常用部件设计
第三章 机床典型部件设计
（二）几种典型的主轴轴承配置形式
d 0.55 ~ 0.60D
对于六角、自动和半自动车床、卧式镗床（镗杆主
轴）
d 0.6 ~ 0.65D
对铣床 d 可比刀具拉杆直径大5~10mm即可。
3. 主轴前端悬伸量的确定
主轴前端悬伸量a 是指主轴前端面到前轴承径向反 力作用中点（或前径向支承中点）的距离。它主要取决 于主轴端部的结构（其形状与尺寸均以标准化），以及 前支承轴承配置和密封装置的形式和尺寸。在满足结构 要求的前提下，设计时应使a 值越小越好。
2.刚度 主轴部件的刚度是指其在外加载荷作用下抵抗变 形的能力，通常以主轴前端部产生一个单位位移的弹 性变形时，在位移方向上所施加的作用力的大小来表 示。主轴部件的刚度是综合刚度，是主轴、轴承和轴 承座等刚度的综合反映，其静刚度不足则对加工精度 和机床性能有直接影响。
主轴部件应满足的基本要求
3.抗振性 主轴部件的抗振性是指抵抗受迫振动和自激振动而 保持平稳运转的能力。主轴部件的振动会直接影响工件 的表面质量和刀具的使用寿命，并产生噪声。 4.温升及热变形 主轴部件运转时，因各相对运动处的摩擦生热，切 削区的切削热等使主轴部件的温度升高，其尺寸、形状 及位置发生变化，造成主轴部件的热变形。 5.精度保持性 主轴部件的精度保持性是指长期地保持其原始制造 精度的能力。主轴部件丧失其原始精度的主要原因是磨 损。
3. 圆锥滚子轴承——需成对使用
第3章_典型部件设计(主轴、支承件、导轨)
3.1.4.1 主轴部件主支承常用滚动轴承 (1) 角接触球轴承(向心推力球轴承)
角接触球轴承极限转速较高；可以同时承受 径向和一个轴向的载荷，a越大，可承受的进给力 越大。主轴用的a一般取15o或25o。
传动件放在主轴的后悬伸端，较多用于带传 动，可便于传动带的更换，如磨床。
3.1.3.3 主轴传动件位置的合理布置 (2) 驱动主轴的传动轴位置的合理布置 ★在布置传动轴的位置时，应尽量使传动力
Q与切削力P两者引起的主轴轴端位移和轴承受力 的影响能互相抵消一部分。
3.1.3.4 主轴主要结构参数的确定 主轴的主要结构参数有：
3.1.4.1 主轴部件主支承常用滚动轴承 (1) 角接触球轴承 球轴承为点接触，刚度不高，为提高刚度，
同一支承处可多联组配。 组配方式有三种： 背靠背组合；面对面组合；同向组合。
3.1.4.1 主轴部件主支承常用滚动轴承 (2) 双列短圆柱滚子轴承 特点：内圈有1:12的锥孔，轴向移动内圈可
径向圆跳动
端面圆跳动
3.1.4 主轴滚动轴承
主轴轴承的类型、配置方式、精度、安装、 调整、润滑和冷却等都直接影响主轴部件的工作 性能。
常用主轴轴承有滚动轴承、液体动压轴承， 液体静压轴承、空气静压轴承等。
轴承的轴向承载能力和刚度，由强到弱依次 为：推力球轴承、推力角轴承、圆锥滚子轴承、 角接触球轴承；
以调整轴承的径向间隙和预紧； 轴承的滚子能承受较大的
径向载荷和转速； 轴承由两列滚子交叉排列，
数量较多，因此刚度很高； 不能承受轴向载荷。
3.1.4.1 主轴部件主支承常用滚动轴承 (3) 圆锥滚子轴承 特点：刚度和承载能力大，既可承受径向力，
机械设计的零部件与总成设计
机械设计的零部件与总成设计机械设计是一门综合性较强的学科，其中零部件和总成设计是其重要组成部分。
零部件是指在机械设备或产品中具有独立功能或形态的元件，而总成则是由各种零部件组装而成的整体结构。
在机械设计中，零部件及其总成的设计是至关重要的环节，直接关系到产品的性能、功能和外观。
一、零部件设计1.功能需求：在进行零部件设计时，首先要明确零部件的功能需求。
这包括零部件在整个系统中的作用、所承受的载荷、工作环境等因素。
只有明确了零部件的功能需求，才能有针对性地进行设计。
2.结构设计：结构设计是零部件设计的核心内容，包括零部件的外形结构、连接方式、材料选择等。
在设计过程中，要考虑零部件的稳定性、强度、刚度等因素，确保零部件能够承受工作时的各种力学作用。
3.尺寸设计：尺寸设计是零部件设计的关键，需要根据功能需求和结构设计确定零部件的各项尺寸参数。
合理的尺寸设计不仅可以确保零部件的功能正常运行，还可以减小零部件的体积和重量，提高整体性能。
4.工艺设计：在零部件设计过程中，还需要考虑零部件的加工工艺。
选择适合的加工方法和工艺流程，能够提高零部件的加工精度、降低成本，同时还能够保证零部件的质量。
二、总成设计1.总体布局：总成设计是将各个零部件按照一定的顺序和结构方式组装成一个完整的系统。
在总成设计中，需要考虑各零部件之间的协调性和连贯性，确保总成系统能够正常运行。
2.连接方式：总成中的各个零部件需要通过一定的方式进行连接，这涉及到连接方式的选择和设计。
连接方式应该能够满足总成的整体性能需求，同时还要考虑连接的可靠性和维护性。
3.运动配合：在机械总成设计中，往往涉及到各种运动配合问题。
通过合理设计零部件的形状和尺寸，可以实现零部件之间的运动配合，确保总成系统的正常运行。
4.外观设计：总成的外观设计是产品形象的重要体现，也是消费者选择产品的重要因素。
通过精心设计总成的外观结构和美学元素，可以提升产品的市场竞争力。
在机械设计中，零部件与总成设计是相辅相成、相互作用的重要环节。
机械设计常用机构
机械设计常用机构机械设计是一门综合性的学科，涉及到各种各样的机构和装置。
在机械设计中，机构是非常重要的一部分，它负责传递和转换力、运动和能量，从而实现机械装置的各项功能。
在机械设计中，常用的机构有很多种。
这些机构可以根据其功能、结构和运动特性进行分类和归纳。
下面，我将对一些常用的机构进行介绍。
一、连杆机构连杆机构是机械设计中最基本也是最常用的一种机构。
它由杆件和关节组成，通过杆件的连接和关节的运动，实现力和运动的传递。
连杆机构广泛应用于各种机械装置中，如汽车发动机的连杆机构、拉杆机构等。
二、齿轮机构齿轮机构是一种通过齿轮的相互啮合来传递运动和力的机构。
齿轮机构具有传动比恒定、传递力矩大、传递效率高等特点，广泛应用于各种传动装置中，如汽车变速器、机床传动等。
三、减速机构减速机构主要通过齿轮、皮带等传动元件将输入的高速运动转换为输出的低速运动。
减速机构在机械设计中非常常见，用于满足不同场合的运动速度要求。
四、滑块机构滑块机构是一种通过滑块在导轨上做直线运动来实现运动转换和力传递的机构。
滑块机构广泛应用于各种机械装置中，如工具机的进给机构、压力机的传动机构等。
五、摆线机构摆线机构是一种通过连杆和摆线来实现直线运动的机构。
它通过摆线的特殊形状和连杆的运动，将旋转运动转换为直线运动，广泛应用于各种机械装置中，如剪切机的摆线滑块机构、织机上纬缸的摆线机构等。
六、万向节机构万向节机构是一种通过球面和容器来实现输动与变动传动的机构。
它具有结构简单、运动灵活等优点，广泛应用于汽车、船舶和航空等领域。
以上介绍的只是机械设计中的一小部分常用机构，还有很多其他的机构在实际设计中也扮演着重要的角色。
在进行机械设计时，我们需要根据具体的应用要求和设计目标选择合适的机构，合理地组合和运用这些机构，以实现设计的目的。
总结起来，机械设计中常用的机构有连杆机构、齿轮机构、减速机构、滑块机构、摆线机构和万向节机构等。
这些机构在机械装置中起着重要的作用，通过它们的运动和力传递，实现了各种功能和要求。
典型部件设计PPT演示课件
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3.1.1 主轴部件应满足的基本要求
总要求
各类机床的主轴组件都要保证主轴在一定的载荷与转速下能 带动工件或刀具精确而可靠地绕其旋转中心线旋转并能在其 额定寿命期内稳定地保持这种性能。
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3.1.1 主轴部件应满足的基本要求
主轴和传动轴的共同点—— 两者都传递运动、转矩并承受传动力，都要保
证传动件和支承的正常工作条件。 不同点——
主轴直接承受切削力，还要带动工件或刀具， 实现表面成形运动。主轴组件有较高的要求11 Nhomakorabea11
3.1.1 主轴部件应满足的基本要求
主轴组件共同点
在结构上： • 解决工件或刀具在主轴上的定位和装夹 • 主轴与轴承以及轴承与支承座孔的定位和装夹； • 主轴轴承的润滑与密封以及轴承间隙的调整等问题。
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3.1.1 主轴部件应满足的基本要求
主轴组件——机床的执行件 功能：支承并带动工件或刀具，完成表面成型运动;
传递运动和转矩; 承受切削力和驱动力等载荷; 机床主轴是机床在加工时直接带动刀具或工件进行切削和 表面成形运动的旋转轴。
静态、动态和热态特性直接影响加工质量 转速影响机床的切削生产率 机床的一个重要部件
2
3.1.1 主轴部件应满足的基本要求 主轴组件的组成
大多数机床都具有主轴组件 有的机床有一个主轴组件 有的有多个，如磨床、组合机床 组成——主轴、支承轴承、传动件、定位元件、紧固件、密封件等。
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3.1.1 主轴部件应满足的基本要求 主轴组件的组成
机床的主轴箱是一个比较 复杂的部件，在分析主轴 箱中各传动件的结构和装 配关系时，一般采用展开 图。图为CA6140型普通车 床的主轴箱展开图，它是 按主轴箱中各传动轴传递 运动的先后顺序，沿其轴 心线剖开，并将其展开在 一个平面上而形成的图。 展开图反映了各传动件 (轴、齿轮、离合器等)的 传动关系、各传动轴有关 零件的结构形状、装配关 系和尺寸以及主轴箱体有 关部分的轴向结构和尺寸。
通用机械零部件的设计
圆螺母用止动垫圈
串联钢丝
2）. 破坏螺旋副关系防松
§ 3 螺栓组联接的结构设计
综合考虑以下几个方面：
（1) 接合面应尽量设计成轴对称的简 单几何形状，尽量对称布置螺栓，使螺栓 组的几何中心与接合面的形心重合。这样 便于加工和装配，接合面受力也比较均匀。
(2) 使螺栓组能承受较大的载荷，如 弯矩或转矩，应尽量将螺栓布置在靠近接 合面的边缘。同一螺栓组中各螺栓的材料、 直径和长度应相等。
2. 能够合理选用螺纹联接，提高学习新知识和技能 的能力，提高分析和解决问题的方法能力；
3. 通过实践掌握参数的正确选择，考验学生的专业 能力，并使其进一步提高。
4. 锻炼学生观察事物能力，学会课内观察、课外观 察。
三、相关知识的学习
§ 1. §2. § 3 .螺栓组联接的结构设计 § 4. § 5. 提高螺栓联接强度的措施
由上式可知，受预紧力的钢制螺栓，预紧后受复合应力，在计 算强度时可将拉力增大30％，当作只受轴向拉力计算螺栓的强 度。 因此， 只受预紧力作用的紧螺栓联接的强度条件为
5.2F '
d12
[ ]
螺栓的设计计算公式为
d1
5.2F '
[ ]
式中：［σ］——紧螺栓联接的许用应力。
在不控制预紧力的紧螺栓联接中，［σ］随着安全系数S的 不同而改变，而S又随着螺纹直径d的不同而变化，故需采用试
4.1 松螺栓联接的强度计算
螺栓的强度条件为
4F
d12
[ ]
螺栓的计算公式为： d1
4F
[ ]
式中：［σ］——松螺栓联接的许用应力，MPa F——轴向工作载荷, N； d1——螺栓小径, mm。
轴承设计方法
轴承设计方法一、概述轴承是机械设备中常用的零部件，用于支撑和转动轴或轴的部件。
轴承设计的目标是满足特定工作条件下的负载、速度和寿命要求。
本文将介绍轴承设计的方法和步骤。
二、需求分析在进行轴承设计之前，需要对工作条件进行全面的分析和评估。
这包括负载类型、大小和方向，转速要求，工作温度和环境等。
根据这些需求，我们可以选择适当的轴承类型和尺寸。
三、轴承类型选择常见的轴承类型包括滚动轴承和滑动轴承。
滚动轴承适用于高速和高负载条件下，滑动轴承适用于低速和高负载条件下。
在选择轴承类型时，需要考虑到工作条件、轴承寿命和维护成本等因素。
四、轴承尺寸计算轴承尺寸的计算需要考虑负载和转速要求。
一般来说，轴承的额定负载应大于实际负载，以确保轴承的寿命。
同时，需要根据转速要求选择合适的轴承尺寸，以避免超过轴承的临界转速。
五、轴承寿命估算轴承寿命是指在特定负载和转速条件下，轴承能够正常运行的时间。
根据轴承的额定负载和转速，可以使用轴承寿命公式或图表来估算轴承的寿命。
轴承的寿命估算对于选择合适的轴承和预测维护周期非常重要。
六、轴承润滑选择轴承润滑剂的选择对轴承的寿命和性能有着重要影响。
根据工作条件和要求，可以选择润滑脂或润滑油。
润滑剂的选择应考虑工作温度、转速和环境等因素。
七、轴承安装和维护在轴承安装过程中，应注意正确的安装方法和工具，以避免损坏轴承。
同时，定期进行轴承的维护和润滑是保证轴承寿命和性能的关键。
八、轴承故障分析当轴承发生故障时，需要进行故障分析，并采取相应的措施解决问题。
常见的轴承故障包括疲劳、磨损、过热和润滑不良等。
通过分析故障原因，可以采取相应的预防措施，以提高轴承的可靠性和寿命。
九、轴承设计验证轴承设计完成后，需要进行验证和测试。
这包括轴承的负载测试、转速测试和寿命测试等。
通过验证，可以确保轴承满足设计要求，并对设计进行优化和改进。
结论轴承设计是一个复杂的过程，需要综合考虑负载、转速、寿命和润滑等因素。
常用化工设备零部件
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.一、压力容器封头
GB150.4-2011规定：先拼板后成形封头上的所有拼接接头应100%检测。 封头上拼接焊接接头的无损检测的合格级别应和筒体的合格级别相同。 一个设备如果筒体的焊接接头是≥20%RT无损检测，其合格级别为III级， 其封头无损检测虽是100%,但由于合格级别也为III级，因此封头计算时的 焊接接头系数是0.85。 GB150规定：先拼板后成形凸形封头上的所有拼接接头，其表面应进行磁 粉或渗透检测。
.一、压力容器封头
标准号：GB/T25198-2010 替代标准：JB/T4746-2002 封头标记如下： 2011-02-01实施
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.一、压力容器封头
其中4项为封头最小成形厚度。 现在我们标注的厚度仅是扣除了一个负偏差，具体下料厚度由制造单位自 确定，原则是最后成形厚度应不小于我们标注的4项。 对于复合板制的封头，应扣除复合板的负偏差，复合板的偏差如下表：
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四、补强圈
右图的结构为不合理结构，这种结构既难保证 焊透又难保证补强圈与壳体的贴合，应在设计 中避免出 现。
采用标准的补强圈时，按要求设有一个M10螺孔，并要求将螺孔放置在壳 体最低的位置。 螺孔的作用有三：检测中的试压、焊接时的排气、使用时的检漏。
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Page 13ຫໍສະໝຸດ 四、补强圈 标准号：JB/T4736-2002 2003-03-01实施 替代标准：JB/T4736-1995 补强圈标记如下：
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四、补强圈
坡口形式有五种：
其中:A型—适用于壳体为内坡口的填 角焊结构； B型—适用于壳体为内坡口的局 部焊透结构； C型—适用于壳体为外坡口的全 焊透结构； D型—适用于壳体为内坡口的全 焊透结构； E型—适用于壳体为内坡口的全 焊透结构。
第11章-典型零部件设计及相关知识
·97·第11章典型零部件设计及相关知识在工业生产中，设备及产品的制造，一般都要先进行设计，画出其图样，然后根据图样进行加工和装配。
制造时需要一套完整的机械图样，包括装配图和零件图。
这种表达机器及其零部件的结构形状、尺寸、公差、材料及加工精度、检验、装配等技术要求的图样称为机械图样。
机械样图也是工程界进行技术交流的重要技术文件，所以有被喻为“工程界的技术语言”。
11.1普通螺栓联接设计螺纹紧固件联接的基本形式有螺栓连接、双头螺柱连接和螺钉连接，如图11-1所示。
（a）螺栓连接（b）双头螺柱连接（c）螺钉连接图11-1 螺纹紧固件连接11.1.1案例介绍及知识要点采用M16六角头螺栓（GB/T 5782-2000）连接两块厚度各为25mm的钢板，螺母与钢板间加装平垫圈(GB/T97.1-2002)，如图11-2所示。
图11-2普通螺栓联接装配示意图知识点✧ 螺纹基本概念 ✧ 普通螺栓联接设计11.1.2 设计过程1. 垫圈16 GB/T97.1-2002(1) 由GB/T97.1-2002中查得：规格为16的垫圈的内径171=d 、外径172=d 、厚度3=h ，如图11-3所示。
图11-3 垫圈(2) 垫圈造型过程见表11-1。
表11-1 垫圈造型过程·99·2. 螺母M16 GB/T6170-2000(1) 由GB/T6170-2000中查得：螺纹规格16=D 、六角头宽度24=S 、厚度8.14=m ，如图11-4所示。
图11-4 螺母(2) 螺母造型过程见表11-2。
表11-2 螺母造型过程3. 螺栓M16 GB/T5782-2000(1) 由GB/T6170-2000中查得：螺纹规格16=d 、六角头宽度24=S 、厚度10=k ，螺栓长度2.744.68.1432525)4.0~3.0(21=++++=++++=d m S L δδ，取75=L ，38=b ，如图11-5所示。
机械制图常用零件经典图纸
精品课件
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倒角标注形式: ①倒角为45°（符 号C）时，可与轴 向尺寸连注。 ②倒角不是45°时 尺寸应分开标注。 ③可采用简化标注 （不画只标注）
据它们的形状特征和工作位置来选择主视图。如图 • （3）其他视图选择：通常选用两个基本视图表示。主视图
没有表达清楚的结构（如：肋、轴承孔等）采用移出断面、 局部视图和斜视图等。如图 • 特别提示：上述叉架类零件的另一种表达方案。如图
精品课件
叉架类零件
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主视图表达了零件形状特征和各形体相对位置
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南山学院
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精品课件
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齿轮
尾架端盖 盘盖类零件
精品课件
电机端盖
• （2）主视图选择：盘盖类零件主要是在车床上加工，其主 视图遵循加工位置原则，将轴线水平放置画图，并用剖视 图表达内部结构及相对位置。
• （3）其他视图选择： • 通常需用两个基本视图来进行表达，除主视图外，另一基
• ②套类零件一般是空心的，主视图多采用全剖视图或半剖 视图，其上沟槽、孔洞可采用移出断面或局部放大图。
• 2、盘盖类零件的表达方法
• （1）结构特点：主体结构是同轴线的回转体，常带有各种 形状的凸缘、均布的圆孔和肋等结构。
• 盘类零件一般用来传递运动或动力，如齿轮、带轮等；盖 类零件一般用来作为轴承孔等的端盖。如图
零件图
精品课件
第八章 零件图
精品课件
精品课件
螺杆的零件图
精品课件
化工设计第四章化工设备常用零部件简介
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设计概论化工制图
2、支承式支座:支承式支座用于立式设备,由 两块竖板,一块筋板及一块底板组成。支承式 支座分为a,b两种类型, a型用于负荷重≤4t, b型用于负荷重＞4t,支座允许负荷:0.1 0.25 0.50 1.00 2.50 4.00 6.00 8.00。 例:支承式支座允许负荷2.5t 支座2.5 JB1166-81
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设计概论化工制图
三、支坐 1、悬挂式支座:又称耳架,广泛应用于立式设 备,设备周围一般均匀分布4个。悬挂式支座 分为A,B两种类型,A型适用于一般设备,B型 有较宽的尺寸,适用于带保温层的立式设备。 支座允许负荷:0.5 1 1.5 2 2.5 3 5 10 15 例: A型悬挂式支座,支座允许负荷为3t 支座A3 JB1165-81
3、浮阀与泡帽:浮阀有圆盘形和条形两种,常 用的为F1型浮阀,分轻阀和重阀。JB1181-81 泡帽有圆泡帽和条形泡帽两种。JB1212-73
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设计概论化工制图
4、裙式支坐:用于高大的塔设备,有圆筒形和 圆锥形两种型式。圆筒形制造方便,应用广泛 圆锥形承载能力强,稳定性好,适用于高径比 大的塔设备。
例:公称压力Pg=6,公称直径80㎜碳素钢制视镜 IPg6, Dg=80, JB593-64-2
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设计概论化工制图
七、液面计:液面计是用来观察设备内部液面位 置的装置,常用的是玻璃管液面计,透光式玻璃 板液面计,反射式玻璃板液面计。
例:Pg25kgf,碳钢(I)夹套(Z)平面(A)透光(T) 玻璃板液面计 AT25-IZ HG5-1364-80
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设计概论化工制图
自动上下料机械手臂及主要零部件设计
自动上下料机械手臂及主要零部件设计自动上下料机械手臂是一种用于工业生产中的自动化设备，主要用于将原材料从储存区域送到生产线上，并将成品从生产线上移出。
它具有快速、精准和高效的特点，可以大大提高生产效率和降低劳动力成本。
在设计自动上下料机械手臂及其主要零部件时，需要考虑以下几个方面：1.机械手臂结构设计：机械手臂应该具有灵活的结构，能够适应不同形状和尺寸的工件。
常见的机械手臂结构包括：伺服电机传动、滑块传动、摆线减速齿轮传动等。
机械手臂的关节数量和布局应根据具体需要进行设计，以保证其灵活性和稳定性。
2.机械手臂控制系统设计：机械手臂的控制系统应该具备高精度的位置控制能力和快速的响应速度。
常用的控制方法包括：PID控制、模糊控制、神经网络控制等。
控制系统应能够实现自动化的上下料操作，并能够适应不同工况下的控制需求。
3.夹具设计：夹具是机械手臂上用于抓取和移动工件的部件。
夹具的设计应该考虑到工件的形状、尺寸和重量等因素，并保证夹持力的稳定性和安全性。
常见的夹具设计包括机械夹具、气动夹具和真空夹具等。
4.传感器设计：传感器是机械手臂上的重要部件，用于检测工件位置、重量和形状等信息。
常见的传感器包括光电传感器、压力传感器和力传感器等。
传感器的选型和布局应根据具体的应用需求进行设计，以提供准确的反馈信息。
5.安全措施设计：机械手臂在工作时可能存在风险，因此需要设计相应的安全措施来保护操作人员和设备的安全。
常见的安全措施包括急停按钮、防撞装置和速度监控系统等。
总之，设计自动上下料机械手臂及主要零部件需要充分考虑机械结构、控制系统、夹具设计、传感器设计和安全措施等方面的要求，以保证机械手臂的可靠性和性能。
同时，根据具体的应用需求，也需要进行相应的优化和改进，以满足不同的生产场景。
结构零部件的设计
目的和意义
目的
通过合理的设计，提高结构零部件的性能、寿命和可靠性，降低制造成本和维 护成本，满足使用要求。
意义
结构零部件的设计是机械、建筑、航空航天等领域中不可或缺的一环，其设计 水平和质量直接影响到整个结构体的性能和安全性。因此，对结构零部件进行 合理的设计具有重要意义。
02
结构零部件的基本类型
安全性原则
总结词
确保使用安全和避免潜在风险。
详细描述
设计结构零部件时应充分考虑安全性， 确保产品在使用过程中不会出现安全 问题，避免对人员和环境造成伤害或 损失。
工艺性原则
总结词
便于加工、装配和维修。
VS
详细描述
结构零部件的设计应具有良好的工艺性， 便于进行加工、装配和维修，提高生产效 率和产品质量。
虑制造工艺的可行性，以降低制造成本和提高生产效率。
03
结构零部件的设计原则
功能性原则
总结词
满足产品基本功能需求。
详细描述
设计结构零部件时应首先考虑其功能要求，确保零部件能够实现所需的功能，满足产品整体性能和运行要求。
经济性原则
总结词
降低生产成本和资源消耗。
详细描述
在满足功能和性能要求的前提下，应 尽可能降低结构零部件的生产成本和 资源消耗，提高经济效益。
结构零部件的设计
contents
目录
• 引言 • 结构零部件的基本类型 • 结构零部件的设计原则 • 材料选择与处理 • 设计优化与改进 • 设计实例与展示
01
引言
主题介绍
结构零部件
指构成机械设备或建筑物等结构 体的基础部件，如轴承、螺栓、 弹簧等。
设计
指根据使用需求和性能要求，对 结构零部件进行构思、分析和优 化的过程。
机械制图及CAD基础(1.3.2)--各类典型零件的结构特点和视图表达
轴套类零件1、结构设计特点轴类零件主要用于支承齿轮、蜗轮、链轮、皮带轮等传动件，用来传递运动和动力；套筒类零件则更为简单，主要起到定距和隔离作用。
基本构成：数段共轴回转体，轴类零件的特征之一是细长即具有较大的长径比。
材料：一般为钢棒或锻件。
加工：车削为主，同时还加工键槽、螺纹、销孔、退刀槽、倒角、中心孔等常见结构：轴肩 螺纹退刀槽 砂轮越程槽 键槽 圆角 倒角 轴端螺孔 中心孔轴肩：由于轴上各段的直径不同，因而形成台阶，其台阶面称为轴肩，如图所示。
通常轴上零件是以轴肩来定位的。
在加工时，便于测量工具靠着轴肩来测量轴段尺寸；在装配时，当零件紧靠轴肩时，零件的轴向位置就己确定下来：而当轴运转时可以避免轴上零件的轴向窜动。
螺纹退刀槽：为了使轴上零件得以紧固，常在轴上设计出螺纹结构。
在车削螺纹时需要事先留有螺纹退刀槽，以便于车制或装配砂轮越程槽：为了使轴上某些有较高配合要求的表面达到所需要的粗糙度和精度，即保证全长的加工质量，常需进行磨削加工，因此须预先留有砂轮越程槽键槽：轴是通过键与传动件的连接来传递运动和动力的，因此轴上常开有键槽，显然，键槽尺寸应符合国家标准圆角：轴肩面的根部应设计成圆角结构，目的是减少应力集中，增大轴肩根部的强度，如图所示，实际上圆角是加工工艺的必然结果倒角：为了装配方便和操作安全，轴上各段的端部需加工出倒角轴端螺孔：为了防止位于轴上端部传动件的窜动，常需在轴端加工出内螺纹，以便上紧紧固件中心孔：轴的两端面常需加工出中心孔，以便在车床、磨床、铣床上加工时，以中心孔定位加工轴上各段外圆或键槽等结构2、常用视图轴套类零件的视图常采用一个基本视图即主视图，外加若干其它视图如断面图、局部放大图以及剖视图、局部视图来表达。
盘盖类零件1、盘盖类零件的结构设计特点轮盘类零件在机器与设备上使用较多，例如齿轮、蜗轮、皮带轮、链轮以及手轮、端盖、透盖和法兰盘等都属于轮盘类零件。
基本构成；主体为回转体，轮盘类零件的特征之一是扁平即具有较小的长径比。
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22 常常用用部部件件设设计计 22..11 按按键键的的设设计计
1) 按键(Button)大小及相对距离要求
从实际操作情况分析，结合人体工程学知识，在操作按键中心时，不能引起相邻按键的联动，那么相邻按键中心的距离需作如下考虑：
● 竖排分离按键中，两相邻按键中心的距离a ≥9.0mm ● 横排成行按键中，两相邻按键中心的距离b ≥13.0mm ● 为方便操作，常用的功能按键的最小尺寸为:3.0×3.0mm
2) 按键(Button)与基体的设计间隙
● 按钮裙边尺寸C ≥0.75mm ，按钮与轻触开关间隙为B=0.20mm ； ● 水晶按钮与基体的配合间隙单边为A=0.10-0.15mm ； ● 喷油按钮与基体的配合间隙单边为A=0.20-0.25mm
● 千秋钮（跷跷板按钮）的摆动方向间隙为0.25-0.30mm ，需根据按钮的大小进行实际模拟；非摆动方向的设计配合间隙为A=0.2-0.25mm ；
● 橡胶油比普通油厚0.15 mm ，需在喷普通油的设计间隙上单边加0.15 mm ，如喷橡胶油按键与基体的间隙为0.3-0.4mm ；
● 表面电镀按钮与基体的配合间隙单边为A=0.15-0.20mm ； ● 按钮凸出面板的高度如图9-2所示：
●
普通按钮凸出面板的高度D=1.20-1.40mm ，一般取1.40mm ；
表面弧度比较大的按钮，按钮最低点与面板的高度D一般为0.80-1.20mm
3)按钮弹性臂的设计
如果空间和结构上允许，，应尽量使所设计的弹性臂的根部在用力按下时产生扭动而不是折弯根部，典型结构如下：
对于只能设计成悬臂梁形式的弹性臂，一般设计成两个弹性臂，以避免按钮在注塑和使用过程中产生歪斜，典型结构如下：
对于只能设计成悬臂梁形式的弹性臂，且按钮太小，不能设计成两个弹性臂时，所设计的一个弹性臂的宽度一般为2.5~2.8mm,太窄不利于注塑时走胶，也容易变形。
典型结构如下：
22..22旋旋钮钮的的设设计计
1)旋钮(Knob)大小尺寸要求
旋钮(Knob)大小尺寸要求见如下所示
2)两旋钮(Knob)之间的距离
两旋钮(Knob)之间的距离大小：C≥8.0mm。
3)旋钮(Knob)与对应装配件的设计间隙
●旋钮与对应装配件的设计配合单边间隙为A≥0.50mm，如图10-1所示；
●电镀旋钮与对应装配件的设计配合单边间隙为A≥0.50mm；
●橡胶油比普通油厚0.15 mm，需在喷普通油的设计间隙上单边增加0.15 mm。
●旋钮凸出面板基体或装饰件最高点的高度为9.50≥B≥8.00mm，如图11-4所示。
22..33胶胶塞塞的的设设计计
1)TPU塞开塑胶模具；
2)胶塞需设计拆卸口(≥R0.5半圆形) ；
3)所有塞子（特别是IO塞）不能有0.4mm厚度的薄胶位，因插几次后易变形；
4)壳体耳机处开口大于耳机插座(PLUG)单边0.3mm；耳机塞外形与主机面壳配合单边
间隙0.05mm；
5)耳机塞插入耳机座部分设计“十”筋形状，深度插入耳机座2.0mm，筋宽0.8mm，
外轮廓与phonejack孔周圈单边过盈0.05mm。
“十”筋顶面倒R0.3圆角，方便插入；
22..44镜镜片片的的设设计计
1)镜片(LENS)的通用材料
●PMMA：镜片(LENS)常用PMMA材料。
透光性好≥91%，表面硬度高，耐候性好，
不易氧化、开裂。
表面硬度未经过硬化也可以达到H以上，通过表面硬化处理
（hard coating）后可达到3H以上。
●PC：PC的透光率在88%以上，镜片韧性好，耐冲击。
但其表面硬度低，注塑完
后表面硬度一般为4B左右，经过硬化处理后，硬度也仅为HB左右。
镜片在使
用过程中易被划伤。
2)镜片(LENS)与面壳的设计间隙
●镜片与前壳配合间隙为A=0.10mm，如图12-1所示。
●贴双面胶的区域需留间隙为B=0.10mm，如图12-1所示。
22..55触触摸摸屏屏与与塑塑胶胶面面壳壳配配合合位位置置的的设设计计
触摸屏相对应位置塑胶面壳的设计注意事项
●塑胶面盖窗口边缘和触摸屏动作区之间的距离(周边)以1.50-2.00mm为合适，
通常取1.50mm。
见图15-1、15-2所示；
●3D建模时，触摸屏的外形尺寸按触摸屏图纸的最大公差尺寸确定，配合的塑胶
定位尺寸只需在此最大外形尺寸上单边留0.15mm的间隙即可；
●为预防止触摸屏因变形而被挤压扭曲，需要在触摸屏与塑胶面壳之间、触摸屏
与TFT之间用具有适当弹性和强度的EVA来减震，压缩前EVA的厚度选用
0.50-1.00mm，压缩后厚义保持在0.30-0.50mm即可。
22..66A A C C座座配配合合尺尺寸寸设设计计
1)影响胶壳装配的尺寸要素
注：有部分AC座的F尺寸和G尺寸没有，则胶壳结构应根据具体AC座而设计。
2)常用AC座尺寸及配合尺寸参照
22..77S S R R配配合合尺尺寸寸设设计计
1)影响胶壳装配的尺寸要素
2)标准SR尺寸及配合尺寸参照
22..88导导光光胶胶设设计计及及标标准准化化
1)导光胶需相对外表面下沉0.2mm,避免跌落等外力作用，受到破坏；
2)有导光胶的外壳，热烫柱位需加R或C角，避免超声后断裂。
导光胶配合部分上下
面需加C角，利于走胶；
3)下表为目前敝司现有导光胶的料号和图纸，以供设计时优先选择：
4)胶壳标贴位的设计
外壳标贴位的下沉深度为0.30 +0.00/-0.05mm,铭牌有方向性“防呆”设计，长*宽尺寸的公差为+0.20/-0.00mm。
5)进胶口的设计
进料方式应容易剪除，产生的结合线避免影响外观，进胶口处避免产生气纹等。
22..99永永久久式式三三瓣瓣爪爪
22..1100可可拆拆卸卸式式三三瓣瓣爪爪
22..1111橡橡胶胶按按键键
22..1122L L C C D D的的装装配配。