機(jī)械設(shè)計(jì)規(guī)范培訓(xùn)講義

1、機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范1. 標(biāo)準(zhǔn)件設(shè)計(jì)準(zhǔn)則2. 薄板件設(shè)計(jì)準(zhǔn)則3. 公差設(shè)計(jì)準(zhǔn)則4. 焊接件設(shè)計(jì)準(zhǔn)則機(jī)械設(shè)計(jì)規(guī)范機(jī)械設(shè)計(jì)規(guī)范目目 錄錄第一章第一章 標(biāo)準(zhǔn)件設(shè)計(jì)準(zhǔn)則標(biāo)準(zhǔn)件設(shè)計(jì)準(zhǔn)則1.1 優(yōu)選器件準(zhǔn)則 1.2 標(biāo)準(zhǔn)件種類最少準(zhǔn)則 1.3 非標(biāo)件慎用準(zhǔn)則 1.4 相同裝配相同標(biāo)準(zhǔn)件準(zhǔn)則 1.5 腐蝕環(huán)境材料同質(zhì)準(zhǔn)則1.6 外部螺釘特征一致準(zhǔn)則1.7 明顯差異或完全相同準(zhǔn)則建立優(yōu)選器件清單；制定清單中增加物料的控制流程；通過流程控制物料種類和規(guī)格。1.1 優(yōu)選器件準(zhǔn)則標(biāo)準(zhǔn)件種類不超過_種 單一種類中規(guī)格不超過_種1.2 標(biāo)準(zhǔn)件種類最少準(zhǔn)則 自行設(shè)計(jì)和非標(biāo)螺釘慎用；若不可避免，考慮系列產(chǎn)品公用的設(shè)計(jì)1.3 非

2、標(biāo)件慎用準(zhǔn)則 相同裝配要求用相同的標(biāo)準(zhǔn)件。1.4 相同裝配相同標(biāo)準(zhǔn)件準(zhǔn)則 1.5 腐蝕環(huán)境材料同質(zhì)準(zhǔn)則在腐蝕性環(huán)境下工作的設(shè)備，標(biāo)準(zhǔn)件材料與構(gòu)件材質(zhì)須相同，如不同，標(biāo)準(zhǔn)件加套管等隔離防護(hù)措施，避免腐蝕。外部螺釘型號(hào)、顏色一致1.6 外部螺釘特征一致準(zhǔn)則1.7 明顯差異或完全相同準(zhǔn)則用到的標(biāo)準(zhǔn)件，要么有明顯差異，要么完全相同，有明顯差異是為了防止裝錯(cuò)，完全相同是為了維修過程的互換性。檢查：維修過程重裝時(shí)，應(yīng)沒有螺釘裝錯(cuò)依然能夠裝上的情況，并分析螺釘裝錯(cuò)不會(huì)造成事故。2.1 薄板翻邊準(zhǔn)則2.2 薄板零件禁攻絲準(zhǔn)則2.3 薄板件判定標(biāo)準(zhǔn) 2.4 形狀簡單準(zhǔn)則 2.5 節(jié)省材料準(zhǔn)則 2.6 足夠強(qiáng)度剛

3、度準(zhǔn)則 2.7 避免粘刀準(zhǔn)則 2.8 彎曲棱邊垂直切割面準(zhǔn)則 第二章：薄板件設(shè)計(jì)準(zhǔn)則第二章：薄板件設(shè)計(jì)準(zhǔn)則2.9平緩彎曲準(zhǔn)則 2.10 避免小圓形卷邊準(zhǔn)則 2.11 槽孔邊不彎曲準(zhǔn)則 2.12 復(fù)雜結(jié)構(gòu)組合制造準(zhǔn)則 2.13 避免直線貫通準(zhǔn)則 2.14 壓槽連通排列準(zhǔn)則 2.15 空間壓槽準(zhǔn)則 2.16 局部松弛準(zhǔn)則2.1 薄板翻邊準(zhǔn)則薄板（0.8mm）的零件，安裝螺釘過孔位應(yīng)有折邊。薄板（0.8mm）的零件禁止翻邊攻絲2.2 薄板零件禁攻絲準(zhǔn)則確認(rèn)是否有薄板件，判定標(biāo)準(zhǔn)：板厚和其長度相比小得多的鋼板，特點(diǎn)是橫向抗彎能力差包括三個(gè)加工工藝：1下料包括剪切和沖裁；2成形包括彎曲、折疊、卷邊和深拉

4、；3連接包括焊接和粘接。2.3 薄板件判定標(biāo)準(zhǔn) 用直線、圓形等簡單形狀，便于加工2.4 形狀簡單準(zhǔn)則 2.5 節(jié)省材料準(zhǔn)則 明確了解所選用材料的原材料形狀形狀設(shè)計(jì)考慮加工時(shí)的自拼接，減少下腳料，尤其是批量大時(shí)，解決方法：1下料排列方法優(yōu)化；2下腳料再利用選用材料的原材料形狀？1尖角剛度不足，用鈍角代替；2兩孔間距不宜太近，避免切割沖孔時(shí)的裂紋；3細(xì)長板條剪裁會(huì)產(chǎn)生裂紋，應(yīng)避免。2.6 足夠強(qiáng)度剛度準(zhǔn)則 需要沖裁切割部分作如下處理：1留有一定坡度；2切割面連通。2.7 避免粘刀準(zhǔn)則 1. 切割后的薄板如果需要進(jìn)行彎曲，彎曲棱需垂直于切割面；2. 不能保證時(shí)，應(yīng)在切割面和彎曲棱邊交匯處設(shè)計(jì)一個(gè)r2

5、倍板厚的圓角。否則會(huì)有裂紋的危險(xiǎn)。2.8 彎曲棱邊垂直切割面準(zhǔn)則 對(duì)板進(jìn)行彎折時(shí)，彎曲半徑不宜太小，外側(cè)會(huì)出現(xiàn)裂紋，內(nèi)側(cè)會(huì)出現(xiàn)褶皺。2.9平緩彎曲準(zhǔn)則2.10 避免小圓形卷邊準(zhǔn)則 r1.5倍的板厚；不要完全的卷形。加強(qiáng)剛度，避免棱邊劃傷。2.11 槽孔邊不彎曲準(zhǔn)則 彎曲棱邊與槽孔的棱邊的距離大于彎曲半徑+2倍壁厚的距離；或者讓槽孔橫跨整個(gè)彎曲棱邊。將超過二（三）道工序的結(jié)構(gòu)件的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分解，分解成只由圓形、直線等組成的簡單結(jié)構(gòu)，然后焊接在一起。2.12 復(fù)雜結(jié)構(gòu)組合制造準(zhǔn)則 2.13 避免直線貫通準(zhǔn)則 1. 薄板橫向彎曲剛度較差，用加壓槽的設(shè)計(jì)避免。2. 并且無壓槽區(qū)域禁止直線貫通，貫通的低剛

6、度無壓槽窄帶區(qū)域易成為板面彎曲失穩(wěn)的慣性軸。3. 不規(guī)則排列是消除直線貫通的較好方法壓槽終點(diǎn)是薄弱點(diǎn)，通過連通消除終點(diǎn)為佳2.14 壓槽連通排列準(zhǔn)則 非單一平面的薄板結(jié)構(gòu)，棱邊附近非單一平面的薄板結(jié)構(gòu)，棱邊附近是失穩(wěn)的薄弱環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)壓槽不能是失穩(wěn)的薄弱環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)壓槽不能只在一個(gè)平面上設(shè)計(jì)，需要設(shè)計(jì)成只在一個(gè)平面上設(shè)計(jì)，需要設(shè)計(jì)成空間的?？臻g的。2.15 空間壓槽準(zhǔn)則 薄板局部變形受阻礙時(shí)，會(huì)出現(xiàn)皺折，在皺折附近設(shè)幾個(gè)小的壓槽，減少變形阻礙。2.16 局部松弛準(zhǔn)則3.1 關(guān)鍵配合尺寸的加工要求明確準(zhǔn)則3.2 同一道工序準(zhǔn)則 3.3 減少剛體轉(zhuǎn)動(dòng)位移準(zhǔn)則 3.4 避免雙重配合準(zhǔn)則 3.5 最小公稱

7、尺寸準(zhǔn)則 3.6 避免累積誤差準(zhǔn)則 3.7 形狀簡單準(zhǔn)則 3.8 最小尺寸數(shù)量準(zhǔn)則 3.9 采用彈性元件準(zhǔn)則 3.10采用調(diào)節(jié)元件準(zhǔn)則第三章：公差設(shè)計(jì)準(zhǔn)則第三章：公差設(shè)計(jì)準(zhǔn)則關(guān)鍵配合尺寸的加工是否有粗糙度或形位公差的要求3.1 關(guān)鍵配合尺寸的加工要求明確準(zhǔn)則GBT 4249公差原則1. 對(duì)有平行、同軸、對(duì)中等要求的加工面，設(shè)計(jì)上盡量使這些有位置精度要求的元素在同一道工序中加工2. 平行、同軸、對(duì)中等要求的加工面，只用一道工序解決3.2 同一道工序準(zhǔn)則 3.3 減少剛體轉(zhuǎn)動(dòng)位移準(zhǔn)則 1. 消除剛體位移；2. 減小配合面到傳動(dòng)中心的距離；有轉(zhuǎn)動(dòng)傾向的配合、減小配合面到轉(zhuǎn)動(dòng)點(diǎn)的距離禁止兩個(gè)或更多個(gè)配

8、合面3.4 避免雙重配合準(zhǔn)則 1. 同樣加工精度，構(gòu)件公稱尺寸越小，越容易加工；即構(gòu)件尺寸越小，加工精度越容易提高；2. 使較高配合精度要求的工作面的面積和配合距離盡可能小3.5 最小公稱尺寸準(zhǔn)則 1. 要盡量避免串聯(lián)尺寸鏈上的標(biāo)注方法，非功能性的尺寸可以不標(biāo)3.6 避免累積誤差準(zhǔn)則 配合面的幾何形狀應(yīng)尺量簡單，圓柱面代替圓錐面，平行、垂直面代替傾斜面3.7 形狀簡單準(zhǔn)則 3.8 最小尺寸數(shù)量準(zhǔn)則 配合性能和多個(gè)尺寸相關(guān)時(shí)，誤差累積會(huì)致配合精度難提高，應(yīng)盡量使配合面和較少的尺寸相關(guān) 導(dǎo)軌、螺紋、絞聯(lián)、插接有間隙會(huì)降低配合精度，過盈摩擦力太大會(huì)咬死，這種配合狀態(tài)用選擇公差的方法難實(shí)現(xiàn)，用柔度大的

9、彈性體消除間隙3.9 采用彈性元件準(zhǔn)則 螺母或彈性墊片實(shí)現(xiàn)3.10采用調(diào)節(jié)元件準(zhǔn)則4.1幾何連續(xù)性原則4.2避免焊縫重疊4.3焊縫根部優(yōu)先受壓4.4避免鉚接式結(jié)構(gòu)4.5避免尖角4.6便于焊接前后的處理操作和檢測準(zhǔn)則4.7對(duì)接焊縫強(qiáng)度大及動(dòng)載荷設(shè)計(jì)準(zhǔn)則4.8焊接區(qū)柔性準(zhǔn)則4.9最少的焊接 4.10材料的可焊性，碳鋼中的碳含量4.11前處理、后處理工藝4.12焊縫受載形式利于焊接工藝準(zhǔn)則第四章：焊接件設(shè)計(jì)準(zhǔn)則幾何連續(xù)性原則，避免在幾何突變處設(shè)置焊縫，這里應(yīng)力集中，如果不能避免，則設(shè)定過渡結(jié)構(gòu)焊縫連接的兩側(cè)，板厚不一致，不能保證幾何形狀的連續(xù)性，則設(shè)定過渡結(jié)構(gòu)4.1幾何連續(xù)性原則4.2避免焊縫重疊1

10、. 避免焊縫重疊，多條焊縫交匯處剛性大，結(jié)構(gòu)翹曲嚴(yán)重會(huì)加大焊縫內(nèi)應(yīng)力；2. 結(jié)構(gòu)多次過熱，材料性能下降，應(yīng)避免措施有三個(gè)：1. 加輔助結(jié)構(gòu)；2. 切除部分；3. 焊縫錯(cuò)開焊縫根部優(yōu)先受壓，焊縫根部有裂紋，易產(chǎn)生缺口作用焊縫根部優(yōu)先受壓，焊縫根部有裂紋，易產(chǎn)生缺口作用承受拉載荷能力承受拉載荷能力 承受壓載荷能力承受壓載荷能力4.3焊縫根部優(yōu)先受壓鉚接式結(jié)構(gòu)通常用襯板搭接形式，焊縫多，費(fèi)材料，造價(jià)高，且導(dǎo)致力流轉(zhuǎn)折，提高了焊縫處的應(yīng)力水平4.4避免鉚接式結(jié)構(gòu)4.5避免尖角避免尖角，焊接處尖角定位困難，且尖角熱容體太小，尖角易被熔化4.6便于焊接前后的處理操作和檢測準(zhǔn)則結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)便于焊接前、后的處理、焊接的操作和檢測。1、足夠大的操作空間；2、焊接時(shí)易于定位，易于操作，電極不會(huì)和周圍的板粘結(jié)；3、焊接后便于檢查；4.7對(duì)接焊縫強(qiáng)度大及動(dòng)載荷設(shè)計(jì)準(zhǔn)則對(duì)接焊縫強(qiáng)度較大，尤其動(dòng)載荷時(shí)優(yōu)先采用焊接時(shí)的熱變形在冷卻后不能完全消除，產(chǎn)生殘余變形，引起熱應(yīng)力。解決措施：1. 熱處理工藝降低熱應(yīng)力；2. 降低焊接區(qū)周圍的剛性，從根本上減少內(nèi)應(yīng)力的產(chǎn)生。4.8焊接區(qū)柔性準(zhǔn)則