机械结构与创新设计PPT课件

-,1,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,-,2,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,-,3,二、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,-,4,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。,-,5,二、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。,-,6,最简单的两构件之间的转动副连接,-,7,图示为齿轮、带轮与机架组成的转动副,-,8,二、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。,-,9,整体式滑动轴承,剖分式滑动轴承,-,10,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,-,11,二、滑动导轨的特点及常见结构形式,-,12,圆导轨,滚动导轨,-,13,标准化的滚动导轨,-,14,标准化的滚动导轨的应用,-,15,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,-,16,连杆类构件示例,-,17,B,C,凸轮推杆类构件示例,-,18,可调长度杆类构件示例,-,19,二、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,-,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