機械結構設計創(chuàng)課件

1、機械結構設計創(chuàng)PPT課件機械結構設計創(chuàng)新機械結構設計創(chuàng)新l結構設計：指零件的結構形狀及零件間的聯(lián)接關系的結構設計：指零件的結構形狀及零件間的聯(lián)接關系的設計。是機械設計的主要組成部分，是涉及問題最多、設計。是機械設計的主要組成部分，是涉及問題最多、最具體、工作量最大的工作階段。據(jù)統(tǒng)計，在整個機最具體、工作量最大的工作階段。據(jù)統(tǒng)計，在整個機械設計過程中，平均約械設計過程中，平均約80%的時間用于結構設計。的時間用于結構設計。 l結構設計需要考慮的因素：材料的力學性能，零部件結構設計需要考慮的因素：材料的力學性能，零部件的功能，工作條件，加工工藝，裝配，使用，成本，的功能，工作條件，加工工藝，裝配，

2、使用，成本，安全，環(huán)保等。安全，環(huán)保等。 l結構設計的特點是：實踐性、細節(jié)性、多樣性與創(chuàng)造結構設計的特點是：實踐性、細節(jié)性、多樣性與創(chuàng)造性性 l工程知識是從事結構設計的前提，巧妙構型與組合是工程知識是從事結構設計的前提，巧妙構型與組合是結構設計創(chuàng)造性設計的核心。結構設計創(chuàng)造性設計的核心。機械結構設計創(chuàng)PPT課件機械結構設計創(chuàng)新機械結構設計創(chuàng)新l結構方案的變異設計結構方案的變異設計l提高性能的結構創(chuàng)新設計提高性能的結構創(chuàng)新設計l結構的宜人化設計結構的宜人化設計l新型結構設計新型結構設計機械結構設計創(chuàng)PPT課件機械結構的變異設計機械結構的變異設計 構形變異設計法首先按照零件的構形變異設計法首先按照

3、零件的功能功能確定零件確定零件的的基本構形基本構形,在此基礎上逐步考慮相關性、結構要在此基礎上逐步考慮相關性、結構要素、力學、材料、工藝性等諸多因素。素、力學、材料、工藝性等諸多因素。 零件的結構構形亦因上述多項條件的引人發(fā)生零件的結構構形亦因上述多項條件的引人發(fā)生漸變漸變,最終獲得滿足要求的合理零件構形。最終獲得滿足要求的合理零件構形。機械結構設計創(chuàng)PPT課件 零件的工作表面零件的工作表面是決定機械功能的重要因素，是決定機械功能的重要因素，工作表面的設計是零部件設計的核心問題。工作表面的設計是零部件設計的核心問題。 工作表面的主要工作表面的主要幾何參數(shù)幾何參數(shù)有表面的形狀、尺有表面的形狀、尺

4、寸、表面數(shù)量、位置、順序等。寸、表面數(shù)量、位置、順序等。1、工作表面的變異、工作表面的變異機械結構設計創(chuàng)PPT課件螺釘?shù)墓δ芊治雎葆數(shù)墓δ芊治鲱^部：裝拆作用尾部：導向作用桿身：受力作用機械結構設計創(chuàng)PPT課件機械結構設計創(chuàng)PPT課件彈簧彈簧機械結構設計創(chuàng)PPT課件機械結構設計創(chuàng)PPT課件2 連接的變異連接的變異 連接作用是通過零件間工作表面的互相接觸連接作用是通過零件間工作表面的互相接觸實現(xiàn)的，不同形式的連接由于相接觸的工作表面實現(xiàn)的，不同形式的連接由于相接觸的工作表面形狀及表面間所施加的緊固力不同，會對零件的形狀及表面間所施加的緊固力不同，會對零件的自由度形成不同的約束。自由度形成不同的約束

5、。機械結構設計創(chuàng)PPT課件以軸轂為例以軸轂為例1）固定連接）固定連接2）滑動連接）滑動連接3）轉動連接）轉動連接4）移動、轉動連接）移動、轉動連接機械結構設計創(chuàng)PPT課件1）固定連接）固定連接形鎖合連接形鎖合連接力鎖合連接力鎖合連接機械結構設計創(chuàng)PPT課件3 支承變異支承變異機械結構設計創(chuàng)PPT課件功能移植功能移植l指相同或相似的結構可以實現(xiàn)不同的功能?？芍赶嗤蛳嗨频慕Y構可以實現(xiàn)不同的功能?？梢酝ㄟ^聯(lián)想、類比、移植等創(chuàng)新技法獲得新功以通過聯(lián)想、類比、移植等創(chuàng)新技法獲得新功能。能。 l如通過齒輪的嚙合，可以產生齒式聯(lián)軸器如通過齒輪的嚙合，可以產生齒式聯(lián)軸器 l螺栓的摩擦防松，可以移植產生出星盤

6、聯(lián)接、螺栓的摩擦防松，可以移植產生出星盤聯(lián)接、容差環(huán)聯(lián)接、壓套聯(lián)接。容差環(huán)聯(lián)接、壓套聯(lián)接。 l液壓傳動本來是用于動力傳動，若將液壓產生液壓傳動本來是用于動力傳動，若將液壓產生的動力用于變形就可以移植到聯(lián)接功能上來。的動力用于變形就可以移植到聯(lián)接功能上來。機械結構設計創(chuàng)PPT課件功能移植實例功能移植實例機械結構設計創(chuàng)PPT課件結構元素的變異與演化結構元素的變異與演化l結構元素主要是指結構的形狀、數(shù)量、位置、聯(lián)接等結構元素主要是指結構的形狀、數(shù)量、位置、聯(lián)接等要素。經過變異的結構元素可適應不同的工作要求，要素。經過變異的結構元素可適應不同的工作要求，或比原的結構具有更良好而完善的功能?；虮仍慕Y構

7、具有更良好而完善的功能。 l軸轂聯(lián)接的主要結構是鍵聯(lián)接，單健有方鍵、半圓鍵，軸轂聯(lián)接的主要結構是鍵聯(lián)接，單健有方鍵、半圓鍵，主要靠鍵的側面來工作。當傳遞的轉矩較大時，可以主要靠鍵的側面來工作。當傳遞的轉矩較大時，可以采用雙鍵聯(lián)接。如果轉矩再大，就要采作花鍵聯(lián)接，采用雙鍵聯(lián)接。如果轉矩再大，就要采作花鍵聯(lián)接，按照工作要求的不同，花鍵又有矩形花鍵、三角形花按照工作要求的不同，花鍵又有矩形花鍵、三角形花鍵、梯形花鍵。鍵、梯形花鍵。 l離合器根據(jù)不同的要求也有不同的形式。離合器根據(jù)不同的要求也有不同的形式。機械結構設計創(chuàng)PPT課件材料特性利用材料特性利用l結構形狀要有利于材料性能的發(fā)揮。如鑄鐵的結構形

8、狀要有利于材料性能的發(fā)揮。如鑄鐵的抗壓強度比抗拉強度高，因此鑄鐵就要設計成抗壓強度比抗拉強度高，因此鑄鐵就要設計成承受抗壓狀態(tài)，以充分發(fā)揮其優(yōu)勢。承受抗壓狀態(tài)，以充分發(fā)揮其優(yōu)勢。 l陶瓷材料承受局部集中載荷的能力差，在與金陶瓷材料承受局部集中載荷的能力差，在與金屬件的連接中，應避免其弱點。屬件的連接中，應避免其弱點。 l塑料是常用的加工材料之一，質量輕，成本低，塑料是常用的加工材料之一，質量輕，成本低，能制成很復雜的形狀，但強度、剛度低，易老能制成很復雜的形狀，但強度、剛度低，易老化?；C械結構設計創(chuàng)PPT課件材料的性能互補材料的性能互補l將剛性與柔性材料合理搭配，在剛性部件中對將剛性與柔性

9、材料合理搭配，在剛性部件中對某些零件賦予柔性，使其能用接觸時的變形不某些零件賦予柔性，使其能用接觸時的變形不補償工作表面幾何形狀的誤差。補償工作表面幾何形狀的誤差。 為提高材料為提高材料的耐磨性，常采用銅合金，白合金等耐磨性好的耐磨性，常采用銅合金，白合金等耐磨性好的材料，但它們的價格較貴，而且強度低。因的材料，但它們的價格較貴，而且強度低。因此一般只把它們粘附有零件的表面。此一般只把它們粘附有零件的表面。機械結構設計創(chuàng)PPT課件形狀適應不同的材料形狀適應不同的材料l選用不同的材料，往往會有不同的結構形狀。選用不同的材料，往往會有不同的結構形狀。如夾子，分別是木材、塑料與金屬時的形狀。如夾子，

10、分別是木材、塑料與金屬時的形狀。機械結構設計創(chuàng)PPT課件加工工藝結構構型加工工藝結構構型l對于機械加工的零件，在構型上要考慮到使裝卡、加對于機械加工的零件，在構型上要考慮到使裝卡、加工與測量時間比較短，設備費用低等因素。工與測量時間比較短，設備費用低等因素。 加工面加工面的形狀力求簡單，尺寸盡量小，位置就方便裝卡與刀的形狀力求簡單，尺寸盡量小，位置就方便裝卡與刀具的退出，避免在斜面上鉆孔，避免在內表面上進行具的退出，避免在斜面上鉆孔，避免在內表面上進行復雜的加工等。復雜的加工等。 對于復雜的零件，加工工序增加，對于復雜的零件，加工工序增加，材料浪費、成本將增加。為改變這樣的結構可采用組材料浪費

11、、成本將增加。為改變這樣的結構可采用組合來實現(xiàn)同瓢潑大雨的功能。合來實現(xiàn)同瓢潑大雨的功能。機械結構設計創(chuàng)PPT課件結構構型實例結構構型實例機械結構設計創(chuàng)PPT課件安裝方便，便于運輸安裝方便，便于運輸機械結構設計創(chuàng)PPT課件聯(lián)接結構的簡化聯(lián)接結構的簡化l只有精煉的，簡單的才是設計的進步，也是設只有精煉的，簡單的才是設計的進步，也是設計者的愿望。計者的愿望。 聯(lián)接結構中，可以充分利用塑聯(lián)接結構中，可以充分利用塑料零件的彈性變形，使搭鉤與凹槽實現(xiàn)聯(lián)接，料零件的彈性變形，使搭鉤與凹槽實現(xiàn)聯(lián)接，裝配過程簡單、準確、操作方便。裝配過程簡單、準確、操作方便。 金屬缺點金屬缺點成的鉸鏈結構復雜，對于常用的載荷

12、很少的鉸成的鉸鏈結構復雜，對于常用的載荷很少的鉸鏈結構，若用塑料制作就可以將結構大大簡化。鏈結構，若用塑料制作就可以將結構大大簡化。機械結構設計創(chuàng)PPT課件宜人結構宜人結構l宜人結構是指機械設備的結構形狀應該適合人的生理和心宜人結構是指機械設備的結構形狀應該適合人的生理和心理要求，使得操作安全，準確、省力、簡便、減輕操作的理要求，使得操作安全，準確、省力、簡便、減輕操作的疲勞，提高工作效率。疲勞，提高工作效率。 l減少操作疲勞的結構應使操作者保持一種自然狀態(tài)。減少操作疲勞的結構應使操作者保持一種自然狀態(tài)。 l提高操作能力結構，應考慮人的手與腳的用力方法，使之提高操作能力結構，應考慮人的手與腳的用力方法，使之容易操作。容易操作。 l減