零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本要求和內(nèi)容

零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本要求和內(nèi)容f\ /LIMBstandardizationoffice【IMB5AB-IMBK08-IMB2C】零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本要求摘要：本文介紹零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本要求，限于篇幅，主要介紹零件設(shè)計(jì)的功能使用要求和為了實(shí)現(xiàn)這些要求而采取的一些措施。關(guān)鍵詞：零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求措施正文：一、 功能使用要求設(shè)計(jì)機(jī)械或零件必須首先滿足其功能和使用要求。機(jī)械的功能要求，如運(yùn)動(dòng)范圍和形式要求、速度大小和載荷傳遞都是由具體的零件來實(shí)現(xiàn)的。除傳動(dòng)要求外，機(jī)械零件還需要有承載、固定、鏈接等功能；零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)滿足強(qiáng)度、剛度、精度、耐磨性及防腐等使用要求。1、 提高強(qiáng)度和剛度的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為了使機(jī)械零件能正常工作，在設(shè)計(jì)的整個(gè)過程中都要保證零件的強(qiáng)度和剛度能滿足要求。對(duì)于重要的零件要進(jìn)行強(qiáng)度和剛度計(jì)算。靜強(qiáng)度的計(jì)算指危險(xiǎn)截面拉壓、剪切、彎曲和扭剪應(yīng)力的計(jì)算；靜剛度的計(jì)算指相對(duì)載荷或應(yīng)力下的變形計(jì)算。兩者均與零件的材料、受力和結(jié)構(gòu)尺寸密切相關(guān)。通過合理選擇機(jī)械的總體方案使零件的受力合理，特別是通過正確的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使它所受的應(yīng)力和產(chǎn)生的變形較小可以提高零件的強(qiáng)度和剛度，滿足其工作能力的要求。合理的計(jì)算有助于選擇最佳方案，但同時(shí)也要考慮零件在加工、裝拆過程中保證足夠的強(qiáng)度和剛度要求。（1） 通過結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提高靜強(qiáng)度和剛度的措施改變受力改變受力情況，降低零件的最大應(yīng)力載荷分擔(dān)將一個(gè)零件所受的載荷分給幾個(gè)零件承受，以減少每個(gè)零件的受力。載荷均布：通過改變零件的形狀，改善零件的受力；采用撓性均載元件；提高加工精度。其他的載荷抵消或轉(zhuǎn)化措施，采取措施使外載荷全部或部分地相互抵消，有化外力為內(nèi)力、用拉伸代替彎曲等。改變截面a)采用合理的斷面形狀，在零件材料和受力一定的條件下，只能通過結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，如增大截面積，增大抗彎、抗扭截面系數(shù)來提高其強(qiáng)度。b)用肋或隔板，采用加強(qiáng)肋或隔板科提高零件、特別是機(jī)架零件的剛度利用附加結(jié)構(gòu)措施改變材料內(nèi)應(yīng)力狀態(tài)，通過加強(qiáng)附加結(jié)構(gòu)措施使受力零件產(chǎn)生彈性強(qiáng)化或塑性強(qiáng)化來提高強(qiáng)度。塑性強(qiáng)化又稱過載強(qiáng)化，采用塑性強(qiáng)化的結(jié)構(gòu)都是受不均勻應(yīng)力的零件。其塑性變形產(chǎn)生在零件受最大應(yīng)力的區(qū)域內(nèi)，并與工作應(yīng)力方向相反，因而具有降低最大應(yīng)力、使應(yīng)力分布均勻化的效果。提高疲勞強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)機(jī)械零件多在應(yīng)變力的狀態(tài)下工作，因此機(jī)械零件的疲勞強(qiáng)度要比靜強(qiáng)度重要的多。零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特別要注意減少零件的應(yīng)力集中，同時(shí)承受變應(yīng)力零件應(yīng)避免表面過于粗糙或有劃痕。另外，為了提高高副接觸疲勞強(qiáng)度，在零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面應(yīng)考慮如何增大接觸處的綜合曲率半徑，以減少接觸應(yīng)力的大小。2、 提高耐磨性的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理設(shè)計(jì)機(jī)械零件的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸，以減少相對(duì)運(yùn)動(dòng)表面之間的壓力和相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度；選擇適當(dāng)?shù)牟牧虾蜔崽幚?；采用合適的潤滑劑、添加劑及其供給方法；在污染、多塵的條件下工作時(shí)，加必要的密封或防護(hù)裝置；提高加工及裝配精度避免局部磨損等。3、 提高精度的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(1)提高精度的根本在于減少誤差源或誤差值，具體包括：減少或消除原理誤差，避免采用原理近似的機(jī)構(gòu)代替精確的機(jī)構(gòu)；減少誤差源，精良采用簡(jiǎn)單的機(jī)構(gòu)；減少變形，包括載荷、殘余應(yīng)力、熱應(yīng)力等因素引起的零件變形。(2)采用誤差補(bǔ)償?shù)姆椒▉頊p少或消除誤差：使機(jī)構(gòu)中的零件的磨損量相互補(bǔ)償；利用零件的線膨脹系數(shù)不同補(bǔ)償溫度誤差或熱應(yīng)力；利用附加運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償誤差，當(dāng)精密傳遞系統(tǒng)的定位精度不能滿足要求是，可在系統(tǒng)中另加一套校正裝置，它將主傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)作微調(diào)，以提高主傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)精度；工藝補(bǔ)償，指在結(jié)構(gòu)中設(shè)計(jì)出一些補(bǔ)償機(jī)構(gòu)，在加工或裝配時(shí)，通過修配、配作、分組選配、調(diào)整等方法來提高精度。其關(guān)鍵在于誤差的測(cè)量。5） 利用誤差均化原理。4、 考慮發(fā)熱、噪音、腐蝕等問題的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）第一類措施是減輕損害的根源；（2）第二類措施是隔離；（3） 第三類措施是提高康損壞能力；（4） 第十類措施是更換易損件；二、 零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工藝性要求。零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工藝性指在機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中要綜合考慮制造、裝配、維修和熱處理等各種工藝、技術(shù)問題，使之體現(xiàn)于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工藝性問題存在于零部件生產(chǎn)過程的各個(gè)階段，要結(jié)合生產(chǎn)批量、制造條件和新的工藝技術(shù)的發(fā)展來進(jìn)行設(shè)計(jì)，目標(biāo)是在保證功能使用要求的前提下，采用較經(jīng)濟(jì)的工藝方法，保質(zhì)、保量地制造出零件。一般地，機(jī)械零件結(jié)構(gòu)的工藝性要求包括：1、 加工工藝性要求；2、 裝配工藝性要求；3、 維修工藝性要求；4、 熱處理工藝性要求。三、 其他要求機(jī)械零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的其他要求還包括：運(yùn)輸要求、人機(jī)工程學(xué)要求、環(huán)保與經(jīng)濟(jì)性要求。運(yùn)輸要求指零件結(jié)構(gòu)便于吊裝和有利于普通交通工具運(yùn)輸。人機(jī)工程學(xué)要求指零件結(jié)構(gòu)美觀，符合宜人性要求，操作舒適安全。環(huán)保要求指減少對(duì)環(huán)境危害，零件可回收再利用。經(jīng)濟(jì)性要去主要取決于選材和零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工藝性環(huán)節(jié)。設(shè)計(jì)時(shí)要合理選擇零件材料，要考慮材料的力學(xué)性能是否適應(yīng)零件的工作條件和加工工藝，合理地確定零件