机械设计的结构要素

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机械设计的结构要素

机械设计的结构要素

机械设计的结构要素一、机械结构件的结构要素与设计方法1、1 结构件的几何要素机械结构的功能主要就是靠机械零部件的几何形状及各个零部件之间的相对位置关系实现的。

零部件的几何形状由它的表面所构成,一个零件通常有多个表面,在这些表面中有的与其它零部件表面直接接触,把这一部分表面称为功能表面。

在功能表面之间的联结部分称为联接表面。

零件的功能表面就是决定机械功能的重要因素,功能表面的设计就是零部件结构设计的核心问题。

描述功能表面的主要几何参数有表面的几何形状、尺寸大小、表面数量、位置、顺序等。

通过对功能表面的变异设计,可以得到为实现同一技术功能的多种结构方案。

1、2 结构件之间的联接在机器或机械中,任何零件都不就是孤立存在的。

因此在结构设计中除了研究零件本身的功能与其它特征外,还必须研究零件之间的相互关系。

零件的相关分为直接相关与间接相关两类。

凡两零件有直接装配关系的,成为直接相关。

没有直接装配关系的相关成为间接相关。

间接相关又分为位置相关与运动相关两类。

位置相关就是指两零件在相互位置上有要求,如减速器中两相邻的传动轴,其中心距必须保证一定的精度,两轴线必须平行,以保证齿轮的正常啮合。

运动相关就是指一零件的运动轨迹与另一零件有关,如车床刀架的运动轨迹必须平行于于主轴的中心线,这就是靠床身导轨与主轴轴线相平行来保证的,所以,主轴与导轨之间位置相关;而刀架与主轴之间为运动相关。

多数零件都有两个或更多的直接相关零件,故每个零件大都具有两个或多个部位在结构上与其它零件有关。

在进行结构设计时,两零件直接相关部位必须同时考虑,以便合理地选择材料的热处理方式、形状、尺寸、精度及表面质量等。

同时还必须考虑满足间接相关条件,如进行尺寸链与精度计算等。

一般来说,若某零件直接相关零件愈多,其结构就愈复杂;零件的间接相关零件愈多,其精度要求愈高。

1、3 结构设计据结构件的材料机械设计中可以选择的材料众多,不同的材料具有不同的性质,不同的材料对应不同的加工工艺,结构设计中既要根据功能要求合理地选择适当的材料,又要根据材料的种类确定适当的加工工艺,并根据加工工艺的要求确定适当的结构,只有通过适当的结构设计才能使所选择的材料最充分的发挥优势。

《机械结构设计方法》要素和技巧

《机械结构设计方法》要素和技巧

《机械结构设计方法》要素和技巧
1、功能需求分析:明确机械结构设计的功能目标和要求,包括性能、运动特性、载荷条件等方面,以确定设计的基本框架。

2、结构拓扑设计:根据功能要求,进行结构拓扑设计,确定构成机械结构的基本元件和它们之间的连接方式,例如齿轮、链条、传动带等。

3、零部件选型与优化:选择适当的零部件和材料,并进行参数优化,以满足设计要求,并考虑制造成本、可靠性和维护便捷性等因素。

4、强度与刚度计算:进行机械结构的强度和刚度计算,确保设计在受到工作负载时能够安全可靠地工作,避免过度变形或失效。

5、运动学和动力学分析:进行机械结构的运动学和动力学分析,研究系统的运动规律、速度、加速度等特性,为优化设计提供依据。

6、接触与传动分析:对于涉及接触和传动的机械结构,进行接触力、传动效率等方面的分析,确保传动效果良好,并减少能量损失。

7、结构可靠性考虑:考虑材料的可靠性和结构的寿命评估,通过合理的设计与材料选择提高机械结构的可靠性和耐久性。

8、制造工艺与装配性考虑:考虑制造工艺和零部件的装配性,优化设计以降低制造成本、提高生产效率,并简化装配过程。

机械常用结构要素

机械常用结构要素

机械常用的结构要素包括以下几种:
1. 杆件:杆件是机械结构中最基本的要素之一,通常用于构建机械的支撑和连接部分。

常见的杆件有直杆、曲杆、斜杆、T形杆、I形杆等。

2. 轴承:轴承是机械中用于支撑旋转部件的重要结构要素,可以减少摩擦和磨损,提高机械的运转效率和寿命。

常见的轴承有滑动轴承、滚动轴承、自润滑轴承等。

3. 齿轮:齿轮是机械传动系统中的重要结构要素,用于传递动力和扭矩,实现机械的运动和转动。

常见的齿轮有直齿轮、斜齿轮、锥齿轮、蜗轮蜗杆等。

4. 联轴器:联轴器是机械中用于连接两个旋转部件的重要结构要素,可以传递动力和扭矩,实现机械的运动和转动。

常见的联轴器有弹性联轴器、膜片联轴器、链条联轴器等。

5. 弹簧:弹簧是机械中常用的结构要素,用于吸收振动、支撑重量、调节力矩等。

常见的弹簧有压缩弹簧、拉伸弹簧、扭转弹簧等。

6. 螺纹:螺纹是机械中常用的结构要素,用于连接和固定机械部件,可以实现机械的拆卸和组装。

常见的螺纹有内螺纹、外螺纹、梯形螺纹等。

7. 键和销:键和销是机械中常用的结构要素,用于连接和固定机械部件,可以实现机械的拆卸和组装。

常见的键和销有平键、圆键、楔形键、销等。

这些结构要素在机械设计中经常被使用,它们的组合和应用可以构建出各种不同类型的机械设备。

机械结构设计基础知识

机械结构设计基础知识

机械结构设计基础知识1前言1、1机械结构设计的任务机械结构设计的任务就是在总体设计的基础上,根据所确定的原理方案,确定并绘出具体的结构图,以体现所要求的功能。

就是将抽象的工作原理具体化为某类构件或零部件,具体内容为在确定结构件的材料、形状、尺寸、公差、热处理方式与表面状况的同时,还须考虑其加工工艺、强度、刚度、精度以及与其它零件相互之间关系等问题。

所以,结构设计的直接产物虽就是技术图纸,但结构设计工作不就是简单的机械制图,图纸只就是表达设计方案的语言,综合技术的具体化就是结构设计的基本内容。

1、2机械结构设计特点机械结构设计的主要特点有:(1)它就是集思考、绘图、计算(有时进行必要的实验)于一体的设计过程,就是机械设计中涉及的问题最多、最具体、工作量最大的工作阶段,在整个机械设计过程中,平均约80%的时间用于结构设计,对机械设计的成败起着举足轻重的作用。

(2)机械结构设计问题的多解性,即满足同一设计要求的机械结构并不就是唯一的。

(3)机械结构设计阶段就是一个很活跃的设计环节,常常需反复交叉的进行。

为此,在进行机械结构设计时,必须了解从机器的整体出发对机械结构的基本要求2机械结构件的结构要素与设计方法2、1结构件的几何要素机械结构的功能主要就是靠机械零部件的几何形状及各个零部件之间的相对位置关系实现的。

零部件的几何形状由它的表面所构成,一个零件通常有多个表面,在这些表面中有的与其它零部件表面直接接触,把这一部分表面称为功能表面。

在功能表面之间的联结部分称为联接表面。

零件的功能表面就是决定机械功能的重要因素,功能表面的设计就是零部件结构设计的核心问题。

描述功能表面的主要几何参数有表面的几何形状、尺寸大小、表面数量、位置、顺序等。

通过对功能表面的变异设计,可以得到为实现同一技术功能的多种结构方案。

2、2结构件之间的联接在机器或机械中,任何零件都不就是孤立存在的。

因此在结构设计中除了研究零件本身的功能与其它特征外,还必须研究零件之间的相互关系。

机械设计的内容

机械设计的内容

设计类问题没有标准答案且不唯一。
绪论及总论
1. 2. 3. 4.
再论机械 机械工程发展 关于本课程 机械设计总论
设计为了满足某一特定要求而进行的创造过程。机械设计 可以是应用新的原理或概念,开发创造新的机器,也可以是 在已有机器的基础上,重新设计或做局部的改进。

本课程中“设计”的含义是指机械装置的实体设计,涉及 零件的应力、强度的分析计算,材料的选择、结构设计,考 虑加工工艺性、标准化以及经济性、环境保护等。
航空发动机厂家
汽轮机原理
锅 化学能 (燃料)
炉 蒸汽
发电机 电能 机械能
热能
机械工程应用

农业机械 矿山机械 车辆工程 高速列车、磁悬浮 发电装备 大型飞机、战斗机
机械工业为国民经济提供技术装备(地位)
制造业是指对采掘的自然物质资源和工农生产的原材料进行 加工和再加工,为国民经济其他部门提供生产资料,为全社 会提供日用消费品的社会生产制造部门。 机械制造业的任务:“围绕各种工程材料的加工技术,研究 其工艺并设计和制造各种工艺装备,也为新兴的产业群提供 从未有过的技术装备。” 在机床行业: 美国:1980年NC机床自给率80%,1981~1987年,机床企业从 1400家减少到500家,进口率达50%; 日本:1988年机床产值居世界首位,占世界总量1/4;
1.
制造业是国民经济的支柱产业和经济增长的发动机 美国:68% 的财富来源于制造业;日本:49% 的国民 生产总值(GNP)来源于制造业;中国:2001年制造业 增加值:37613.1 亿元占国民生产总值的 39.21%,占 工业生产总值的 77.61%。上交税金4398.17亿元,占国 家税收总额的30%和财政收入的27%。 2. 制造业是高技术产业化的载体和实现现代化的重要基石 3. 制造技术支持着制造业的健康发展,先进的制造技术使 一个国家的制造业乃至国民经济处于有竞争力的地位。 忽视制造技术的发展,就会导致国家经济的衰退。 4. 制造业是国家安全的重要保障。

机械手臂的结构设计

机械手臂的结构设计
分类
根据结构、功能和应用领域不同,机械手臂可分为工业机器人手臂、服务机器 人手臂、医疗机器人手臂和特种机器人手臂等。
机械手臂应用领域
01
02
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工业制造
机械手臂广泛应用于工业制造 领域,如汽车制造、电子产品
组装、焊接、搬运等。
医疗卫生
机械手臂在医疗卫生领域也有 广泛应用,如手术机器人、康 复机器人、护理机器人等。
设计方法
采用模块化设计思想,将机械手臂分成多个功能模块进行设 计,便于维护和升级;运用现代设计方法,如拓扑优化、有 限元分析等,对关键零部件进行优化设计,提高机械手臂的 性能和寿命。
02
机械手臂概述
机械手臂定义与分类
定义
机械手臂是一种能够模拟人类手臂运动的机械设备,通常由多个关节和执行器 组成,用于执行各种工业、医疗和军事等任务。
SolidWorks Simulation
基于SolidWorks平台的有限元分 析插件,易于上手,适用于中小 型复杂结构分析。
03
ABAQUS
擅长处理非线性问题和复杂接触 问题,广泛应用于机械、土木、 汽车等领域。
仿真结果展示与讨论
应力分布
展示机械手臂在工作过程中的应力分布情况,确保结构安全可靠 。
防护性能不足
可增加防护装置和安全检测功能,提高机械手臂的安全性 能。
未来发展趋势预测
智能化
随着人工智能技术的发展,机械手臂将具备更高的自主决策和协作 能力。
柔性化
为适应多品种、小批量生产需求,机械手臂将具备更高的柔性和可 重构性。
绿色环保
在制造过程中,将更加注重节能减排和环保要求,推动绿色制造技术 的发展。
带传动
适用于中小功率传动,传 动平稳,噪声小,但需要 张紧装置。

机械设计中的机械结构设计

机械设计中的机械结构设计

机械设计中的机械结构设计机械结构设计是机械设计中的核心内容之一,它关系到机械产品的性能、稳定性以及可靠性。

合理的机械结构设计可以提高机械产品的工作效率和使用寿命,本文将从多个方面探讨机械结构设计的关键要素和方法。

一、机械结构设计的意义及目标机械结构设计是指在满足机械产品功能需求的基础上,通过对各部件的布局、连接和配合等关键参数的合理选择和设计,以达到提高产品性能、稳定性和可靠性的目标。

机械结构设计的意义在于保证机械产品的运行正常和可靠,并能够满足用户的实际需求。

二、机械结构设计的关键要素1. 功能要素机械产品的功能要素是指机械产品的功能需求所决定的结构要素,包括机械产品的传动、支撑、固定和导向等功能要求。

2. 强度要素机械产品的强度要素是指机械产品在工作过程中所承受的力、扭矩和振动等外部载荷,需要结构设计具备足够的强度和刚度。

3. 质量要素机械产品的质量要素是指机械产品在工作过程中需要具备的稳定性和可靠性,包括零部件的精度、材料的选用等。

4. 经济要素机械产品的经济要素是指机械结构设计需要考虑的材料、零部件和制造工艺等方面的成本控制。

三、机械结构设计的方法和步骤1. 分析需求首先要明确机械产品的功能需求和性能要求,根据实际情况分析和确定机械产品的工作条件和工作环境等因素。

2. 进行初步设计在明确需求的基础上,进行初步设计,确定机械产品的整体结构和主要零部件。

根据功能要素、强度要素、质量要素和经济要素等要求进行综合考虑和设计。

3. 优化设计通过对初步设计的评估和分析,对机械产品的结构进行优化设计,包括机械产品的外形设计、结构参数的选择等。

通过不断的优化设计,提高机械产品的性能和可靠性。

4. 详细设计在完成初步设计和优化设计后,进行详细设计,确定机械产品的各个零部件的结构和参数。

在详细设计过程中,需要考虑制造工艺、材料选用等因素,确保设计的可行性和实施性。

5. 验证与改进在完成详细设计后,进行机械产品的验证和试制。

机械设计资料(“设计”相关文档)共9张

机械设计资料(“设计”相关文档)共9张
学习本课程时,要多联系工程实际问题; 学习本课程时,要多联系工程实际问题; 通常机械零件可分为两大类:一类是在各种机器中经常都能用到的零件,叫做通用零件,如螺钉、齿轮、链轮等; 机器中通常把一组协同工作的零件所组成的独立加工或独立装配的组合体叫部件,如减速器、离合器等。 机器中通常把一组协同工作的零件所组成的独立加工或独立装配的组合体叫部件,如减速器、离合器等。 机器中通常把一组协同工作的零件所组成的独立加工或独立装配的组合体叫部件,如减速器、离合器等。 机器中通常把一组协同工作的零件所组成的独立加工或独立装配的组合体叫部件,如减速器、离合器等。 3.掌握每章的重点及分析处理问题的思路和基本方法。 另一类是在特定类型的机器中才能用到的零件,叫做专用零件,如往复式活塞内燃机的曲轴等。 2 本课程研究对象、性质和任务 工程实际问题是一个复杂的系统,它涉及到多方面的内容,需要多方面的知识和经验才能解决。 工程实际问题是一个复杂的系统,它涉及到多方面的内容,需要多方面的知识和经验才能解决。 工程实际问题是一个复杂的系统,它涉及到多方面的内容,需要多方面的知识和经验才能解决。
2.逐步培养分析解决问题的能力和方法。
学习本课程时,要多联系工程实际问题;本课程分 析和解决问题的思路和方法,也正是解决工程实际中常 用的思路和方法。工程实际问题是一个复杂的系统,它 涉及到多方面的内容,需要多方面的知识和经验才能解 机器中通常把一组协同工作的零件所组成的独立加工或独立装配的组合体叫部件,如减速器、离合器等。
3.掌握每章的重点及分析处理问题的思路和基本方法。
工程实际问题的能力。 2 本课程研究对象、性质和任务
本课程主要研究通用零、部件的工作原理和设计计算方法,故学习过程中应紧密联系实际,了解机器的工况与要求,从整体机械系统分析入手,才 能设计出满足生产实际要求的机械零部件。 机械零件的性能对机器的性能有较大影响,因此正确设计和合理选择机械零件,是成功设计满足功能要求机器的基本条件。 机械零件在机器中或按确定的位置相互联接,或按给定的规律作相对运动,共同为完成机器的功能而发挥各自的作用。 1.紧密联系生产实践,联系整体机械系统进行分析。 另一类是在特定类型的机器中才能用到的零件,叫做专用零件,如往复式活塞内燃机的曲轴等。

浅谈机械设计中的设计要素

浅谈机械设计中的设计要素

浅谈机械设计中的设计要素随着科技的发展和社会的进步,许多现代化的设计理念和设计方法被逐渐应用到机械设计领域。

为了满足人们对于机械产品越来越高的要求,机械设计的流程也呈现日益复杂化和多样化趋势。

文章对机械设计中的设计要素进行了深入的分析和探讨,以期起到参考和借鉴的作用。

标签:机械设计;设计要素;探析1 机械设计概述当前,机械设计正以飞快的速度发展,并取得了显著的成果,为人类文明和社会的进步做出了巨大的贡献。

机械设计是一个非常复杂的领域,涉及的理论、技术、方法非常多,为了从中总结出规律,以便更好地将机械设计应用到生产实践,应致力于机械设计的探索和研究,从而在掌握其内在规律的基础上,对于设计理论和设计方法进行创新,设计出日趋完美的机械产品。

此外,在进行机械产品的设计时,应充分运用现代化的设计方法,如可靠性设计、优化设计、人体工程学,充分发挥计算机辅助设计的作用,提高设计的准确性、缩短设计周期。

通常来说,机械设计可以分为以下几个工作阶段。

1.1 计划阶段在机械设计的计划阶段,需要进行大量的相关资料的查找工作,机械设计产品必须满足一定的行业规范和要求,因此应对机械资料进行深入细致的分析,从而使机械产品的质量、安全和性能都能满足设计要求。

这一阶段是很重要的阶段,其目的是为后续的设计工作做好充分的准备。

1.2 方案阶段这一阶段的主要任务是针对机械的每个部分进行详细的设计,是机械设计中的关键环节。

方案设计重在机械设计方案的选择,即从多个方案中,优选出满足设计要求的、兼顾使用性能和经济性能的方案。

方案设计并非最终的设计方案,要想设计出完整的机械,还必须进行进一步的设计。

1.3 技术设计阶段技术设计阶段,顾名思义就是针对技术部分的完善和优化。

在这一阶段,需要根据总装配草图,并查阅相关的技术性文件,从而使得设计的有效性和合理性都能获得提高。

然而,机械设计是一个非常复杂的过程,其变动性也较大,还受到很多因素的影响,因此这一阶段所产生的设计方案,很可能由于某些原因而需要修改,对于设计方案应进行很好的保存,以方便后续工作的进行。

机械设计的要素

机械设计的要素

机械设计的要素
1.功能要素:机械产品的设计首先要满足其设计功能要求,即要能够完成特定的机械运动、传递力量、进行加工等功能。

2. 结构要素:机械产品的结构要素包括传动机构、支撑机构、工作部件等,需要确保这些机构的结构稳定、刚性良好,同时也要考虑产品的可维护性和易于加工的特点。

3. 材料要素:机械产品设计中需要考虑的材料要素包括材料的物理和化学性质、材料的可靠性和经济性等方面。

材料的选择应当根据产品的使用环境和设计要求等因素进行综合考虑。

4. 加工要素:机械产品的加工要素包括加工工艺、加工精度等方面。

需要考虑到产品的加工难度和成本,同时也要确保产品的加工精度和品质。

5. 其他要素:机械产品的设计还需要考虑到其他一些因素,如安全性、环保性、外观设计等。

以上是机械设计的基本要素,不同的机械产品设计可能会侧重不同的方面,但以上要素都是不可或缺的。

机械设计的成功与否,需要充分考虑以上要素,并进行合理的综合设计。

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浅谈机械设计中的设计要素

浅谈机械设计中的设计要素
科技 创新 与应 用 l 2 0 1 5 年 第1 2 期
工 业 技 术
浅谈 机械 设 开发有限责任公 司, 黑龙 江 哈 尔滨 1 5 0 0 0 1 )
摘 要: 随 着科技 的发展 和社 会 的进 步 , 许 多现 代 化 的设 计 理 念 和设 计 方 法被 逐 渐 应 用 到机 械 设 计 领域 。为 了满足 人 们 对 于机 械 产 品越 来越 高 的要 求 , 机 械 设 计 的流 程也 呈 现 日益 复 杂化 和 多样 化 趋 势 。文章 对机 械 设 计 中的 设 计要 素进 行 了深入 的分 析 和 探讨 , 以期起 到 参 考和借 鉴 的 作 用 。 关键 词 : 机械 设 计 ; 设 计要 素 ; 探 析 1机械 设 计 概述 当前 , 机 械设 计 正 以飞 快 的速 度 发 展 , 并 取得 了显 著 的 成果 , 为 人类 文 明 和社 会 的进 步 做 出 了巨 大 的贡献 。 机 械设 计 是 一个 非 常 复 杂 的领 域 , 涉 及 的理 论 、 技术、 方法 非 常 多 , 为 了从 中 总结 出 规律 , 以 便 更好 地 将机 械 设计 应 用 到生 产 实践 , 应 致力 于机 械设 计 的探 索 和 研究 , 从 而 在 掌 握 其 内在 规 律 的 基 础 上 , 对 于 设 计 理论 和设 计 方 法 进 行创 新 , 设 计 出 日趋 完美 的 机械 产 品 。 此外 , 在 进 行机 械产 品的 设 计时 , 应 充 分 运用 现代 化 的设 计 方 法 , 如可靠性设计 、 优化设计 、 人
受力 点 的距 离 控制 在 合理 的范 围。 注意 结 构设 计 的合 理 性 , 提 高 产 品的使用寿命。噪声对于人的身体健康极为不利 , 因此在进行机械 设计时 , 也必 须 将 减少 噪 音作 为 设 计 的 原则 来 加 以考 虑 。噪 音 的减 少可 以从 两 个 方 面进 行 , 即 噪声 源 以及 噪声 的传 播 。提高 产 品 的 散 热能 力 , 同样 是 设 计 中应 注 意 的 问题 , 通 常 采 用 的方 法 是 传 导 散热 , 还有 诸 如对 流 散热 、 辐 射 散 热等 方 法 , 应 灵 活 掌握 并 加 以运 用 , 同时 还要 根 据产 品 自身 的特 点 , 提高 散 热 的程 度 。 3 . 2软 件仿 真 技术 体工程学 , 充分 发挥计算机辅助设计的作用 , 提高设计 的准确性 、 缩 机械设计离不开设计 图纸的绘制 , 随着计算机技术和信息技术 短 设计 周 期 。通 常来 说 , 机 械设 计 可 以分 为 以 下几 个 工作 阶段 。 广泛 应 用 于机 械设 计 领 域 , 设计 人 员 逐 渐从 繁 重 的手 工绘 图 中摆 脱 1 . 1计 划 阶段 出来 , 利用各种绘图软件进行绘图 , 尤其是软件仿真技术已经发展 在 机 械 设 计 的 计 划 阶段 ,需 要 进 行 大 量 的 相 关 资 料 的 查 找 工 到 一个 崭 新 的 阶段 。 作 为 设 计人 员 , 应 做到 紧 跟 时代 的 步伐 , 掌握 先 作, 机械 设 计 产 品 必 须 满 足一 定 的行 业 规 范 和要 求 , 因 此 应 对 机 械 进 的 设计 方法 , 充分 利用 现 代 化 的 设 计 手 段 , 设 计 出 高 质 量 的 机 械 资 料 进 行 深 入 细致 的分 析 , 从而使机械产品的质量 、 安 全 和 性 能 都 产 品 。 能满 足设 计 要求 。这一 阶 段 是很 重 要 的阶段 , 其 目的是 为 后续 的设 4 产 品质 量 外 观要 素 计 工 作做 好 充分 的准 备 。 产品的质量是机械产品的重要 因素之一 。与此同时, 人们对产 1 . 2 方案 阶段 品 外观 的要求 也 越来 越 高 , 对 于 机械 产 品 的 外形 设 计 也 有很 高 的关 这 一 阶段 的 主要 任务 是 针对 机 械 的每个 部 分 进 行详 细 的设 计 , 注 度 。市 场竞 争 日趋激 烈 , 机 械 设计 产 品 要 想在 市场 上 占有一 席 之 是 机 械设 计 中的关 键 环节 。方 案设 计 重 在 机械 设 计 方 案 的选 择 , 即 地 , 除 了提 高 产 品质 量 、 使 用性 能 外 , 产 品 的 外形 设 计 也 是 必须 考 虑 从多个方案中 , 优 选 出满 足设 计 要 求 的 、 兼 顾使 用 性 能 和 经 济 性 能 的 要 素 。因 此 , 目前 的 机械 设计 产 品逐 渐 将 情感 因素 融 入 其 中 。首 的方 案 。 方 案 设计 并 非 最终 的设计 方 案 , 要 想设 计 出完 整 的机 械 , 还 先 , 每 个人 都 具 有 审美 观 , 符合 人 们 审 美 观 的机 械 设计 产 品 , 会 使 人 必 须进 行 进 一步 的设计 。 感到满足和喜悦 , 保 持 良好 的工 作 和 生 活 状 态 , 因此 在 产 品 的销 售 1 . 3技 术 设计 阶段 中, 外形好 的设计产品 自然受到消费者喜爱 。产品的造型设计要具 技术设计阶段 , 顾名思义就是针对技术部分的完善 和优化。在 有 可 用性 、 智 慧 性 和美 感 。 其次 , 情 感 化设 计 的机 械 产 品可 以推 动市 这 一 阶段 , 需 要 根据 总 装 配草 图 , 并 查 阅 相关 的技 术 性文 件 , 从 而 使 场产业 的转型。外形设计是另一种产品价值 的体现。这样 的产品不 得 设 计 的有 效性 和合 理性 都 能 获得 提 高 。然而 , 机 械设 计 是 一个 非 仅 增 进 了人 与产 品之 间 的感 情 , 也改 变 了人 们 的 生活 状 态 。 常 复 杂 的过 程 , 其 变动 性 也较 大 , 还 受 到 很 多 因素 的影 响 , 因 此这 一 在质 量 要 素方 面 ,不 仅要 考 虑 到 机 械设 计 产 品 的 实体 质 量 , 也 阶段 所 产 生 的设 计 方 案 , 很 可 能 由于 某 些 原 因 而 需要 修 改 , 对 于 设 要 考 虑产 品的售 后 服务 。产 品 的质 量 是 根据 社 会 发展 而变 化 的 , 应 计 方 案应 进 行很 好 的 保存 , 以方 便后 续 工 作 的进 行 。 从安全 、 性 能等 方 面 来 对 产 品 的质 量 进 行 衡 量 , 设 计 人 员 应 当设 计 2市 场 需求 要 素 有 特 定 用 途 的 机械 设 计 产 品 , 并 且 在 售 出后 , 当产 品有 一 定 的质 量 当前 , 人 们 的 生 活水 平 获 得 显 著 的 提 高 , 消 费 者 的需 求 也 逐 步 问题 时 , 要 有 一个 完 善 的体 系来进 行 维 护 。 在 外 形要 素 方 面 , 随着 时 提升 , 对 于机 械 设 计 的要 素 提 出 了更 高 的要 求 。市 场竞 争 的 日趋 激 代 的发展 , 消费 者对 于 美 的需 求 增 加 , 设 计人 员 在 设计 产 品外 型 时 , 烈, 使 得 在进 行 机械 设 计 时 , 必须 考 虑 到市 场 的需 求 。 所谓 的市场 需 要 考 虑产 品的形 状 、 图形 和 色彩 的完 美 结合 。 需 要 注意 的一 点是 , 提 求要素 , 就 是 在 多 种 因 素 的 影 响下 , 如时间、 区域 等 , 消 费 者 对 于 某 高 产 品 的外 形 美要 以确 保 产 品 的质 量 为前 提 和基 础 。 产 品外 观 的情 种商 品 或服 务 的需 求 。 在机 械 设计 中 , 市 场 需求 是 十 分关 键 的要 素 。 感 化 设计 分 为 三个 层 次 :本 能 层次 关 注 用 户对 产 品外 观 的感 受 , 是 进行机械设计的 目的就是要生产出满足人们需求的产品。 人们对于 用户对产 品可见或可触符号的直接感受 ; 行为层次关注用户在使用 产 品或 服 务 的 需 求 存 在较 大 的差 异 , 受 到 很 多 因素 影 响 , 非 常有 必 过程 中与产品的互动和交流 , 是用 户的交互式情感体验 ; 反思层次 要对其进行深入的研究 , 掌握市场的动态 , 生产出符合 市场 需求 的 是 隐性 的, 也是更高层次 的情感化设计 , 注重产 品的象征 意义 和文 产品。 市 场是 不 断 发展 和变 化 的 , 要 对这 些 变化 有 敏 锐 的观 察力 , 分 化取 向, 涉及用户的价值观念、 审美理想等精神层面。 析市 场 变 动所 导致 的消 费结 构 变 化 。 掌 握 一个 区 域 内 同类商 品的 价 5结束语 格 及 销 售情 况 ,根 据 市场 需 求 适 当 对产 品 的价 格进 行 相 应 的调 整 , 综 上所 述 , 在 进行 机 械 产 品 的设 计 时 , 需 要考 虑 诸 多要 素 , 如 市 并 优 化 设计 方 案 , 提 高产 品的 质量 , 改 变设 计 结 构 , 以 消 费者 的需 求 场 需 求 要 素 , 设 计 人 员 的技 术 要 素 和产 品质 量 外 观 要 素 等 , 只有 对 为导 向 , 提 高 产 品 的竞争 力 。 这些要 素进行全面的考虑 , 才能够设计 出既符合时代发展 、 又符合 3设 计 人 员 的技 术 要 素 消 费者 需求 的机械 产 品 。 作 为设 计 人 员 ,除 了要 有 丰 富 的专 业 知 识 和熟 练 的 设计 技 能 , 参 考 文献 在进 行 设计 时 , 还 要 对 消费 者 的需 求 进行 深 入 的 了解 。 具 体 的讲 , 可 【 1 】 高衍 庆. 机械设 计方法和设备 的设计要 素 甘肃科技 , 2 0 0 6 , 2 2 以将 消 费群 体 分 为企 业 和个 人 两 大 类 。再 进 行 细分 的话 , 企 业 又 可 ( 1 ) : 4 5 — 4 7 . 以 区分 为重 工 业 和轻 工 业 , 个 人消 费者 的档 次也 存 在 不 同 。 为此 , 设 【 2 】 许 绍 炮. 轮 机 械 设 计 中的设 计要 素分 析 f J 1 . 科技致�

机械设计中,机器的基本组成要素

机械设计中,机器的基本组成要素

机械设计中,机器的基本组成要素
机械设计中,机器的基本组成要素包括以下几个方面:
1. 机械结构:包括机架、机械零件、连接件等,用于支撑和传递负载、实现运动和定位等功能。

2. 勾股传动机构:包括齿轮传动、链传动、带传动等,用于实现运动传递和变速功
3. 机械元件:包括轴、轮、盘、销、键、螺栓、螺母等,在机械结构中起连接、定位和固定等作用。

4. 机电元件:包括电动机、减速机、传感器、执行器等,用于实现机械的动力输送、运动控制和自动化操作。

5. 控制系统:包括电气控制系统、气压控制系统、液压控制系统等,用于实现机械的运动控制和自动化操作。

6. 附件与辅助装置:包括润滑系统、冷却系统、密封系统、仪表仪器等,用于保证机械的正常运转和安全操作。

以上是机械设计中机器的基本组成要素,不同类型的机器可能会有一些特殊的组成要素,但基本原理和基本组成要素是相通的。

机械设计方案包括哪些方面

机械设计方案包括哪些方面

机械设计方案包括哪些方面机械设计方案包括哪些方面摘要:本文将详细阐述机械设计方案的六个方面,分别是设计目标、设计原则、设计流程、设计考虑、设计分析和设计验证。

通过对每个方面的详细说明,读者将能够全面了解机械设计方案的制定过程及其所包含的要素。

一、设计目标设计目标是机械设计方案的首要考虑因素。

在制定机械设计方案时,需要明确产品的功能需求、性能指标和外观要求。

功能需求指产品的基本功能和使用场景,性能指标包括产品的工作参数、精度要求等,外观要求指产品的形状、尺寸和外观设计。

在设计目标的制定过程中,需要考虑产品的使用环境和市场需求。

根据产品的使用环境,可以对设计目标进行优化,例如在恶劣环境下使用的产品需要具有防水、防尘等功能。

同时,也需要考虑市场需求,了解竞争对手的产品特点和市场反馈,以确保设计目标的合理性和市场可行性。

二、设计原则设计原则是指在机械设计方案制定过程中需要遵循的基本规则。

设计原则包括设计的可行性、可靠性、经济性和安全性。

可行性指设计方案的可实施性和生产可行性。

可靠性指设计方案的稳定性和可靠性,包括材料的选择、结构的设计和制造工艺的确定。

经济性指设计方案的成本和效益,需要找到最佳的设计方案以满足性能需求的同时降低成本。

安全性指设计方案的安全性能,需要考虑产品的使用安全和可靠性。

设计原则的制定需要充分考虑产品的使用环境和预期寿命,确保设计方案符合产品的性能和功能需求,同时也需要遵循相关的国家标准和技术规范。

三、设计流程设计流程是机械设计方案制定的具体步骤和流程。

设计流程包括需求分析、概念设计、详细设计、制造和测试等阶段。

需求分析阶段是确定产品功能需求、性能指标和外观要求的阶段。

在这个阶段,需要与客户和产品使用者进行沟通,了解产品的具体需求。

概念设计阶段是在需求分析的基础上进行产品整体设计和初步方案的确定。

详细设计阶段是在概念设计的基础上进行产品的具体细节设计,包括材料的选择、零部件的设计和装配方案的确定。

机械设计中的结构要素、基本要求和规则

机械设计中的结构要素、基本要求和规则

机械结构设计的任务是依据设计任务在总体设计构想的基础上,确定的原理方案,绘制出具体的结构图,以实现设计所要求的功能。

设计的过程是将抽象的工作原理具体化为某类构件或零部件,包含确定结构件的材料、形状、尺寸、公差、热处理方式和表面处理等,还须考虑其加工工艺、强度、刚度、精度以及与其它零件相互之间关系等问题。

所以结构设计的直接产物虽是技术图纸,但工作不是简单的机械制图,图纸只是表达设计方案的工程语言,运用机构设计的各种技术将设计构想具体化是结构设计的基本内容。

1 机械结构件的结构要素和设计方法1.1 结构件的几何要素机械结构的功能主要是靠机械零部件的几何形状及各个零部件之间的相对位置关系实现的。

零部件的几何形状由它的表面所构成,一个零件通常有多个表面,在这些表面中有的与其它零部件表面直接接触,把这一部分表面称为功能表面。

在功能表面之间的联结部分称为联接表面。

零件的功能表面是决定机械功能的重要因素,功能表面的设计是零部件结构设计的核心。

描述功能表面的主要几何参数有表面的几何形状、尺寸大小、表面数量、位置、顺序等。

通过对功能表面的不同设计,可以得到为实现同一技术功能的多种结构方案。

1.2 结构件之间的关联在机器或机械中,任何零件都不是孤立存在的。

因此在结构设计中除了研究零件本身的功能和相关特征外,还必须研究零件之间的相互关系。

零件之间的相互关系分为直接相关和间接相关两类。

两个零件有直接装配关系的成为直接相关。

没有直接装配关系的成为间接相关。

间接相关又分为位置相关和运动相关两类。

位置相关是指两零件在相互位置上有要求,如减速器中两相邻的传动轴,其中心距必须保证一定的精度,两轴线必须平行,以保证齿轮的正常啮合。

运动相关是指一零件的运动轨迹与另一零件有关,如车床刀架的运动轨迹必须平行于于主轴的中心线,这是靠床身导轨和主轴轴线相平行来保证的,所以主轴与导轨为位置相关,而刀架与主轴为运动相关。

多数零件都有两个或更多的直接相关零件,故每个零件大都具有两个或多个部位在结构上与其它零件有关。

机械工程中的结构强度规范要求

机械工程中的结构强度规范要求

机械工程中的结构强度规范要求机械工程中的结构强度规范要求是确保机械设备的结构能够承受工作过程中的各种载荷和应力,保证设备的可靠性和安全性。

合格的结构设计和材料选择是满足强度规范要求的关键。

一、结构设计要素结构设计要素包括构件尺寸、形状、连接方式和布置等,设计师需要根据不同的工作条件和使用环境,合理选择和设计这些要素。

设计中需要考虑的因素包括机械设备的使用寿命、工作负荷和载荷特性等。

1. 构件尺寸和形状:根据工作条件和强度要求,选择合适的构件尺寸和形状。

合理的尺寸可以提供足够的强度和刚度,同时尽量减少材料消耗和重量。

2. 连接方式:选择合适的连接方式,如焊接、螺栓连接、铆接等。

连接方式应该能够提供足够的强度,同时方便维修和拆卸。

3. 布置方式:合理布置结构构件,使其能够有效承受工作载荷并保持平衡。

布置方案应考虑空间限制和相邻构件的干涉。

二、材料选择结构材料的选择是确保结构强度的重要环节。

根据工作条件和结构要求,选择合适的材料可以提供足够的强度和刚度,并满足其他要求,如耐腐蚀性、耐高温性等。

1. 金属材料:常用的金属材料有碳钢、不锈钢、合金钢等。

选择合适的金属材料要考虑强度、韧性、可焊性和耐蚀性等指标。

2. 非金属材料:例如复合材料、塑料等,这些材料具有较高的强度和轻质化的特点,适用于某些特殊工况。

三、强度分析和计算为了确保结构满足强度规范要求,需要进行强度分析和计算。

结构分析的方法包括理论力学分析、有限元分析等。

1. 理论力学分析:通过应力分析和变形分析,确定结构的强度和刚度,并计算最大应力和变形量等指标。

2. 有限元分析:利用计算机模拟方法,将结构划分成有限个小元素,通过求解线性方程组来计算结构的应力、变形和位移等参数。

四、强度规范要求在机械工程中,结构的强度规范要求通常有国家或国际标准规定,如ISO、GB等。

1. 国际标准:国际标准组织制定的强度规范要求,如ISO 6892-1(金属拉伸试验)、ISO 527-3(复合材料拉伸试验)等。

机械设计中的结构要素基本要求和规则

机械设计中的结构要素基本要求和规则

机械设计中的结构要素基本要求和规则
结构要素:
1、外形结构:外形结构是指机械设备的外形特征,包括机架结构、
支撑结构、仪器安装结构以及连接件结构等。

2、动力系统:动力系统是指传动裸件的结构和装配要求,包括电动机、减速机、皮带轮、齿轮等。

3、空气动力系统:空气动力系统是指需要利用空气流动或空气膨胀
来驱动机构的部件和组件,例如气动缸、气动蝶阀、气动球阀等。

4、液压动力系统:液压动力系统是指液压系统用于传递和传动力的
部件和组件,包括液压缸、液压头部、液压阀门、液压蝶阀、液压球阀、
液压减速机等。

5、控制系统:控制系统是指机械系统的自动控制部件,包括传感器、变频器、控制器、操作面板等。

6、连接件:连接件是机械系统中的一个重要组成部分,它将机械系
统的不同部件连接在一起,包括螺栓、螺母、垫圈、垫片等。

基本要求:
1、机械设计要满足力学、抗震、抗冲击、抗疲劳、抗温度、耐腐蚀
等基本要求;
2、结构紧凑,重量轻,体积小,安装方便;
3、传动系统结构简单,工作可靠,运转平稳,能耗低;。

浅谈机械设计

浅谈机械设计

浅谈机械设计机械设计是一门应用科学,它将机械原理、材料力学、工程制图、制造工艺等知识应用于机械产品的设计和制造。

机械产品广泛应用于各个领域,如机械制造、航空航天、汽车工业、船舶工业、电子工业等。

机械设计是一门综合性很强的学科,需要涉及到多个学科的知识和技能,机械设计的基本原理、设计流程、设计方法和设计要素等方面都需要仔细考虑和研究,才能设计出符合要求的机械产品。

一、机械设计的基本原理机械设计的基本原理包括功能原理、安全原理、经济原理和可靠性原理。

1. 功能原理机械设计的基本目的是实现机械产品的功能,因此机械设计必须遵循功能原理,即在保证机械产品功能实现的前提下,尽量满足其他的要求。

机械产品的功能包括机械运动、能量转换、信息传递等方面。

2. 安全原理机械产品的安全性是机械设计的首要原则,因为机械产品的安全性关系到人的生命财产安全,因此机械设计必须考虑机械产品的安全性。

机械产品的安全性包括机械产品的结构安全、运动安全、操作安全等方面。

3. 经济原理机械产品的制造和使用都需要一定的投资和成本,因此机械设计必须考虑机械产品的经济性,即在保证机械产品功能和安全的前提下,尽可能降低成本。

机械产品的经济性包括机械产品的制造成本、使用成本等方面。

4. 可靠性原理机械产品的可靠性是机械设计的重要原则,机械产品的可靠性指机械产品在规定条件下能够正常工作的概率,机械设计必须考虑机械产品的可靠性。

机械产品的可靠性包括机械产品的寿命、故障率等方面。

二、机械设计的流程机械设计的流程主要包括需求分析、概念设计、详细设计、仿真分析、样机制造和批量生产。

1. 需求分析机械设计的第一步是了解用户的需求和市场的需求,确定机械产品的设计目标和要求。

需求分析包括用户需求分析、市场需求分析等方面。

2. 概念设计机械设计的第二步是进行概念设计,确定机械产品的总体方案和构成,为后续的详细设计提供基础。

概念设计包括机械系统的整体结构和功能设计等方面。

机械制图构型设计知识点

机械制图构型设计知识点

机械制图构型设计知识点机械制图是指用图形和符号来表达机械零件的构型和工艺要求的技术手段。

在机械设计中,构型设计是非常重要的一环,它直接关系到产品的性能和质量。

本文将介绍几个机械制图构型设计的知识点。

一、构型设计的基本原则为了确保产品的可靠性和经济性,在进行构型设计时需要遵循一些基本原则:1. 以功能需求为导向:构型设计应围绕产品的功能需求展开,确保设计的合理性。

2. 简洁明了:构型设计应尽量简洁明了,避免过度复杂的结构,以提高制造和维修的效率。

3. 材料合理选择:根据产品的性能要求和工艺条件,合理选择材料,确保产品的稳定性和寿命。

4. 强度与刚度:构型设计时要考虑产品的强度和刚度要求,以确保产品在使用过程中不发生变形或断裂。

二、构型设计的要素构型设计的要素包括形状、尺寸、位置、连接和布局等,下面分别介绍这些要素的设计原则:1. 形状设计:合理的形状设计可以提高产品的使用效果和工艺性。

在设计过程中要考虑产品的功能需求和外观要求,确保形状的合理性和美观性。

2. 尺寸设计:尺寸设计要根据产品的功能需求和材料的加工能力确定。

尺寸的确定要考虑产品的使用条件和工艺要求,避免尺寸过大或过小造成问题。

3. 位置设计:位置设计要考虑产品的安装和使用要求,确保各部件的位置关系合理。

同时要考虑到加工和维修的便利性。

4. 连接设计:连接设计要确保连接部位的强度和可靠性。

常用的连接方式有螺纹连接、键连接和焊接等,根据具体情况选用合适的连接方式。

5. 布局设计:布局设计要考虑产品的整体性,合理安排各个部件的位置和数量。

布局的好坏直接影响到产品的性能和使用效果。

三、构型设计的工具在机械制图的构型设计过程中,需要用到一些专业工具来辅助设计,如下所示:1. CAD软件:计算机辅助设计软件可以大大简化和提高构型设计的效率和精度,常用的CAD软件有AutoCAD、SolidWorks等。

2. 三维打印技术:三维打印技术可以将虚拟设计直接转化为实体模型,方便进行产品的样机制造和检验。

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机械设计的结构要素一、机械结构件的结构要素和设计方法1.1 结构件的几何要素机械结构的功能主要是靠机械零部件的几何形状及各个零部件之间的相对位置关系实现的。

零部件的几何形状由它的表面所构成,一个零件通常有多个表面,在这些表面中有的与其它零部件表面直接接触,把这一部分表面称为功能表面。

在功能表面之间的联结部分称为联接表面。

零件的功能表面是决定机械功能的重要因素,功能表面的设计是零部件结构设计的核心问题。

描述功能表面的主要几何参数有表面的几何形状、尺寸大小、表面数量、位置、顺序等。

通过对功能表面的变异设计,可以得到为实现同一技术功能的多种结构方案。

1.2 结构件之间的联接在机器或机械中,任何零件都不是孤立存在的。

因此在结构设计中除了研究零件本身的功能和其它特征外,还必须研究零件之间的相互关系。

零件的相关分为直接相关和间接相关两类。

凡两零件有直接装配关系的,成为直接相关。

没有直接装配关系的相关成为间接相关。

间接相关又分为位置相关和运动相关两类。

位置相关是指两零件在相互位置上有要求,如减速器中两相邻的传动轴,其中心距必须保证一定的精度,两轴线必须平行,以保证齿轮的正常啮合。

运动相关是指一零件的运动轨迹与另一零件有关,如车床刀架的运动轨迹必须平行于于主轴的中心线,这是靠床身导轨和主轴轴线相平行来保证的,所以,主轴与导轨之间位置相关;而刀架与主轴之间为运动相关。

多数零件都有两个或更多的直接相关零件,故每个零件大都具有两个或多个部位在结构上与其它零件有关。

在进行结构设计时,两零件直接相关部位必须同时考虑,以便合理地选择材料的热处理方式、形状、尺寸、精度及表面质量等。

同时还必须考虑满足间接相关条件,如进行尺寸链和精度计算等。

一般来说,若某零件直接相关零件愈多,其结构就愈复杂;零件的间接相关零件愈多,其精度要求愈高。

1.3 结构设计据结构件的材料机械设计中可以选择的材料众多,不同的材料具有不同的性质,不同的材料对应不同的加工工艺,结构设计中既要根据功能要求合理地选择适当的材料,又要根据材料的种类确定适当的加工工艺,并根据加工工艺的要求确定适当的结构,只有通过适当的结构设计才能使所选择的材料最充分的发挥优势。

设计者要做到正确地选择材料就必须充分地了解所选材料的力学性能、加工性能、使用成本等信息。

结构设计中应根据所选材料的特性及其所对应的加工工艺而遵循不同的设计原则。

二、机械结构设计的基本要求机械产品应用于各行各业,结构设计的内容和要求也是千差万别,但都有相同的共性部分。

下面就机械结构设计的三个不同层次来说明对结构设计的要求。

1.功能设计满足主要机械功能要求,在技术上的具体化。

如工作原理的实现、工作的可靠性、工艺、材料和装配等方面。

2.质量设计兼顾各种要求和限制,提高产品的质量和性能价格比,它是现代工程设计的特征。

具体为操作、美观、成本、安全、环保等众多其它要求和限制。

在现代设计中,质量设计相当重要,往往决定产品的竞争力。

那种只满足主要技术功能要求的机械设计时代已经过去,统筹兼顾各种要求,提高产品的质量,是现代机械设计的关键所在。

3.优化设计和创新设计用结构设计变元等方法系统地构造优化设计空间,用创造性设计思维方法和其它科学方法进行优选和创新。

三、机械结构基本设计准则机械设计的最终结果是以一定的结构形式表现出来的,按所设计的结构进行加工、装配,制造成最终的产品。

所以,机械结构设计应满足作为产品的多方面要求,基本要求有功能、可靠性、工艺性、经济性和外观造型等方面的要求。

此外,还应改善零件的受力,提高强度、刚度、精度和寿命。

因此,机械结构设计是一项综合性的技术工作。

由于结构设计的错误或不合理,可能造成零部件不应有的失效,使机器达不到设计精度的要求,给装配和维修带来极大的不方便。

机械结构设计过程中应考虑如下的结构设计准则。

1.现预期功能的设计准则产品的设计主要目的是为了实现预定的功能要求,因此实现预期功能的设计准则是结构设计首先考虑的问题。

要满足功能要求,必须做到以下几点。

(1)明确功能:结构设计是要根据其在机器中的功能和与其他零部件相互的连接关系,确定参数尺寸和结构形状。

零部件主要的功能有承受载荷、传递运动和动力,以及保证或保持有关零件或部件之间的相对位置或运动轨迹等。

设计的结构应能满足从机器整体考虑对它的功能要求。

(2)功能合理的分配:产品设计时,根据具体情况,通常有必要将任务进行合理的分配,即将一个功能分解为多个分功能。

每个分功能都要有确定的结构承担,各部分结构之间应具有合理、协调的联系,以达到总功能的实现。

多结构零件承担同一功能可以减轻零件负担,延长使用寿命。

V型带截面的结构是任务合理分配的一个例子。

纤维绳用来承受拉力;橡胶填充层承受带弯曲时的拉伸和压缩;包布层与带轮轮槽作用,产生传动所需的摩擦力。

例如,若只靠螺栓预紧产生的摩擦力来承受横向载荷时,会使螺栓的尺寸过大,可增加抗剪元件,如销、套筒和键等,以分担横向载荷来解决这一问题。

(3)功能集中:为了简化机械产品的结构,降低加工成本,便于安装,在某些情况下,可由一个零件或部件承担多个功能。

功能集中会使零件的形状更加复杂,但要有度,否则反而影响加工工艺、增加加工成本,设计时应根据具体情况而定。

2.满足强度要求的设计准则(1) 等强度准则:零件截面尺寸的变化应与其内应力变化相适应,使各截面的强度相等。

按等强度原理设计的结构,材料可以得到充分的利用,从而减轻了重量、降低成本。

如悬臂支架、阶梯轴的设计等。

(2) 合理力流结构:为了直观地表示力在机械构件中怎样传递的状态,将力看作犹如水在构件中流动,这些力线汇成力流。

表示这个力的流动在结构设计考察中起着重要的作用。

力流在构件中不会中断,任何一条力线都不会突然消失,必然是从一处传入,从另一处传出。

力流的另一个特性是它倾向于沿最短的路线传递,从而在最短路线附近力流密集,形成高应力区。

其它部位力流稀疏,甚至没有力流通过,从应力角度上讲,材料未能充分利用。

因此,若为了提高构件的刚度,应该尽可能按力流最短路线来设计零件的形状,减少承载区域,从而累积变形越小,提高了整个构件的刚度,使材料得到充分利用。

(3) 减小应力集中结构:当力流方向急剧转折时,力流在转折处会过于密集,从而引起应力集中,设计中应在结构上采取措施,使力流转向平缓。

应力集中是影响零件疲劳强度的重要因素。

结构设计时,应尽量避免或减小应力集中。

其方法在相应的章节会作介绍,如增大过度圆角、采用卸载结构等。

(4) 使载荷平衡结构:在机器工作时,常产生一些无用的力,如惯性力、斜齿轮轴向力等,这些力不但增加了轴和轴衬等零件的负荷,降低其精度和寿命,同时也降低了机器的传动效率。

所谓载荷平衡就是指采取结构措施部分或全部平衡无用力,以减轻或消除其不良的影响。

这些结构措施主要采用平衡元件、对称布置等。

3.满足结构刚度的设计准则为保证零件在使用期限内正常地实现其功能,必须使其具有足够的刚度。

4.考虑加工工艺的设计准则机械零部件结构设计的主要目的是:保证功能的实现,使产品达到要求的性能。

但是,结构设计的结果对产品零部件的生产成本及质量有着不可低估的影响。

因此,在结构设计中应力求使产品有良好的加工工艺性。

所谓好的加工工艺指的是零部件的结构易于加工制造,任何一种加工方法都有可能不能制造某些结构的零部件,或生产成本很高,或质量受到影响。

因此,对于设计者认识一种加工方法的特点非常重要,以便在设计结构时尽可能的扬长避短。

实际中,零部件结构工艺性受到诸多因素的制约,如生产批量的大小会影响坯件的生成方法;生产设备的条件可能会限制工件的尺寸;此外,造型、精度、热处理、成本等方面都有可能对零部件结构的工艺性有制约作用。

因此,结构设计中应充分考虑上述因素对工艺性的影响。

5.考虑装配的设计准则装配是产品制造过程中的重要工序,零部件的结构对装配的质量、成本有直接的影响。

有关装配的结构设计准则简述如下:(1)合理划分装配单元:整机应能分解成若干可单独装配的单元(部件或组件),以实现平行且专业化的装配作业,缩短装配周期,并且便于逐级技术检验和维修。

(2)使零部件得到正确安装:保证零件准确的定位、避免双重配合、防止装配错误。

(3)使零部件便于装配和拆卸:结构设计中,应保证有足够的装配空间,如扳手空间;避免过长配合以免增加装配难度,使配合面擦伤,如有些阶梯轴的设计;为便于拆卸零件,应给出安放拆卸工具的位置,如轴承的拆卸。

6.考虑维护修理的设计准则(1) 产品的配置应根据其故障率的高低、维修的难易、尺寸和质量的大小以及安装特点等统筹安排,凡需要维修的零件部件,都应具有良好的可达性;对故障率高而又需要经常维修的部位及应急开关,应提供最佳的可达性。

(2) 产品特别是易损件、常拆件和附加设备的拆装要简便,拆装时零部件进出的路线最好是直线或平缓的曲线。

(3) 产品的检查点、测试点等系统的维护点,都应布置在便于接近的位置上。

(4) 需要维修和拆装的产品,其周围要有足够的操作空间。

(5) 维修时一般应能看见内部的操作,其通道除了能容纳维修人员的手或臂外,还应留有供观察的适当间隙。

7.考虑造型设计的准则产品的设计不仅要满足功能要求,而且还应考虑产品造型的美学价值,使之对人产生吸引力。

从心理学角度看,人60%的决定取决于第一印象。

技术产品的社会属性是商品,在买方市场的时代,为产品设计一个能吸引顾客的外观是一个重要的设计要求;同时造型美观的产品可使操作者减少因精力疲惫而产生的误操作。

外观设计包括三个方面:造型、颜色和表面处理。

考虑造型时,应注意尺寸比例协调、形状简单统一以及色彩、图案的支持和点缀。

单色只使用于小构件。

大的特别是运动构件如果只用一种颜色就会显得单调无层次,一个小小的附加色块会使整个色调活跃起来。

在多个颜色并存的情况下,应有一个起主导作用的底色,和底色相对应的颜色叫对比色。

但在一个产品上,不同色调的数量不宜太多,太多的色彩会给人一种华而不实的感觉。

舒服的色彩大约位于从浅黄、绿黄到棕的区域。

这个趋势是渐暖,正黄正绿往往显得不舒服;强烈的灰色调显得压抑。

对于冷环境应用暖色,如黄、橙黄和红。

对于热环境用冷色,如浅蓝。

所有颜色都应淡化。

另外,通过一定的色彩配置可使产品显得安全、稳固。

将形状变化小的、面积较大的平面配置浅色,而将运动、活跃轮廓的元件配置深色;深色应安置于机械的下部,浅色置于上部。

8.考虑成本的设计准则设计时应简化产品及维修操作:(1)设计时,要对产品功能进行分析权衡,合并相同或相似功能,消除不必要的功能,以简化产品和维修操作。

(2)设计时,应在满足规定功能要求的条件下,使其构造简单,尽可能减少产品层次和组成单元的数量,并简化零件的形状。

(3)产品应尽量设计简便而可靠的调整机构,以便于排除因磨损或飘移等原因引起的常见故障。

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