机械设计禁忌800例

机械设计禁忌800例第二版

吴宗泽王忠祥卢颂峰主编

机械工业出版社

第1章机器总体结构设计

机械设计一般包括以下三个主要阶段：

1.产品规划分析市场需求，提出产品设计要求，制定设计任务书。

2.概念设计确定工作原理，确定执行动作和机构运动方案，确定

机器总体方案。

3.构型设计绘制总装图、部件图、零件图和编制技术文件。

第2章提高强度和刚度的结构设计

为了使机械零件能够正常工作，在设计时必须考虑到在使用过程中具有足够的强度和刚度，而且必须保证其整个寿命周期中，包括加工、装配、使用、修理等各阶段不会产生过大的变形和损坏。如使用时需要承受工作载荷、重力、惯性力，在加工过程中所受的夹持工件的力和切削力，装卸时需要一定的装入或压出力等，在这些情况下都不得超过机械零件的承载能力，任一方面考虑不周，都可能使设计失败。因此要合理选择机械的结构使其受力合理，正确设计其尺寸和形状，使其应力和变形在允许范围之内。可以归纳为减小载荷和提高承载能

力两个方面。

对于重要的零件要进行强度和刚度计算，正确选择材料和热处理，控制材料和热处理的质量，必要时应进行载荷和零件承载能力的试验和测定，对于要求较高的加工工艺(如焊接、粘接)，还要进行工艺试验，恰当确定安全系数，规定变形要求，通过计算可以更准确地选择最佳结构设计方案。

第3章提高耐磨性的结构设计

在机械装置中存在大量的摩擦面，它们之间有相对运动，并有一定载荷，这就成为产生摩擦和磨损的原因。在很多情况下，磨损是缩短机械寿命使机器零件报废的主要原因。根据对500种典型机械零件的调查，其中因磨损报废的占80%。磨损还会导致其他失效或工作性能降低，如内燃机气缸磨损会降低它的输出功率，机床零件磨损会降低机床精度，泵和压缩机零件和密封的磨损会降低效率等。

正确选择摩擦材料、热处理和表面处理、加大成灾面积、减小载荷、避免摩擦表面发热、改进摩擦表面尺寸和形状、在摩擦表面开设油沟，采用适当的润滑剂、添加剂和供油方法等，都可以降低摩擦和磨损，是提高机械结构耐磨性的途径。对于磨损严重的摩擦面，也可以采用容易更换的摩擦表面，作为易损件，以代替更换整个零件。这种方法，能够降低损耗，保证摩擦副正常工作，如汽车离合器的摩擦盘。

第4章提高精度的结构设计

机械产品都是由零件组成的，因此，各组成零件的精度(尺寸精度、形状及相互位置精度、表面粗糙度等)对机械产品的质量有直接的重大影响。它将影响到机器的工作精度、效率、可靠性、寿命、噪声等。有些精密机械，如精密机床、测量仪器等，精度是对它的主要要求，不能达到要求的精度，该设备即失去使用价值。而保证和提高机械的精度，首先考虑到的是提高组成机械的每个零件的精度，但这就是要提高机械制造的成本。提高精度的结构设计的目的是：

1.找出影响机械总体工作精度的关键零件或部件，发现这些零部件

的哪种误差对机械的总体精度有重要影响，影响程度如何，从而对该零部件合理、恰当地提出有关精度的技术要求。

2.找出对总体精度影响不大的零部件，降低对机械总体精度影响不

大的次要零部件的精度要求。

3.合理配置有关各零部件的精度，如各组成零件的误差互相补偿，

达到较高的总体精度。或设置必要的调整环节，以提高机械的总体精度。

4.考虑在工作载荷、重力、惯性力和加工、装配过程中产生的各种

力的作用下，如何保证精度，以及发热、振动等因素的影响。5.考虑在工作过程中发生摩损以后，如何保持原有的精度，或设法

修复。

第5章提高人机学的结构设计

人机学是一门近年来被广泛注意的科学，它把操作机器的人、机器设备或仪器仪表和操作环境作为一个系统，