机械结构与创新设计PPT课件.ppt

第六章机械结构与创新设计 第一节机械结构设计的概念与基本要求 第二节转动副的结构与创新设计 第三节移动副的结构与创新设计 第四节构件的结构与创新设计 第五节机架的结构与创新设计 第六节机械零件结构的集成化与创新设计 1 第一节机械结构设计的概念与基本要求 一 机械结构设计机械结构设计就是将原理方案设计结构化 即把机构系统转化为机械实体系统的过程 如用转动副连接的两构件 最简单的结构设计如图 2 二 机构设计的基本要求1 功能要求2 使用要求3 结构工艺性要求4 人机学要求 3 第二节转动副的结构与创新设计 一 对转动副结构的基本要求 保证两个构件之间的相对运动是转动 即两构件只能做相对转动 对转动副结构的基本要求是保证两相对回转件的位置精度 承受压力 减小摩擦损失和保证使用寿命 4 二 滚动轴承作为转动副 滚动轴承内圈连接一个构件 外圈连接一个构件 设计要点是滚动轴承的类型选择 零件的周向定位与轴向定位 零件与轴承内外圈的配合问题 5 最简单的两构件之间的转动副连接 6 图示为齿轮 带轮与机架组成的转动副 7 二 滑动轴承作为转动副 滑动轴承的结构简单 适用于高速或低速重载以及结构上要求剖分等场合 滑动轴承按表面间的润滑状态可分为两种 即非液体润滑状态和液体润滑状态 润滑状态不同 对滑动轴承的结构提出的要求也不相同 8 整体式滑动轴承 剖分式滑动轴承 9 第三节移动副的结构与创新设计 一 对移动副结构的基本要求 导向精度高刚度大耐磨性高及结构工艺性好等 10 二 滑动导轨的特点及常见结构形式 11 圆导轨 滚动导轨 12 标准化的滚动导轨 13 标准化的滚动导轨的应用 14 第四节构件的结构与创新设计 一 杆类构件 1 连杆类构件 2 凸轮推杆类构件 15 连杆类构件示例 16 B C 凸轮推杆类构件示例 17 可调长度杆类构件示例 18 二 盘状类构件 1 齿轮类2 带轮类3 盘形凸轮类4 链轮类5 飞轮类6 棘轮类7 槽轮类 19 2020 1 8 20 齿轮类 链轮类 凸轮类 21 带轮类 22 三 轴类构件 1 直轴类 由轴上零件的轴向定位和周向定位确定轴的结构2 曲轴类 由曲拐的数量 支撑和平衡配重来设计曲轴的结构 23 结构由轴上零件的轴向定位和周向定位及支撑确定 24 四 执行机构的执行构件 工作执行机构种类繁多 其构件类型也多 设计时要具体问题具体分析 这是最能体现创新的环节之一 25 第五节机架的结构与创新设计 一 机架的分类和基本要求机架的种类虽然很多 但根据其结构形状可大体分为四类 即梁型 板型 框型和箱型 26 摇臂钻 车床 锻床 27 二 保证机架功能的结构措施1 合理确定截面的形状和尺寸1 无论圆形 方形 还是矩形 空心截面都比实心的刚度大 故机架一般设计成空心形状2 无论实心截面或者空心截面 在受力方向上 尺寸大的抗弯刚度大 圆形截面的抗扭刚度高 矩形截面沿长轴方向抗弯刚度高 28 3 加大外廓尺寸 减少壁厚可提高抗弯 抗扭刚度 4 封闭截面比开口截面刚度大 2 合理布置隔板和加强肋隔板和加强肋也称肋板和肋条 合理布置隔板和加强肋通常比增加支承件的壁厚的综合效果更好 29 正确 不正确 加强筋的形式 30 3 合理开孔和加盖 4 提高局部刚度和接触刚度 5 增加阻尼以提高抗振性 6 材料的选择 7 结构工艺性 31 第六节机械零件结构的集成化与创新设计 一 集成化设计 机械结构的集成化设计是指一个构件实现多个功能的结构设计 集成化设计具有突出的优点 结构的集成化设计是结构创新设计的一个重要途径 32 齿轮 轴 轴承 法兰盘的集成化设计 33 第七节机械产品的模块化与创新设计 一 模块化设计的涵义 模块是指一组具有同一功能和接合要素 但性能 规格或结构不同却能互换的单元 模块化设计是在对这些模块进行选择和组合 就可以构成不同功能 或功能相同但性能不同 规格不同地产品 这种设计方法称为模块化设计 34 二 模块化设计实例电磁环境检测系统中 要求锅状天线能绕水平轴在90 范围内旋转 而且能绕垂直轴360 旋转 整套运动系统安装在三角支架上 因此组成该系统的模块有天线模块