机械设计规范培训讲义

机械结构设计规范,标准件设计准则薄板件设计准则公差设计准则焊接件设计准则,机械设计规范目录,第一章标准件设计准则,1.1优选器件准则1.2标准件种类最少准则1.3非标件慎用准则1.4相同装配相同标准件准则1.5腐蚀环境材料同质准则1.6外部螺钉特征一致准则1.7明显差异或完全相同准则,建立优选器件清单；制定清单中增加物料的控制流程；通过流程控制物料种类和规格。,1.1优选器件准则,标准件种类不超过_种单一种类中规格不超过_种,1.2标准件种类最少准则,自行设计和非标螺钉慎用；若不可避免，考虑系列产品公用的设计,1.3非标件慎用准则,相同装配要求用相同的标准件。,1.4相同装配相同标准件准则,1.5腐蚀环境材料同质准则,在腐蚀性环境下工作的设备，标准件材料与构件材质须相同，如不同，标准件加套管等隔离防护措施，避免腐蚀。,外部螺钉型号、颜色一致,1.6外部螺钉特征一致准则,1.7明显差异或完全相同准则,用到的标准件，要么有明显差异，要么完全相同，有明显差异是为了防止装错，完全相同是为了维修过程的互换性。检查：维修过程重装时，应没有螺钉装错依然能够装上的情况，并分析螺钉装错不会造成事故。,2.1薄板翻边准则2.2薄板零件禁攻丝准则2.3薄板件判定标准2.4形状简单准则2.5节省材料准则2.6足够强度刚度准则2.7避免粘刀准则2.8弯曲棱边垂直切割面准则,第二章：薄板件设计准则,2.9平缓弯曲准则2.10避免小圆形卷边准则2.11槽孔边不弯曲准则2.12复杂结构组合制造准则2.13避免直线贯通准则2.14压槽连通排列准则2.15空间压槽准则2.16局部松弛准则,2.1薄板翻边准则,薄板（0.8mm）的零件，安装螺钉过孔位应有折边。,薄板（0.8mm）的零件禁止翻边攻丝,2.2薄板零件禁攻丝准则,确认是否有薄板件，判定标准：板厚和其长度相比小得多的钢板，特点是横向抗弯能力差,包括三个加工工艺：1下料包括剪切和冲裁；2成形包括弯曲、折叠、卷边和深拉；3连接包括焊接和粘接。,2.3薄板件判定标准,用直线、圆形等简单形状，便于加工,2.4形状简单准则,2.5节省材料准则,明确了解所选用材料的原材料形状形状设计考虑加工时的自拼接，减少下脚料，尤其是批量大时，解决方法：1下料排列方法优化；2下脚料再利用,选用材料的原材料形状？,1尖角刚度不足，用钝角代替；2两孔间距不宜太近，避免切割冲孔时的裂纹；3细长板条剪裁会产生裂纹，应避免。,2.6足够强度刚度准则,需要冲裁切割部分作如下处理：1留有一定坡度；2切割面连通。,2.7避免粘刀准则,切割后的薄板如果需要进行弯曲，弯曲棱需垂直于切割面；不能保证时，应在切割面和弯曲棱边交汇处设计一个r2倍板厚的圆角。否则会有裂纹的危险。,2.8弯曲棱边垂直切割面准则,对板进行弯折时，弯曲半径不宜太小，外侧会出现裂纹，内侧会出现褶皱。,2.9平缓弯曲准则,2.10避免小圆形卷边准则,r1.5倍的板厚；不要完全的卷形。加强刚度，避免棱边划伤。,2.11槽孔边不弯曲准则,弯曲棱边与槽孔的棱边的距离大于弯曲半径+2倍壁厚的距离；或者让槽孔横跨整个弯曲棱边。,将超过二（三）道工序的结构件的结构进行分解，分解成只由圆形、直线等组成的简单结构，然后焊接在一起。,2.12复杂结构组合制造准则,2.13避免直线贯通准则,薄板横向弯曲刚度较差，用加压槽的设计避免。并且无压槽区域禁止直线贯通，贯通的低刚度无压槽窄带区域易成为板面弯曲失稳的惯性轴。不规则排列是消除直线贯通的较好方法,压槽终点是薄弱点，通过连通消除终点为佳,2.14压槽连通排列准则,非单一平面的薄板结构，棱边附近是失稳的薄弱环节，设计压槽不能只在一个平面上设计，需要设计成空间的。,2.15空间压槽准则,薄板局部变形受阻碍时，会出现皱折，在皱折附近设几个小的压槽，减少变形阻碍。,2.16局部松弛准则,3.1关键配合尺寸的加工要求明确准则3.2同一道工序准则3.3减少刚体转动位移准则3.4避免双重配合准则3.5最小公称尺寸准则3.6避免累积误差准则3.7形状简单准则3.8最小尺寸数量准则3.9采用弹性元件准则3.10采用调节元件准则,第三章：公差设计准则,关键配合尺寸的加工是否有粗糙度或形位公差的要求,3.1关键配合尺寸的加工要求明确准则,GBT4249公差原则,对有平行、同轴、对中等要求的加工面，设计上尽量使这些有位置精度要求的元素在同一道工序中加工平行、同轴、对中等要求的加工面，只用一道工序解决,3.2同一道工序准则,3.3减少刚体转动位移准则,消除刚体位移；减小配合面到传动中心的距离；有转动倾向的配合、减小配合面到转动点的距离,禁止两个或更多个配合面,3.4避免双重配合准则,同样加工精度，构件公称尺寸越小，越容易加工；即构件尺寸越小，加工精度越容易提高；使较高配合精度要求的工作面的面积和配合距离尽可能小,3.5最小公称尺寸准则,要尽量避免串联尺寸链上的标注方法，非功能性的尺寸可以不标,3.6避免累积误差准则,配合面的几何形状应尺量简单，圆柱面代替圆锥面，平行、垂直面代替倾斜面,3.7形状简单准则,3.8最小尺寸数量准则,配合性能和多个尺寸相关时，误差累积会致配合精度难提高，应尽量使配合面和较少的尺寸相关,导轨、螺纹、绞联、插接有间隙会降低配合精度，过盈摩擦力太大会咬死，这种配合状态用选择公差的方法难实现，用柔度大的弹性体消除间隙,3.9采用弹性元件准则,螺母或弹性垫片实现,3.10采用调节元件准则,4.1几何连续性原则4.2避免焊缝重叠4.3焊缝根部优先受压4.4避免铆接式结构4.5避免尖角4.6便于焊接前后的处理操作和检测准则4.7对接焊缝强度大及动载荷设计准则4.8焊接区柔性准则4.9最少的焊接4.10材料的可焊性，碳钢中的碳含量4.11前处理、后处理工艺4.12焊缝受载形式利于焊接工艺准则,第四章：焊接件设计准则,几何连续性原则，避免在几何突变处设置焊缝，这里应力集中，如果不能避免，则设定过渡结构焊缝连接的两侧，板厚不一致，不能保证几何形状的连续性，则设定过渡结构,4.1几何连续性原则,4.2避免焊缝重叠,避免焊缝重叠，多条焊缝交汇处刚性大，结构翘曲严重会加大焊缝内应力；结构多次过热，材料性能下降，应避免措施有三个：加辅助结构；切除部分；焊缝错开,焊缝根部优先受压，焊缝根部有裂纹，易产生缺口作用承受拉载荷能力承受压载荷能力,4.3焊缝根部优先受压,铆接式结构通常用衬板搭接形式，焊缝多，费材料，造价高，且导致力流转折，提高了焊缝处的应力水平,4.4避免铆接式结构,4.5避免尖角,避免尖角，焊接处尖角定位困难，且尖角热容体太小，尖角易被熔化,4.6便于焊接前后的处理操作和检测准则,结构的设计便于焊接前、后的处理、焊接的操作和检测。1、足够大的操作空间；2、焊接时易于定位，易于操作，电极不会和周围的板粘结；3、焊接后便于检查；,4.7对接焊缝强度大及动载荷设计准则,对接焊缝强度较大，尤其动载荷时优先采用,焊接时的热变形在冷却后不能完全消除，产生残余变形，引起热应力。解决措施：热处理工艺降低热应力；降低焊接区周围的刚性，从根本上减少内应力的产生。,4.8焊接区柔性准则,4.9最少的焊接,最