机械结构设计概论

机械(jīxiè)结构设计准则润滑理论及轴承(zhóuchéng)研究所朱永生2011-11西安交通大学润滑(rùnhuá)理论及轴承研究所第一页，共122页。内容(nèiróng)西安交通大学润滑(rùnhuá)理论及轴承研究所机械(jīxiè)结构设计概论1提高强度、刚度和延长寿命的结构设计准则2提高精度的结构设计准则3符合人机工程学设计准则4避免或减小对人类损害的结构设计准则5改进零部件结构工艺性的结构设计6第二页，共122页。内容(nèiróng)西安交通大学润滑理论(lǐlùn)及轴承研究所机械(jīxiè)结构设计概论1第三页，共122页。1.结构设计的作用(zuòyòng)机械结构设计是机械设计的重要组成部分，没有结构就没有机器。使用者关注的是产品的性能和功能，而设计和制造者则关心的是机器的机械结构，这套结构能满足使用者所要求的功能和性能。所以结构是把设计——制造——使用者联系起来的纽带，是设计、制造、使用的具体(jùtǐ)对象，是使用性能的物质承担者。第四页，共122页。1.结构设计的作用(zuòyòng)机械结构设计应满足作为产品的多方面要求，基本要求有功能、可靠性、工艺性、经济性和外观造型等方面的要求。此外(cǐwài)，还应改善零件的受力，提高强度、刚度、精度和寿命。因此，机械结构设计是一项综合性的技术工作。第五页，共122页。1.结构设计的作用(zuòyòng)机械结构设计过程中应遵循一定的结构设计准则，否则：零部件失效机器达不到设计精度的要求给装配和维修(wéixiū)带来极大的不方便。。。。。。西安交通大学润滑理论(lǐlùn)及轴承研究所第六页，共122页。2.机械(jīxiè)结构设计的任务和工作内容采用各种方法，确定机械零部件所采用的原理、形状、构造、材料、尺寸公差等，并将设计结果表现为生产图样(túyàng)或生产机械所需的全部技术资料。这些工作主要在技术设计阶段。西安交通大学润滑(rùnhuá)理论及轴承研究所调查决策研究设计技术设计试制生产销售结构设计第七页，共122页。3.机械(jīxiè)结构设计的基本条件和要求机械系统的功能要求？所设计的机械应具有的功能及各个部分应具有的功能、各部分的性能参数（压力、速度、运动范围等）输入输出的能量、材料或信号的具体要求，如机床的精度、信号的信噪比等对机械系统本身的要求，如重量、体积、寿命和可靠性等。使用者和环境要求环境影响：如使用环境有无砂石、腐蚀、温度、气候、辐射等特殊条件和要求。物质条件：动力、燃料、原材料、润滑剂等各种设备(shèbèi)正常使用中所必须的辅料的供应情况。西安交通大学润滑(rùnhuá)理论及轴承研究所第八页，共122页。3.机械结构设计的基本(jīběn)条件和要求使用者的技术水平：操作者的技术水平和熟练程度、维修的情况及技术水平等。使用者的经济条件：购置费、维护费、材料和各项开支及使用本系统的经济效果等。安全条件：人身和健康安全要求，噪声和污染的允许界限使用者的特殊条件：某些国家、地区对不同颜色、造型的特殊爱好或禁忌等。工艺条件加工技术和设备的水平。标准化、系列化的情况。对保养、维护、修理(xiūlǐ)的要求和得到配件的条件。西安交通大学润滑理论(lǐlùn)及轴承研究所第九页，共122页。3.机械结构设计的基本(jīběn)条件和要求市场及其他情况当前市场上有无类似产品(chǎnpǐn)？我们设计、生产该产品(chǎnpǐn)的优势？有无相关专利？对我们的影响？当前市场容量和市场预测，发展趋势。国家对本产品(chǎnpǐn)的使用有什么限制和要求？设计生产的进度要求。西安交通大学润滑理论(lǐlùn)及轴承研究所第十页，共122页。4.机械结构(jiégòu)方案设计的技巧由结构中的相互关系变换而制定结构方案运动形式的变换结合方式的变换锁合的变换物理原理的变换利用形态变换的方法制定结构方案形状变换位置变换数目变换尺寸变换结构方案设计机械结构设计有两个(liǎnɡɡè)重要步骤：一.结构方案设计，为了实现某一原理方案采用尽可能多的各种结构方案；二.结构方案择优选用。第十一页，共122页。4.机械(jīxiè)结构方案设计的技巧要设计一台点钞机，为达到钞票分离(fēnlí)的目的，可以采用下图所示的几种功能原理方案。显然，进行原理性构思时首先要考虑应用某种"物理效应"（如图中的摩擦、离心力、气吹等），然后利用某种"作用原理"（如图中的摩擦轮、转动架、气嘴等），最后达到实现"功能目标"的结果。西安交通大学润滑理论(lǐlùn)及轴承实验室第十二页，共122页。4.机械(jīxiè)结构方案设计的技巧一.利用形态变换的方法制定结构方案形状变换：改变零件的形状，尤其是工作表面(biǎomiàn)的形状而得到不同的结构形式。如直齿改为斜齿，过盈配合改为花键连接等。西安交通大学润滑(rùnhuá)理论及轴承研究所将摆动导杆机构中的直线导槽改为圆弧导槽，可获得较长时间的停歇。槽轮直径变为无穷大，槽数无穷多时，演变为槽条机构滚珠变滚柱，减少变形量行星齿轮大小的变化，导致滑块的不同运动特性第十三页，共122页。4.机械结构(jiégòu)方案设计的技巧一.利用形态变换的方法制定结构(jiégòu)方案位置变换：改变零件的相互位置关系，来使得零部件的受力、润滑等工况改善。西安交通大学润滑(rùnhuá)理论及轴承研究所消除了推杆的轴向力改善了润滑条件第十四页，共122页。4.机械结构(jiégòu)方案设计的技巧一.利用形态变换的方法制定结构方案数目(shùmù)变换：变换零件的数目(shùmù)或相关集合形状的数量（如平键改为花键连接）。尺寸变化：改变零件或表面的尺寸，从而产生形态变换。西安交通大学润滑理论(lǐlùn)及轴承研究所第十五页，共122页。4.机械结构(jiégòu)方案设计的技巧一.利用形态变换的方法制定(zhìdìng)结构方案实例分析：西安交通大学润滑理论(lǐlùn)及轴承研究所功能要求：设计夹具，用于加紧安装于圆柱形外套2中的汽缸套1，以便加工内孔第十六页，共122页。4.机械结构(jiégòu)方案设计的技巧一.利用形态变换的方法制定结构方案实例分析(fēnxī)（2）：精密控制工作台西安交通大学润滑理论(lǐlùn)及轴承研究所功能要求：精密驱动（0.08um）安装于丝杠螺母机构5，6上的工作平台。第十七页，共122页。4.机械结构(jiégòu)方案设计的技巧二.由机械结构中的相互关系变换而制定结构方案运动形式的变换正反转(fǎnzhuǎn)180度工作台设计：用电机？机械结构？西安交通大学润滑理论(lǐlùn)及轴承研究所第十八页，共122页。4.机械结构(jiégòu)方案设计的技巧二.由机械结构中的相互关系变换而制定结构方案结合方式的变换：对于静止件和运动件之间的相互关系称为结合方式。通常(tōngcháng)采用的是相互滑动和相互滚动（如滑动轴承和滚动轴承）。此外还可以采用空气垫、磁场或油膜隔开运动物体表面。西安交通大学润滑(rùnhuá)理论及轴承研究所第十九页，共122页。4.机械(jīxiè)结构方案设计的技巧二.由机械结构中的相互关系变换而制定结构方案锁合方式的变换：两个互相连接的零件可以采用不同的原理把他们(tāmen)连接起来称为锁合。如力锁合（依靠摩擦力，如过盈配合、楔形键）、材料锁合（利用中间材料：如焊接）和形状锁合（利用形状进行连接：花键、销钉）是三种常用的锁合方式。西安交通大学润滑(rùnhuá)理论及轴承研究所第二十页，共122页。4.机械(jīxiè)结构方案设计的技巧二.由机械结构中的相互关系变换而制定结构方案物理原理的变换：利用不同的物理原理实现某一机构功能。比如对于传动，可依靠(yīkào)几何形状传动（齿轮、凸轮、斜面、链）；也可靠摩擦力传动；可利用介质传动（气动、液动）；依靠(yīkào)磁场；或者利用某些材料在电、热、力等物理参量作用下，尺寸的改变等原理进行传动。西安交通大学润滑理论(lǐlùn)及轴承研究所超声电机超声电机工作原理镜头变焦第二十一页，共122页。4.机械(jīxiè)结构方案设计的技巧二.由机械结构中的相互(xiānghù)关系变换而制定结构方案物理原理的变换：利用不同的物理原理实现某一机构功能。西安交通大学润滑(rùnhuá)理论及轴承研究所第二十二页，共122页。内容(nèiróng)西安交通大学润滑(rùnhuá)理论及轴承研究所提高强度、刚度和延长(yáncháng)寿命的结构设计准则2第二十三页，共122页。2.1机械(jīxiè)结构合理受力的准则受力强度刚度耐磨性立木(lìmù)支千斤千斤不压稍第二十四页，共122页。2.1机械(jīxiè)结构合理受力的准则一.载荷均布准则：外载荷由多个零件或支撑点支持(zhīchí)时，应当使它们受力尽量均匀。西安交通大学润滑理论(lǐlùn)及轴承研究所轴承受力不均匀轴弯曲导致齿轮接触情况恶化非对称布置，应当使齿轮对远离动力输入端，用扭转变形改善弯曲变形导致的齿轮沿宽度方向载荷分布不均匀第二十五页，共122页。2.1机械(jīxiè)结构合理受力的准则一.载荷均布准则：外载荷由多个零件(línɡjiàn)或支撑点支持时，应当使它们受力尽量均匀。西安交通大学润滑(rùnhuá)理论及轴承研究所第二十六页，共122页。2.1机械(jīxiè)结构合理受力的准则一.载荷(zàihè)均布准则：外载荷(zàihè)由多个零件或支撑点支持时，应当使它们受力尽量均匀。西安交通大学润滑理论(lǐlùn)及轴承研究所第二十七页，共122页。2.1机械(jīxiè)结构合理受力的准则一.载荷均布准则：外载荷由多个(duōɡè)零件或支撑点支持时，应当使它们受力尽量均匀。西安交通大学润滑(rùnhuá)理论及轴承研究所第二十八页，共122页。2.1机械(jīxiè)结构合理受力的准则二.载荷分担准则：即把作用在一个零件(línɡjiàn)上的载荷，经采取结构措施，分给两个或更多个零件(línɡjiàn)承担。西安交通大学润滑理论(lǐlùn)及轴承研究所第二十九页，共122页。2.1机械(jīxiè)结构合理受力的准则三.自平衡准则(zhǔnzé)：应使机械结构中的相互作用力相互平衡。西安交通大学润滑(rùnhuá)理论及轴承研究所第三十页，共122页。2.1机械(jīxiè)结构合理受力的准则四.自加强准则：在合理设计的前提(qiántí)下，机械装置的外载荷，可成为加强结构功能的因素。西安交通大学润滑(rùnhuá)理论及轴承研究所第三十一页，共122页。2.1机械(jīxiè)结构合理受力的准则五.力流路径(lùjìng)最短准则：传递力的时候，所涉及的零部件应尽可能少。西安交通大学润滑(rùnhuá)理论及轴承研究所厚度40mm,仍有变形厚度20mm,变形很小第三十二页，共122页。2.2提高静强度(qiángdù)的结构设计准则西安交通大学润滑(rùnhuá)理论及轴承研究所第三十三页，共122页。2.2提高(tígāo)静强度的结构设计准则一。加大截面(jiémiàn)系数或者西安交通大学润滑理论(lǐlùn)及轴承研究所第三十四页，共122页。2.2提高静强度(qiángdù)的结构设计准则一。加大截面(jiémiàn)系数或者案例：西安交通大学润滑理论(lǐlùn)及轴承研究所铸铁件的抗压强度是抗拉强度的数倍，因此设计中应充分考虑此特性。第三十五页，共122页。2.2提高(tígāo)静强度的结构设计准则二。采用空心(kōngxīn)轴提高刚度西安交通大学润滑(rùnhuá)理论及轴承研究所W0(W):空心（实心）轴的截面系数I0(I):空心（实心）轴的惯性矩第三十六页，共122页。2.2提高(tígāo)静强度的结构设计准则三。受转矩的截面必须封闭(fēngbì)原则西安交通大学润滑理论(lǐlùn)及轴承研究所第三十七页，共122页。2.2提高静强度(qiángdù)的结构设计准则四。避免(bìmiǎn)悬臂梁伸出端过长原则西安交通大学润滑(rùnhuá)理论及轴承研究所第三十八页，共122页。2.2提高(tígāo)静强度的结构设计准则五。等强度设计(shèjì)准则西安交通大学润滑(rùnhuá)理论及轴承研究所第三十九页，共122页。2.2提高(tígāo)静强度的结构设计准则六。弹性(tánxìng)强化和塑性强化准则西安交通大学润滑(rùnhuá)理论及轴承研究所第四十页，共122页。2.2提高静强度(qiángdù)的结构设计准则六。弹性(tánxìng)强化和塑性强化准则西安交通大学润滑(rùnhuá)理论及轴承研究所第四十一页，共122页。2.2提高静强度(qiángdù)的结构设计准则六。弹性(tánxìng)强化和塑性强化准则西安交通大学润滑(rùnhuá)理论及轴承研究所利用塑性变形所产生的残余应力来抵消部分工作时的应力。塑性强化的原理适用于塑性材料；载荷方向始终一致第四十二页，共122页。2.3提高(tígāo)疲劳强度的结构设计准则机械零件失效的80%属于疲劳(píláo)破坏。因此在机械结构设计中应充分重视提高疲劳(píláo)强度的措施。疲劳(píláo)破坏是在材料有不一致性的情况下，零部件内分布不均匀的弹性和塑性变形多次快速反复交替作用的结果。最先的破坏发生在存在相对于作用载荷的方向不利的残余应力和局部消弱部分的微观体积内，进而逐渐扩展而发生零件整体破坏。应力集中、螺纹连接中连接件与被连接件之间的相对刚度、零件表面粗糙度、形状及尺寸均影响零件的疲劳(píláo)强度。西安交通大学润滑理论(lǐlùn)及轴承研究所第四十三页，共122页。2.3提高(tígāo)疲劳强度的结构设计准则一。降低应力集中(jízhōng)准则西安交通大学润滑(rùnhuá)理论及轴承研究所断面变化急剧，则应力集中严重，反之，则应力集中轻微第四十四页，共122页。2.3提高(tígāo)疲劳强度的结构设计准则一。降低应力集中(jízhōng)准则西安交通大学润滑理论(lǐlùn)及轴承研究所断面变化急剧，则应力集中严重，反之，则应力集中轻微第四十五页，共122页。2.3提高(tígāo)疲劳强度的结构设计准则一。降低(jiàngdī)应力集中准则西安交通大学润滑理论(lǐlùn)及轴承研究所第四十六页，共122页。2.3提高(tígāo)疲劳强度的结构设计准则一。降低应力集中(jízhōng)准则西安交通大学润滑(rùnhuá)理论及轴承研究所第四十七页，共122页。2.3提高(tígāo)疲劳强度的结构设计准则一。降低应力集中(jízhōng)准则西安交通大学润滑理论(lǐlùn)及轴承研究所第四十八页，共122页。2.3提高(tígāo)疲劳强度的结构设计准则二。连接件与被连接件刚度合理匹配准则在具有预紧力的螺栓连接中，如果工作载荷是脉动的，则螺栓与被连接件所受的拉力和压力都是非对称循环变化的。螺栓与被连接件相对刚度和连接的预紧力与工作载荷的比值(bǐzhí)，决定了螺栓和被连接件所受载荷的波动程度。在一定预紧力的前提下，适当选择螺栓与被连接件的刚度，可减少螺栓及被连接件受力的波动程度，从而提高螺栓连接的疲劳刚度（但同时还需要考虑连接的密合性）。西安交通大学润滑(rùnhuá)理论及轴承研究所螺栓刚度系数被连接件的刚度系数第四十九页，共122页。2.3提高(tígāo)疲劳强度的结构设计准则二。连接件与被连接件刚度(ɡānɡdù)合理匹配准则西安交通大学润滑(rùnhuá)理论及轴承研究所螺栓刚度改变方法：减小（或增大）螺栓的直径改变螺栓的长度被连接件刚度改变方法：加大或减少被连接件的截面积采用弹性原件第五十页，共122页。2.3提高(tígāo)疲劳强度的结构设计准则三。改善(gǎishàn)表面状况准则降低表面粗糙度准则：表面粗糙时，零件受力后会产生应力集中。若零件受力后最大应力发生在表面（弯曲），则表面容易成为疲劳裂纹的起始点。强度越高，对应力集中越敏感。西安交通大学润滑理论(lǐlùn)及轴承研究所第五十一页，共122页。2.3提高(tígāo)疲劳强度的结构设计准则三。改善表面状况准则表面处理提高疲劳强度准则：采用滚压、喷丸、碳化、氮化等方法强化(qiánghuà)表面层，可在表面形成残余压应力，从而可以部分抵消工作时的拉应力，提高疲劳强度。西安交通大学润滑理论(lǐlùn)及轴承研究所第五十二页，共122页。三。改善表面(biǎomiàn)状况准则西安交通大学润滑理论(lǐlùn)及轴承研究所2.3提高(tígāo)疲劳强度的结构设计准则第五十三页，共122页。2.3提高(tígāo)疲劳强度的结构设计准则四。案例(ànlì)分析西安交通大学润滑理论(lǐlùn)及轴承研究所第五十四页，共122页。2.3提高(tígāo)疲劳强度的结构设计准则四。案例(ànlì)分析西安交通大学润滑(rùnhuá)理论及轴承研究所第五十五页，共122页。2.4提高接触强度(qiángdù)的结构设计准则一。增大综合(zōnghé)曲率半径原则西安交通大学润滑(rùnhuá)理论及轴承研究所第五十六页，共122页。2.4提高接触强度(qiángdù)的结构设计准则二。以面接触代替(dàitì)线接触原则西安交通大学润滑理论(lǐlùn)及轴承研究所第五十七页，共122页。西安交通大学润滑理论(lǐlùn)及轴承研究所2.5提高抗冲击强度(qiángdù)的结构设计准则第五十八页，共122页。一。适当(shìdàng)减小刚度原则西安交通大学润滑(rùnhuá)理论及轴承研究所2.5提高抗冲击强度(qiángdù)的结构设计准则第五十九页，共122页。二。在冲击部位(bùwèi)设立减震器西安交通大学润滑理论(lǐlùn)及轴承研究所2.5提高抗冲击强度(qiángdù)的结构设计准则第六十页，共122页。三。在冲击部位设立(shèlì)减震器四。提高材料冲击韧度西安交通大学润滑理论(lǐlùn)及轴承研究所2.5提高(tígāo)抗冲击强度的结构设计准则第六十一页，共122页。2.6提高刚度(ɡānɡdù)的结构设计准则西安交通大学润滑理论(lǐlùn)及轴承研究所第六十二页，共122页。一。用拉压代替弯曲(wānqū)原则西安交通大学润滑理论(lǐlùn)及轴承研究所2.6提高(tígāo)刚度的结构设计准则第六十三页，共122页。二。合理(hélǐ)布置支撑结构西安交通大学润滑(rùnhuá)理论及轴承研究所2.6提高刚度(ɡānɡdù)的结构设计准则第六十四页，共122页。二。合理布置支撑(zhīchēng)结构西安交通大学润滑理论(lǐlùn)及轴承研究所2.6提高刚度(ɡānɡdù)的结构设计准则昆明机床THM46100精密镗床采用3点支撑第六十五页，共122页。2.6提高刚度(ɡānɡdù)的结构设计准则三。合理设计断面形状四。用肋板或隔板增强(zēngqiáng)强度准则西安交通大学润滑理论(lǐlùn)及轴承研究所抗弯抗扭刚度均比较小抗弯刚度好抗扭刚度好抗弯抗扭刚度均较好第六十六页，共122页。2.6提高刚度(ɡānɡdù)的结构设计准则三。用预变形(biànxíng)补偿有害变形(biànxíng)原则西安交通大学润滑理论(lǐlùn)及轴承研究所TK4200双柱坐标镗床第六十七页，共122页。2.7提高(tígāo)耐磨性的结构设计准则一。降低(jiàngdī)摩擦面压强原则西安交通大学润滑理论(lǐlùn)及轴承研究所重型滑座机械卸荷装置第六十八页，共122页。2.7提高(tígāo)耐磨性的结构设计准则二。避免局部(júbù)剧烈磨损原则西安交通大学润滑(rùnhuá)理论及轴承研究所鼓形齿轮第六十九页，共122页。2.7提高(tígāo)耐磨性的结构设计准则三。自动(zìdòng)补偿与调节装置西安交通大学润滑(rùnhuá)理论及轴承研究所第七十页，共122页。西安交通大学润滑理论(lǐlùn)及轴承研究所提高精度(jīnɡdù)的结构设计准则3第七十一页，共122页。3.1概述(ɡàishù)1.误差产生的原因原理误差：由于设计中在原理上产生的误差。手轮上用线性刻度表示角度Theta的值。原始误差：由于加工、装配、调整(tiáozhěng)产生的误差以及使用中的磨损、弹性变形等产生的误差。西安交通大学润滑理论(lǐlùn)及轴承研究所第七十二页，共122页。3.2阿贝（Abbe）原则(yuánzé)——被测尺寸与读数尺共线原则(yuánzé)Abbe原则：若使量仪给出正确的测量结果，必须将一起的读数(dúshù)线尺安放在被测尺寸的延长线上。西安交通大学润滑(rùnhuá)理论及轴承研究所假定由于制造误差，工作台沿圆弧移动，导致工作台的移动距离和工件不同如果以丝杆移动的长度来衡量工件长度，则产生误差：第七十三页，共122页。3.2阿贝（Abbe）原则(yuánzé)西安交通大学润滑理论(lǐlùn)及轴承研究所第七十四页，共122页。3.3误差(wùchā)补偿准则在误差可计算（大小、方向(fāngxiàng)）条件下，可采用各种补偿方法减小误差。（1）温度补偿西安交通大学润滑(rùnhuá)理论及轴承研究所原理：用膨胀系数大的材料和膨胀系数小的材料的组合，补偿膨胀系数为中间值的材料的温度变形或应力。第七十五页，共122页。3.3误差(wùchā)补偿准则（2）加工(jiāgōng)误差补偿西安交通大学润滑理论(lǐlùn)及轴承研究所依据丝杠螺母的制造误差制作校正尺曲线，使得在每一点上螺母的运动附加一个校正的转动，从而补偿螺距误差。第七十六页，共122页。3.3误差补偿(bǔcháng)准则（3）磨损量互相(hùxiāng)补偿装置西安交通大学润滑理论(lǐlùn)及轴承研究所图a:图b:第七十七页，共122页。3.4传动(chuándòng)机构误差传递准则（1）减速机构末端(mòduān)传动比应最大、精度应最高原则增速机构第一级精度应最高准则西安交通大学润滑理论(lǐlùn)及轴承研究所第七十八页，共122页。3.5误差均化原理-多点接触提高(tígāo)精度准则误差均化原理：在机构中如果有多个连接点同时对一种运动(yùndòng)起限制作用，则运动(yùndòng)件的运动(yùndòng)误差决定于各连接点的综合影响，其运动(yùndòng)精度通常比一个连接点起限制作用时为高。西安交通大学润滑理论(lǐlùn)及轴承研究所第七十九页，共122页。3.5误差均化原理(yuánlǐ)-多点接触提高精度准则误差(wùchā)均化原理西安交通大学润滑(rùnhuá)理论及轴承研究所第八十页，共122页。3.5误差均化原理-多点接触提高精度(jīnɡdù)准则误差(wùchā)均化原理西安交通大学润滑(rùnhuá)理论及轴承研究所第八十一页，共122页。3.6误差(wùchā)合理配置准则前轴承精度应比后轴承高两个轴承的最大径向(jìnɡxiànɡ)振摆方向应相同西安交通大学润滑(rùnhuá)理论及轴承研究所第八十二页，共122页。3.7消除(xiāochú)空回原则西安交通大学润滑(rùnhuá)理论及轴承研究所第八十三页，共122页。3.7消除(xiāochú)空回原则西安交通大学润滑(rùnhuá)理论及轴承研究所第八十四页，共122页。3.7消除(xiāochú)空回原则西安交通大学润滑(rùnhuá)理论及轴承研究所双导程蜗杆传动，可以通过轴向移动蜗杆来消除反向传动的间隙，双导程蜗杆其左右两齿面的模数不同，因此形成两齿面的螺旋升角不同，从而带来齿厚逐渐增厚(向安装电机(diànjī)的反方向增厚)，如果蜗轮付传动有间隙时，可修磨垫圈来调整。第八十五页，共122页。3.7消除(xiāochú)空回原则西安交通大学润滑(rùnhuá)理论及轴承研究所机床双驱消间隙：采用两个力矩电机，通过电气控制，使得齿圈在启动和换向的过程中始终受到偏置力矩的作用——两个小齿轮分别贴紧齿圈的两个相反的啮合面，使其不能在齿轮间隙中来回摆动，从而达到消除间隙，提高系统精度(jīnɡdù)的目的。第八十六页，共122页。西安交通大学润滑理论(lǐlùn)及轴承研究所符合(fúhé)人机工程学设计准则4第八十七页，共122页。人机学研究的主要目的设计机器时必须考虑人的心理和生理的各种因素；使及其操作简便、省力、准确。使操作者的工作环境安全、舒适、减轻疲劳；有最高的工作效率人机学研究的主要内容考虑人体的尺寸、动作特点、感觉器官的要求、人体力学(lìxué)的要求、美学要求（形状、尺寸、颜色等）和习惯要求。西安交通大学润滑(rùnhuá)理论及轴承研究所第八十八页，共122页。笔记本电脑桌西安交通大学润滑理论(lǐlùn)及轴承研究所第八十九页，共122页。4.1基于(jīyú)人体形态学的设计准则西安交通大学润滑(rùnhuá)理论及轴承研究所A:工作台；B:书写(shūxiě)位置；C:调节与显示最佳区域；D:次要调节与显示区域；E:重要显示区域与不太重要的调节区域；F:次要显示的辅助区域第九十页，共122页。4.2基于人体感觉器官(gǎnjuéqìguān)要求的设计准则西安交通大学润滑理论(lǐlùn)及轴承研究所第九十一页，共122页。4.2基于人体感觉器官要求(yāoqiú)的设计准则西安交通大学润滑(rùnhuá)理论及轴承研究所对比度要求(yāoqiú)：第九十二页，共122页。4.2基于人体感觉器官要求的设计(shèjì)准则西安交通大学润滑理论(lǐlùn)及轴承研究所第九十三页，共122页。4.2基于人体感觉器官(gǎnjuéqìguān)要求的设计准则西安交通大学润滑理论(lǐlùn)及轴承研究所适于观察(guānchá)准则：第九十四页，共122页。4.2基于人体(réntǐ)感觉器官要求的设计准则西安交通大学润滑理论(lǐlùn)及轴承研究所第九十五页，共122页。4.2基于人体感觉器官要求(yāoqiú)的设计准则西安交通大学润滑理论(lǐlùn)及轴承研究所第九十六页，共122页。4.2基于人体感觉器官要求的设计(shèjì)准则满足听觉要求的设计准则发声强度足够声音(shēngyīn)适当选择准则发声方法适当选择准则满足触觉要求的设计准则零件表面形状设计应适合人的操作要求与人接触的零件表面性质选择准则。（比如手轮手柄等，应该有适当的粗糙度和硬度；刹车踏板应该有足够的摩擦力。）西安交通大学润滑理论(lǐlùn)及轴承研究所第九十七页，共122页。4.3基于人体力学(lìxué)的设计准则西安交通大学润滑理论(lǐlùn)及轴承研究所第九十八页，共122页。4.3基于人体力学(lìxué)的设计准则操作力不超过(chāoguò)极限值准则西安交通大学润滑(rùnhuá)理论及轴承研究所第九十九页，共122页。4.3基于人体(réntǐ)力学的设计准则精细调节旋钮动作柔和(róuhé)准则西安交通大学润滑理论(lǐlùn)及轴承研究所第一百页，共122页。4.3按美学(měixué)要求的人机学设计标准尺寸比例(bǐlì)适当西安交通大学润滑(rùnhuá)理论及轴承研究所第一百零一页，共122页。4.3按美学(měixué)要求的人机学设计标准西安交通大学润滑(rùnhuá)理论及轴承研究所第一百零二页，共122页。西安交通大学润滑(rùnhuá)理论及轴承研究所4.3按美学(měixué)要求的人机学设计标准第一百零三页，共122页。西安交通大学润滑(rùnhuá)理论及轴承研究所避免(bìmiǎn)或减小对人类损害的结构设计准则5第一百零四页，共122页。5.1机械结构设计的安全(ānquán)准则西安交通大学润滑理论(lǐlùn)及轴承研究所第一百零五页，共122页。5.2减少机械(jīxiè)噪声的设计准则噪声的危害减少噪声的措施减少运动部件的冲击和碰撞（如无缝(wúfénɡ)钢轨）增加机械零件的厚度尺寸提高运动部件的平衡精度防止共振改善机构的阻尼特性西安交通大学润滑(rùnhuá)理论及轴承研究所第一百零六页，共122页。5.3绿色(lǜsè)设计准则绿色设计的一般准则(zhǔnzé)合理延长产品的寿命避免采用有害材料尽量减少机器重量材料零件等尽量回收利用减少排污避免泄漏西安交通大学润滑(rùnhuá)理论及轴承研究所钢制的：容易生锈，容易使土地板结；充气的：容易被扎破第一百零七页，共122页。5.4提高(tígāo)舒适性的结构设计准则西安交通大学润滑(rùnhuá)理论及轴承研究所第一百零八页，共122页。西安交通大学润滑(rùnhuá)理论及轴承研究所改进(gǎijìn)零部件结构工艺性的结构设计6第一百零九页，共122页。6.1概述(ɡàishù)工艺性是指设计者在保证使用功能的前提下，力求使所设计的零部件在制造过程中能具有(jùyǒu)生产率高、材料消耗少、生产成本低等优点。一般应考虑如下几个问题：全面考虑结构工艺性问题：从零部件的毛坯开始，一步步考虑，如考虑热处理、机加、表面涂饰、装配调整、试车检验、运输安装、使用维修、报废回收等整个过程，逐步考虑其工艺性问题。考虑生产、使用条件等确定工艺性要求。（比如单件生产中的大件采用焊接方式而中小批量生产则采用铸件更节约成本）注意新技术与工艺性的关系：新技术、新材料的出现要求新的工艺