机械结构设计与创新课件

机械结构设计与创新节选自《机械创新设计》，张美麟主编概论结构设计指零件的结构形状及零件间的联接关系的设计。是机械设计的主要组成部分，是涉及问题最多、最具体、工作量最大的工作阶段。需考虑因素材料的力学性能，零部件的功能，工作条件，加工工艺，装配，使用，成本，安全，环保等特点实践性、细节性、多样性与创造性2022/12/182主要内容1.实现零件功能的结构设计与创新2.结构元素的变异与演化3.适应材料性能的结构设计与创新2014/4/634.方便制造与操作的结构设计与创新第一节实现零件功能的结构设计与创新一、功能分解二、功能组合三、功能移植2022/12/184功能分解意义：

每个零件的每个部分各承担着不同的功能，具有不同的工作原理。将零件功能分解、细化，有利于与提高其工作性能，有利于开发新功能，也使零件整体功能更趋于完善。2022/12/185example实例：螺钉螺钉头扳拧功能支撑功能螺钉体定位功能螺钉尾导向2022/12/186功能组合意义：指一个零件可以实现多种功能，这样可以使整个机械系统更趋于简单化，简化制造过程，减少材料消耗，提高工作效率，式结构设计的一个重要途径。一般是在零件原有功能基础上增加新的功能。2022/12/187example功能移植意义:指相同的或相似的结构可实现完全不同的功能。这可以通过联想、类比、移植等创新技法获得新功能。2022/12/188实例螺栓联接的摩擦防松轴毂联接第二节结构元素的变异与演化一、轮毂联接的结构元素变异与演化二、离合器的结构元素变异与演化三、棘轮传动的结构变异与演化四、各种槽销结构元素的变异五、新型联轴器的结构特点六、改善工作性能的结构变异2022/12/189第三节适应材料性能的结构设计与创新一、扬长避短二、性能互补三、结构形状变异2022/12/1810扬长避短结构形状要要有利于材材料性能的的发挥。如如铸铁的抗抗压强度比比抗拉强度度高，因此此铸铁就要要设计成承承受抗压状状态，以充充分发挥其其优势。陶瓷材料承承受局部集集中载荷的的能力差，，在与金属属件的连接接中，应避避免其弱点点。塑料是常用用的加工材材料之一，，质量轻，，成本低，，能制成很很复杂的形形状，但强强度、刚度度低，易老老化。2022/12/711性能互补将刚性与柔柔性材料合合理搭配，，在刚性部部件中对某某些零件赋赋予柔性，，使其能用用接触时的的变形不补偿工作表面几几何形状的的误差。2022/12/712性能互补对于链传动动，由于是是非共轭啮啮合，所以以在工作时时会产生振振动冲击。。经分析，，确知在链链条啮入处处引起的冲冲击、振动动最大。为为改变这种种情况，可可在链条或或链轮的结结构上进行行变形设计计。2022/12/713结构形状变变异选用不同的的材料，往往往同时伴伴随着零部部件结构形形状的变异异。2022/12/714第四节、方方便制造与与操作的结结构设计与与创新一、加工工艺的结构构型二、装配输送的结构构型三、简单结构四、宜人结构2022/12/715加工工艺的的结构构型型对于机械加加工的零件件，在构型型上要考虑虑到使装卡卡、加工与与测量时间间比较短，，设备维护护费用等因因素。主要要体现在加加工面上的的形状力求求简单，尺尺寸力求小小，位置应应方便装卡卡与刀具的的退出，避避免在内表表面上进行行复杂的加加工等。2022/12/716装配输送的的结构构型型人工装配时时，希望装装配可以可可靠、省力力。同时随随着装配自自动化程度度的提高，，装配自动动化生产线线和装配机机器人对形形状的识别别也提出了了构形要求求。2022/12/717简单机机构精炼的的，简简单的的才是是设计计的进进步，，也是是设计计者的的愿望望。a）联接接机构构的简简化；；b）铰链链机构构的简简化；；c）其他他简单单机构构2022/12/718宜人机机构宜人机机构是是指机机械设设备的的结构构形状状应该该适应应人的的生理理和心心理要要求，，使得得操作作安全全、准准确、、省力力、简简便，，减少少操作作的疲疲劳，，提高高工作作效率率。2022/12/719宜人结结构a)减少操操作疲疲劳的的结构构结构设设计与与构形形应该该考虑虑操作作者的的施力力情况况，避避免操操作者者长期期保持持一种种非自自然状状态下下的姿姿势。。2022/12/720宜人结结构b）提高高操作作能力力的结结构应考虑人的的手与脚的的用力方法法，使之容容易操作。。2022/12/721宜人结构C）减少操作作错误的机机构操作零件的的外形要简简单，容易易辨认；操操作位置要要合适，应应力求使操操作零件位位于操作者者的手或脚脚够得着的的位置。2022/12/722宜人结构构d）外形与与色彩零件的外外形除应应与功能能、材料料、加工工方便等等因素有有关外，同时也也要考虑虑适应人的的反应。除满足使使用功能能、加工工条件、、材料特特性外，，还要考考虑外形形的和谐谐、均衡衡、稳定定。2022/12/7232022/12/724谢谢听讲讲！实例2022/12/725实例2022/12/726实例2022/12/727实例2022/12/728实例2022/12/729实例2022/12/730实例2022/12/731实例2022/12/732实例2022/12/733实例2022/12/734实例2022/12/735实例2022/12/736202