优化设计；电脑帮助结构优化设计已被广泛应用于工程实际中；构及工况有差距, 力学模型的精度通常很难提高；件尺寸的优化上, 而基本结构一般仍得预先选定；但它所依靠的力学模型与复杂的实际结 对略微复杂一些的实际结构仍旧停留在零只能针对一
5、个详细的实例得到一个特定的数值解, 并不能赐予方向性指导；因此电脑帮助结构优化设计不能代替工程学问的分析与总结,结合实例分析, 把握提高结构承载才能的结构设计原就,鉴的思路；一载荷分担原就并为结构的创新设计供应可借假如同一零件上同时承担了多种载荷的作用,就可考虑将这些载荷分别由不同的零件来承担；实行肯定的结构形式,将载荷分给两个或多个零件来承担,从而减轻单个零件的载荷,这种方法称为载荷分担；这样有利于提高机械结构的承载才能；如图 5-10a 所示,轴已经承担了弯矩的作用,假如齿轮再经过轴将转矩传递给卷筒,就轴为转轴,受力较大； 假如将齿轮和卷筒改用螺栓直接联接,就轴不受转矩作用,轴为转动心轴,
6、结构较合理见图5-10b；如图 5-11 所示,靠摩擦传递横向载荷的一般螺栓联接常用销、套筒、键等抗剪元件来承担部分横向载荷,提高螺纹联接的牢靠性；a b图 5-10 转轴改良为心轴 a较差结构 b改良结构图 5-11 螺栓联接中的抗剪元件如图 5-12 所示,在挑选轴承类型时,在轴向载荷比径向载荷大得多或要求轴向变形较小的 情形下,可选用推力轴承和径向接触轴承的组合结构来分别承担轴向载荷和径向载荷；如图 5-13 所示的带轮结构,传动带产生的轴压力和传动带传递的转矩分别通过不同的路径 传递；这样,轴只承担转矩,轴压力就直接由箱体承担了；名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共
7、42 页精选学习资料 - - - - - - - - - 图 5-12 推力和径向轴承组合结构 图 5-13 带轮结构二匀称受载原就载荷均布在确定工作载荷的大小的情形下,可以考虑通过在结构上匀称分布载荷的方法,来提高结构承载才能；尽量防止集中载荷,尽可能地将载荷分散在结构上,即为载荷均布；如图 5-14 所示,经过简洁的受力分析可知,受集中力的简支梁在C 点的受力比受分布力的简支梁在 C 点的受力大了一倍,所以图5-14b 简支梁的强度要好于图5-14a；ab图 5-14 简支梁受力分析a集中力 b分布力如图 5-15 所示的行星齿轮减速器结构；如按图a 结构制造,就会由于存在制造误差,而使得
8、行星轮之间的载荷安排显现不匀称的现象；在图 b 中,将太阳轮改为浮动,就可到达各行星轮均载的目的；如图 5-16 所示为改善齿轮轮齿齿向载荷分布状态而采纳的桶形齿结构；正常齿上,载荷分布偏于轮齿的两端部分；将轮齿修成桶形齿后,依靠齿面受力的弹性变形使载荷沿齿宽方向分布比较匀称；abab图 5-15 行星齿轮减速器图 5-16 桶形齿与载荷分布名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 42 页精选学习资料 - - - - - - - - - a较差结构b改良结构a正常齿b桶形齿一般螺栓联接受载后,各圈螺纹牙间的载荷分布是不匀称的见图 5-17a；为改善螺纹牙间载荷安排不匀称的现象,
9、可采纳悬置螺母、内斜螺母、 环槽螺母等结构 见图 5-17b、c、d；abcd图 5-17 改善螺纹牙间载荷分布a螺纹受载示意图b悬置螺母c内斜螺母d环槽螺母三附加力自平稳原就载荷平稳在力的传递过程中,一些机械结构常常不行防止地显现不做功的附加力,例如, 斜齿轮啮合的轴向力, 产生摩擦力的正压力,往复和旋转运动的惯性力,流体机械叶片上压力差引起的轴向力等, 这些对结构功能毫无作用的附加力,加大了结构的负载,降低了机械结构的承载才能；假如使其在同一零件内与其它同类载荷构成平稳力系就其它零件不受这些载荷的影响,有利于提高结构的承载才能,这就是载荷平稳原就；力自平稳措施的措施主要有：引入平稳件和对称
10、安装；在高速回转机械中,必需靠结构的措施及动平稳的方法使旋转惯性力降低到答应的大小,这就要求回转件的质量须尽量相对与回转中心呈对称分布；平稳试验,测出并排除超出答应值的不平稳质量；可通过对回转件在动平稳机上做动做往复运动的机械,如连杆机构, 也可在设计中实行结构措施和动平稳的方法,使其在运转时产生尽可能小的惯性力；如图 5-18a、 5-19a 所示的结构工作时产生的轴向力最终要影响到轴的受力,而在图 5-18b、5-19b 中,由于引入了自平稳措施,就可排除轴向力对轴的影响；a b图 5-18 斜齿轮啮合的自平稳方法名师归纳总结 a较差结构b改良结构第 5 页,共 42 页- - - - -
11、 - -精选学习资料 - - - - - - - - - a b图 5-19 圆锥式离合器的自平稳方法a较差结构 b改良结构四减小应力集中应力集中是影响承担交变应力的结构承载才能的重要因素,结构设计应设法缓解应力集中；在应力集中的部位,零件的疲惫强度将显著降低；最大应力比该截面上的平均应力可以大25 倍以上；应力集中与零件的局部变化形式见图5-20及零件的受力状态见图5-21有关；降低应力集中程度可以提高零件的疲惫强度；图 5-20 局部外形与应力集中图 5-21 受力状况与应力集中一般螺栓联接,存在严峻的应力集中现象；如图5-22 所示为螺栓头与螺栓杆在过渡处的应力集中情形； 从图中可以看出
12、, 在螺栓头与杆过渡处应力发生急剧变化,应力集中特别严峻；一般可采纳过渡圆角结构来缓解,但不够好, 图中列出了四中过渡结构,其中以 d 图结构的成效最正确；abcd图 5-22 螺栓头杆过渡部位应力分布图如图 5-23 所示,降低截面尺寸变化处邻近的刚度,可以降低应力集中的影响程度；留意防止多个应力集中源叠加；如图5-24 所示的轴结构中台阶和键槽端部都会引起轴在弯名师归纳总结 矩作用下的应力集中,但a 图结构的应力集中状况比b 图结构的应力集中状况要严峻得多；第 6 页,共 42 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - abab图 5-23 降低截面尺寸
13、变化处邻近图 5-24 防止多个应力集中源的刚度 叠加a较差结构 b改良结构 a较差结构 b改良结构五提高接触强度原就依据赫兹公式, 提高高副接触强度有两条途径：一是减小接触处的分布载荷,一是增大两接触零件在接触部位的综合曲率半径；如图 5-25 所示,连杆机构的杆 1 与销 2 为线接触,如在销轴处增加零件 3,就变线接触为面接触；c 图为斜面推杆机构,零件 6 把推杆 4 与斜面 5 的点接触改为面接触；e 图增加了零件 10,也将点接触变为了面接触；将零件 10 改为零件 11,就可以在零件 9 和 11之间产生液体动压润滑；这样就减小接触处的分布载荷,降低了接触应力, 提高了接触强度,
14、而且仍可以改善润滑,削减磨损；abcdefg图 5-25 用面接触代替点、线接触如图 5-26 所示的结构中,从图a 到图 c 的高副接触中综合曲率半径依次增大,这样接触应力依次减小,因此结构 c 有利于改善球面支承的接触强度和刚度；a b c图 5-26 增大接触处的综合曲率半径六提高刚度原就名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 42 页精选学习资料 - - - - - - - - - 在进行结构设计时,在不增加零件质量的前提下,要尽量提高零件结构的刚度；对于不同类型的零件,应依据其结构特点采纳相应的措施；但总的来说要留意以下几点：1. 用受压、拉零件替代受弯曲零件；2.
15、合理布置受弯曲零件支承见图 5-27；3. 合理设计受弯曲零件的截面外形；4. 合理采纳筋板,尽可能使筋板受压；5. 采纳预变形方法；比方三角形桁架代替受弯曲的悬臂梁,刚度就要好得多；如图 5-28 所示,挑选不同类型的轴承对系统刚度也有明显的影响,且常与对弯曲强度的影响同时存在；abab图 5-27 铸造支承结构a较差结构b改良结构图 5-28 轴承类型的影响七变形和谐原就一个零件和另一个零件相接触,当在接触处难以同步变形时,零件间的接触区域里应力会急剧上升, 这是应力集中的另一种情形；在接触处降低零件在力流方向上的刚度,尽量使两零件在接触区域里同步变形,降低应力集中的影响,此及为变形和谐原
16、就；如图 5-29 所示,过盈协作联接结构在轮毂端部应力集中严峻,可通过降低轴或轮毂相应部位的局部刚度使应力集中得到有效缓解；abcd图 5-29 过盈协作的联接结构如图 5-30 所示,受弯曲载荷作用的轴在滑动轴承端面常常显现边缘挤压,从而引起轴承的失效, 其缘由即为轴承不能随着轴的变形而变形；使轴承在轴受载荷作用时能和轴和谐变形；因此滑动轴承轴承座的结构设计应当名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 42 页精选学习资料 - - - - - - - - - a b图 5-30 轴承座的结构变形不和谐不仅会导致应力集中,a较差结构b改良结构而且仍可能损害机械的功能,如图降低机
17、械结构的强度,5-31a 所示,是一起重机行走机构的驱动轴,由于结构及其它条件的制约,轴上齿轮不能安装在轴的中点位置上,这将导致两行走轮因轴变形引起的扭角也不等；这种力矩传递的不同步使得起重机的行走总有自动转弯的趋势；等,如图 5-31b 所示；改良的方法是将齿轮两侧的轴的扭转刚度设计相a b图 5-31 轴承座的结构a较差结构 b改良结构八等强度原就一般,机械设计中的强度要求是通过零件中最大工作应力等于或小于材料许用应力来满意,这样材料并为得到充分利用；最抱负的设计是应力到处相等,同时到达材料的许用应力值；工程中大量显现的变截面梁就是依据等强度原就来设计的；比方,摇臂钻的横臂 AB ,汽车
18、用的板簧和阶梯轴等见图 5-32；其二是要注 依据等强度原就设计时要留意两点：其一应用等强度原就的前提是要便利制造；意次要载荷的影响；abc图 5-32 满意等强度原就的结构名师归纳总结 a 摇臂钻的横臂b 车用的板簧c 阶梯轴第 9 页,共 42 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 九其它设计原就很多,下面介绍一些其它设计原就：1.空心截面原就而在中心处却很小,为了充分利用材弯曲应力或扭转应力在横截面上都是越远离中心越大,料,应尽量将材料放在远离截面中心处,使其成为空心结构,从而提高零件的强度和刚度；此即为空心截面原就；2. 受扭截面封闭原就受扭转作
19、用的薄壁零件的截面应尽量制造成为封闭外形,力强,抗扭刚度大；此即为受扭截面封闭原就；由于封闭外形比开口外形抗剪切能3.最正确着力点原就结点等位置, 防止产生附加弯矩,这样有助于提高零件的着力点的位置要尽量通过中心点、承载才能；4. 受冲击载荷结构柔性原就为了提高零件的抗冲击的才能,5. 防止长压杆失稳原就6. 热变形自由原就应减小系统的刚度, 加大柔性, 这将有助于改善系统的性能；二、改善制造工艺性的结构设计原就一焊接件结构设计原就 一般来说可以通过三条途径来保证或提高焊接质量：材料、工艺、结构；其中,结构设计上 的缺陷能严峻地影响焊接零件乃至整个机械设备的质量和功能；1防止高应力区原就焊缝及
20、其影响区的动载强度一般比四周材料的强度要低,设置于应力水平较低的区域；仍存在内应力, 因此应尽量将焊缝如图 5-33a 所示,当焊接两块板厚不同的零件时,因几何尺寸突变,所以在焊接区域里存在严峻的应力集中；此时在结构设计时要留有过渡结构,缓解几何尺寸的突变见图 5-33b；如图 5-34a 所示压力容器,当焊缝处在曲率突变位置时,尽管壁厚一样,但应力也很大,不可取,采纳如图5-34b 所示的结构成效就要好些；ab类似情形仍有如图5-35 所示；ab图 5-33 不同板厚零件间的焊缝图 5-34 压力容器的焊缝名师归纳总结 a较差结构b改良结构a较差结构b改良结构第 10 页,共 42 页- -
21、 - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - ab图 5-35 防止高应力区的焊缝结构a较差结构b改良结构结构翘曲严峻, 从而2防止焊缝重叠原就焊缝交汇处刚性大,复杂结构的焊缝常显现多条焊缝交叉重叠的情形；加大焊缝内应力,而且结构多次过热,材料性能下降,易显现裂纹,这些都会影响焊接结构 的性能；改良方法有三种：加帮助结构见图5-36a、切除部分见图5-36b、焊缝错开见图5-36cabc图 5-36 防止焊缝重叠的焊缝结构a加帮助结构b切除部分c焊缝错开3焊缝根部优先受压原就在焊接构件承担弯曲应力时,应将焊缝置于压应力一侧；4防止尖角原就尖角处焊接定位困难,尖角易被熔化
22、,焊接质量不易保证；如图成效要好得多；a b5-37 所示,改良后的结构图 5-37 防止尖角的焊缝结构名师归纳总结 5对称性原就a较差结构b改良结构第 11 页,共 42 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 焊接件设计应具有对称性；焊缝布置与焊接次序也应对称,这样就可以利用各条焊缝冷却时的力和变形相互均衡,以得到焊接件整体的较小变形见图b5-38；a图 5-38 对称焊缝结构a较差结构b改良结构5-39；6焊接量最少原就抱负的焊接结构是焊接量最少的结构,应尽量削减焊缝个数和焊接量见图ab图 5-39 焊接量少的焊缝结构a较差结构 b改良结构二铸件结构
23、设计原就铸件的结构设计对铸件的制造成本,铸件的质量有打算性的影响；铸件的结构设计要充分地考虑铸造材料和工艺的特性；1. 壁厚匀称原就匀称的壁厚可以提高铸件的质量,削减铸件中断面厚度大的部分的尺寸,防止金属集合一样产生缩孔或缩松,而且仍可以节约材料见图 5-40；a名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页,共 42 页精选学习资料 - - - - - - - - - b图 5-40 壁厚匀称的铸件结构a较差结构 b改良结构2. 自由收缩原就加肋结构是铸件中常见的结构；在设置加强肋时应防止在冷却过程中因收缩不一样而产生的内应力和裂纹；详细措施有：蜂窝状加强肋见图5-41a、斜弯加强肋图
24、见图5-41b、加强肋错位见图5-41c和加强肋切断见图5-41d；如图 5-41b 所示,为防止铸件冷却时阻碍金属收缩,产生内应力而导致轮辐产生裂纹,将直辐条改成弧形,这样冷却时辐条就能够自由收缩,结构较合理；abcd图 5-41 自由收缩的铸件结构a蜂窝状加强肋 b斜弯加强肋 c加强肋错位 d加强肋切断3. 良好的受力状态原就铸件应优先承担压力,由于铸铁的抗压强度比抗拉强度高得多见图 5-42；铸件内部肋的安置应考虑几何原理；如图 5-43a 所示加强肋按矩形分布,对铸件强度和刚度有一些的影响,因矩形是不稳固的外形；假设按三角形安置,外形稳固,造型较好,结构比较合理见图 5-43b；铸件在
25、必要时应局部加强见图 5-44；铸件的箱壁应牢靠地支持在地面上,以保持它的强度和刚度；a b图 5-42 受压优先铸件结构名师归纳总结 a受压加强肋b受压容器第 13 页,共 42 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - abab图 5-43 内置加强肋结构图 5-44 局部加强结构a较差结构 b改良结构 a较差结构 b改良结构4. 便于模具制造原就复杂模具制造困难、成本高、难以保证质量；一般要求结构外形简洁见图 5-45a,防止隐藏、别离部分见图 5-45b,圆角尺寸统一见图 5-45c,优先采纳对称外形,尽量少用模芯,采纳复合结构见图 5-45d等；a
26、 bc d图 5-45 便于模具制造的结构如图 5-46 所示,有些圆角对铸件质量影响不大,但增加造型造芯的困难,为此应将圆角取消；如图 5-47 所示的面积较大的薄壁零件,不应设计成水平的平面结构；水平平面浇铸时简洁造成冷隔或形成气孔；如改为有斜坡的平面,就有利于排出液态金属中的杂质和由于铁液漫流造成的冷隔等缺陷；a名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页,共 42 页精选学习资料 - - - - - - - - - abb图 5-46 圆角对造型造芯的影响图 5-47 面积较大的薄壁结构5.其它a较差结构b改良结构a较差结构b改良结构有关铸件结构设计的其它要求举例说明如下：起模
27、便利见图5-48a,流淌畅通见图 5-48b,便于排气,清除表皮便利见图5-48c,便于切削加工见图5-48d等；abc d图 5-48 铸件结构三切削件结构设计原就削减加工成本, 提高机加工质量是切削件结构设计的基本要求,虑机加工工艺的特性；1. 便于退刀原就切削件的结构设计要充分考名师归纳总结 便利退刀可以节约加工时间,从而到达降低加工成本的目的；退刀槽和越程槽是两种最常见第 15 页,共 42 页的退刀结构见图5-49；- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - abc图 5-49 便于退刀的结构2. 削减加工量原就削减加工量可以提高生产效率,仍可以节约材
28、料；常用的方法有： 挑选合适的毛坯、采纳组合部件见图 5-50a、平缓过渡见图 5-50b和削减行程见图 5-50c等；ab c图 5-50 削减加工量的结构3. 牢靠夹紧原就机械零件在机加工时必需夹持在机床上,因此机械零件上必需有便于夹持的部位；此外夹持零件必需有足够大的支持力,以保证在切削力的作用下,零件不会晃动, 这样才能保证加工质量见图 5-51；a b图 5-51 保证夹紧力的结构4. 同一夹紧工序原就在加工机械零件的不同外表时,应防止多次装夹； 期望能在一次固定中加工尽可能多的零件外表； 这样,不但可以节约加工时间,而且可以提高加工精度；比方一根轴上的键槽应当布置在同一条直线上；如
29、图 5-52 所示为一轴承座, a 图所示的结构两孔因中间隔有凸台,而不能一次加工出来；在b 图中就是去掉凸台,用挡环代替,就可保证两孔一次安装就可加工出来；名师归纳总结 - - - - - - -第 16 页,共 42 页精选学习资料 - - - - - - - - - a b图 5-52 轴承座结构a较差结构 b改良结构5. 防止斜面开孔原就在斜面上钻孔不但位置不准,而且易损耗刀具, 应尽量防止, 可采纳转变孔的位置或改变零件外表外形,使零件外表与孔中心线垂直来解决见图 5-53；a b c图 5-53 防止斜面开孔的结构6. 贯穿孔优先原就贯穿孔通常比盲孔易加工,易提高加工质量；如图 5
30、-54a 所示的结构,加工时,刀具只能是悬臂式支承,此时刀具会产生较大的变形,从而使孔的加工精度下降；在两孔间距较大时,甚至会显现废品；支承成为可能；b 图所示的结构是刀臂两端a b图 5-54 贯穿孔结构a较差结构 b改良结构7. 其它有关心削件结构设计的其它要求举例说明如下：便于切削见图见图 5-55b等；ab图 5-55 便于切削的结构a较差结构 b改良结构5-55a、孔周边条件相近名师归纳总结 - - - - - - -第 17 页,共 42 页精选学习资料 - - - - - - - - - 四锻件结构设计原就锻件是指靠挤压成型的零件；锻造可以改善材料性能,材质分布更趋匀称,使得锻件
31、有较好的抗动载荷的才能；一般锻件结构设计要遵循以下原就；1. 分界面合理原就 锻模的分界面的选定要便于在锻造过程中材料的流淌,而且仍要便于模具的制造；如图 5-56 所示, b 图的结构比a 图的结构有利于材料的流淌；如图 5-57 所示, a 图所示的模膛结构加工较困难必需用铣和磨的方法才能加工出来,而 b图的模膛结构只需用车削的方法就可加工出来；a b图 5-56 便于材料流淌的结构a较差结构 b改良结构a b图 5-57 便于模具制造的结构a较差结构 b改良结构2. 防止尖锐棱角原就锻件尖锐棱角处变形量很大,需很大的挤压力,成型困难见图 5-58；a b图 5-58 防止尖锐棱角的结构3
32、. 便利锻造原就对称结构便利制造,非对称结构应尽量防止见图5-59a；锻件内外台阶大小应向一个方名师归纳总结 向变化,尽量防止多个台阶见图5-59b；尽量防止使用肋板见图5-59c；第 18 页,共 42 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - ab c图 5-59 便利锻造的结构4.便于后继加工原就见图 5-60a；应留有夹紧支撑点,以便于切削加工 见待加工外表应凸出于其它锻造外表图 5-60b；a b图 5-60 便于后继加工的结构五薄板件结构设计原就薄板指板厚相对其长宽小得多的钢板；充分考虑薄板的加工工艺的要求和特点,一般薄板件结构设计要遵循以下原就
33、；1.简洁外形原就5-61 所示,直线切割面几何外形简洁,就切割下料便利,切割的线路短,切割量小；如图比曲线简洁；a b名师归纳总结 - - - - - - -第 19 页,共 42 页精选学习资料 - - - - - - - - - 图 5-61 直线与曲线结构a较差结构b改良结构5-62 所示, b2.节约材料原就在薄板零件的结构设计中要尽量削减下脚料,这样可以削减制造成本；如图图结构的成效就要好得多；ab图 5-62 节约材料的结构a较差结构 b改良结构3. 防止过窄结构原就如图 5-63 所示,两孔之间的距离太小,加工时可能会产生裂纹；瘦长的板条刚度低,在裁剪时易显现裂纹,此外过窄结构
34、在加工过程中仍将严峻磨损刀具；a b图 5-63 防止过窄的结构a较差结构 b改良结构4. 弯曲棱边垂直切割面原就薄板在切削加工后, 进行弯曲成型加工, 弯曲棱边应垂直与切割面或者交汇处设计一个圆角,否就交汇处易显现裂纹见图 5-64；a名师归纳总结 - - - - - - -第 20 页,共 42 页精选学习资料 - - - - - - - - - b图 5-64 弯曲棱边垂直切割面结构5.平缓弯曲原就a较差结构b改良结构陡峭的弯曲需特殊的工具,成本高；皱折见图 5-65；ab6. 槽边不弯曲原就另外, 曲率半径过小易产生裂纹,在内侧面上仍会显现图 5-65 平缓弯曲结构a较差结构 b改良结
35、构弯曲区域受力状态复杂,强度低,槽孔应远离弯曲区域或横跨弯曲区域见图 5-66；ab图 5-66 槽边不弯曲结构a较差结构b改良结构螺栓联接等方式组合在一7.复杂结构组合制造原就对于复杂的薄板零件可采纳组合零件形式,即将薄板零件用焊接、起见图 5-67；名师归纳总结 - - - - - - -第 21 页,共 42 页精选学习资料 - - - - - - - - - a b图 5-67 组合结构a较差结构 b改良结构8. 稳固性原就薄板结构横向弯曲刚度较差,一般用平面压槽或空间压槽来提高刚度见图 5-68；a b图 5-68 稳固性好的结构a较差结构b改良结构9.防止直线贯穿原就平面压槽排列应
36、防止无压槽区域直线贯穿；如图 5-69a 所示的结构,无压槽区域形成多个贯穿的窄条轴,相对这些轴,弯曲刚度没有任何改良,但b 图就不存在这些问题,成效要好得多；ba图 5-69 防止直线贯穿的结构a较差结构 b改良结构10. 压槽连通排列原就压槽的端点是薄弱环节,疲惫强度低；缓解或排除这些影响的方法就是尽量将压槽连通；如图 5-70 所示的结构, 是卡车上的电瓶箱体,受动载荷作用, a 图结构在压槽端点处易产生疲惫失效, b 图为压槽连通之后的结构图,成效就要好些；名师归纳总结 - - - - - - -第 22 页,共 42 页精选学习资料 - - - - - - - - - a b图 5-
37、70 压槽连通排列结构a较差结构 b改良结构六其它有关改善制造工艺性的结构设计原就,仍有铆焊件的结构设计,工程塑料零件的结构设计及机械零件修配的结构设计等；这里不再阐述,有爱好可查阅相关资料；三、提高装配质量的结构设计原就零部件装配成机器,装配质量直接影响着机器的运行性能质量,装配质量即为零部件相互联系界面上的质量；符合装配要求的结构设计就是在结构设计上保证装配的可能,采纳的结构应便利装配,削减装配工作量,提高装配质量；一便于运输原就自动化制造系统中,将零部件从库存运输到装配现场是装配过程中常见的工序,常采纳的输送设备是输送带；对此工序的要求就是防止零部件套勾、连结在一起,使机器人无法别离；防
38、止结构的重心偏高,不便于自动输送；如图 5-71a 所示的结构也难以自动输送,由于它们的直线滚动西性能差,b 图所示结构就便于运输；a b图 5-71 便于运输的结构a较差结构 b改良结构二便于方位识别原就在自动化制造系统中,应尽量提高机器人的方位识别才能,方法之一就是在设计零部件结构时,留有识别特点；名师归纳总结 - - - - - - -第 23 页,共 42 页精选学习资料 - - - - - - - - - 实行对称结构,因彼此无差异,故不用识别见图 5-72 a；识别特点以几何特点最易被识别,应尽量将物理特点转换成几何特点见图 5-72 b；内部特点难以观看,应外部化见图 5-72
39、c；对于近似结构,应扩大其不对称性,以便于特点识别见图 5-72 d；较差结构改进结构abcd图 5-72 便于方位识别的结构三便利抓取原就结构设计时应考虑：留有抓举面,保证能抓牢,不损耗工作面；如图 抓牢,由于夹持面是斜面；a b图 5-73 便于抓取的结构a较差结构 b改良结构四便利定位原就一边测量,一边定位是不行靠的,自动定位最为抱负；5-73 所示的结构难以如图 5-74a 所示,结构的方孔高度有肯定的精度要求；此时,主要起联接作用的螺栓是不能 保证该精度要求的；可增加一个微调螺栓结构,即可调整方孔高度精度；如图 5-74b 所示是一种自动定位的结构；如图 5-74c 所示为具有导向功能的结构；名师归纳总结 - - - - - - -第 24 页,共 42 页精选学习资料 - - - - - - - - - 较差结构改进结构