2022年机械设计禁忌.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 机械设计禁忌其次篇 机械设计平面机构 1 、连杆机构设 计 应 注 意 的 问 题说明平行四边形机构,当以长边为机架时,在长短边四杆 重合的位置可能发生运动不确定现象,导致从动杆反转,破坏四杆的平行四边形关系；增加一根与短边平行且相 等的杆,可以防止运动不确定,但此时显现虚约束,要 求精度高；用两套机构错开 90 度,就更好；有些连杆机构在运动过程中显现死点,如图示曲柄摇 杆机构, 当摆杆主动时, 在曲柄与连杆在一条直线上时,摇杆不能对曲柄产生推动力矩即为死点,对转动缓慢、惯性很小的机械,在死点可能停止转动或反转；加大曲 柄的惯性如加一飞轮 ,

2、都有利于使机械顺当通过死点；传动角过小时,推动从动件的有效分力很小,而无效 分力很大；应转变构件尺寸比例或转变连杆机构形式；如图,原设计传动角 很小,改为摇杆机构后有很大改 善； 2 、凸轮机构图中所示,两个凸轮的尺寸、外形、转向、从动件形 状都相同；但是导轨对凸轮中心的偏置位置在通过凸轮 中心垂线的不同侧,以在右侧的较好,压力角较小,运 转敏捷；其次篇 机械设计机械联接 1 、螺纹联接名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 15 页精选学习资料 - - - - - - - - - 设 计 应 注 意 的 问 题说明5. 对顶螺母高度不同时,不要装反使用对顶螺母是常用的防松方法

3、之一；两个对顶螺母 拧紧后,使旋合螺纹间始终受到附加的压力和摩擦力的 作用；依据旋合螺纹接触情形分析,下螺母螺纹牙受力 较小,其高度可小些；但是,使用中常显现下螺母厚,上螺母薄的情形,这主要是由于扳手的厚度比螺母厚,不简洁拧紧,通常为了防止装错,两螺母的厚度取相等 为最正确方案；法兰的正下面的螺栓简洁受泄水的腐蚀,而影响螺栓 的联接性能,且易产生泄漏,适当转变螺栓布置,成效 较好在斜面上钻不但位置不准,而且简洁损耗刀具,应尽 量防止,可用转变孔的位置或转变零件外表外形,使零 件外表与孔中心线垂直来解决；如图之通孔,底部有一部分未钻通,钻孔时产生不平 衡力,易损坏钻头；应尽量防止；进行结构设计时

4、要留出螺栓的安装与拆卸的空间,以 保证螺栓在装拆时有足够的空间使螺栓能顺当地装入或取 出；由于螺母各扣与螺旋接触情形不同,对螺旋的螺距误 差引起的运动误差有匀称化作用；测量螺杆得到的螺杆 累积误差就是螺母产生的匀称化作用；当螺母扣数过少 时,匀称化成效差；名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 15 页精选学习资料 - - - - - - - - - 2 、键联接11. 键槽不要开在零件的薄弱部位 轮毂或轴上开键槽后 , 其强度即被减弱 , 因此防止在轮毂很薄弱部位 如齿轮的齿根 , 零件上的螺钉孔等 很近的地方开槽；阶梯轴的两段联接处有较大的应力集中 . 假如轴上键槽也到达轴

5、的过渡圆角部位 , 就由于键槽终止处也有较大的应力集中 , 使两种应力集中源重叠起来 , 对轴的强度不利；13. 一面开键槽的长轴简洁弯曲轴假如只有一面开有键槽,而且轴很长, 就在加工时,由于轴结构的不对称性简洁产生弯曲；假如在 180 处对称的再开一个同样大小的键槽,就轴的变形可以减轻；14. 有几个零件串在轴上时 , 不宜分别用键联接有几个孔径相同的零件与同一轴联接时, 不应用几个键分段联接；由于各键方向不完全一样,会使装入轴上零件困难 , 甚至不行能安装 . 宜采纳一个连通的键； 3 、销联接15. 对称结构的零件,定位销不宜布置在对称的位置16. 两个定位销不宜布置在两个零件上对称结构

6、的零件,为保持与其他零件的精确的相结位 置,不答应反转 180 安装；因此定位销不宜布置在对 称位置,以保证不会反转安装如下图的箱体由上下两半合成,用螺栓联接图中未 表示,侧盖固定的箱体侧面,不宜上下箱体各布置一 个定位销,一般以固定在下箱上比较好；名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 15 页精选学习资料 - - - - - - - - - 17. 必需保证销钉简洁拔出销钉必需简洁由销钉孔中拔出. 取出销钉的方法有:把销钉孔作成通孔, 采纳带螺纹尾的销钉 有内螺纹和外螺纹 等 , 对盲孔 , 为防止孔中封入空气引起装拆困难 , 应当有通用气孔；其次篇 机械设计机械传动 1

7、、齿轮传动设 计 应 注 意 的 问 题说明18. 人字齿轮的两方向齿结合点应先进入啮合18. 留意保证沿齿宽齿轮刚度一样人字齿轮啮合时,如两端先进入啮合,就到 达 A 点上时,为挤出润滑油可能产生很大的力,发生振动；假如 A 点先进入啮合就工作比较平 稳；当齿轮的宽度比较大,而且受力支撑的部分 轮齿刚度较大,而其他部分刚度较小；宜加大轮缘厚度,并采纳双幅板或双层幅条,以保证 沿齿宽有足够的刚度,使啮合受力匀称这里 设轴的刚度很好 ；20. 组合锥齿轮结构中螺栓要不受拉力 直齿圆锥齿轮只受单方向的轴向力,所以组合的锥齿轮结构应留意轴向力由支承面承担,螺栓不受拉力； 而曲齿锥齿轮可能受由大端至小

8、端的轴向力,其结构应调整有使螺栓不受轴向力对直齿圆柱齿轮为不合理的结构, 对这种直齿圆锥轮合理了；名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 15 页精选学习资料 - - - - - - - - - 2 、蜗杆传动21. 冷却用风扇宜装在蜗杆上22. 蜗杆位置与转速有关 3 、带传动当蜗杆传动发出的热量只靠自然通风不能 到达散热要求时,可以采纳和风扇吹风冷却；吹风用的风扇应装在蜗杆上而不应装在蜗轮 上,由于蜗杆的转速较高；冷却蜗杆传动所用 的风扇与一般生活中的电风扇不同,电风扇向 前吹风,而冷却蜗杆传动的风扇向后吹风,风 扇外有一个罩起引导风向的作用蜗杆发热和磨损比较严峻,因而尽可

9、能地把 它支配在蜗轮下面,至少一个齿高浸入油中,以保证润滑和冷却；当蜗杆圆周速度较大时 v 4 5m/s ,搅油缺失过大,应将蜗杆放 在蜗轮上面,使蜗轮下部浸入油中,将油带到 啮合处,以利于润滑；23. 带传动应留意加大小轮包角依据欧拉公式：eF 1 /F 2应尽量加大小带轮包角带传动应紧边在下 . 紧边下垂较小 , 松动下垂使下轮包角减小 . 如紧边在上 , 松边的下垂反而使包角加大 . 压紧轮应装在松边上 , 因松边力小 , 应靠近小轮以加大包角 . 如采纳由内向外撑的张紧轮 , 就应靠近大轮 , 由于大轮包角大, 有潜力；24. 应使带的垂度利于加大包角 假如带轮两轴平行 , 而一个上

10、, 一个在下 . 就布置两轮的转向时应留意 , 松边的垂度较大 ,应使松边处于当带产生垂度时 , 有利于增大小轮包角的位置 . 此外 , 由于带本身重量下垂 , 使下面的轮与带间摩擦力减小 , 小轮包角小 , 易打滑 , 不应在下；名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 15 页精选学习资料 - - - - - - - - - 25. 带传动速度不宜太低或太高当带传动传递功率P 肯定时,假设v 很低 ,就由于 P=Fv,要求的有效拉力 F 很大 . 要求带断面尺寸很大 . 假设带速太高 , 就所受离心力很大, 能传递的工作拉力 F 很小 , 甚至没有传递工作拉力的余力；此外当速

11、度很高时 , 带将发生振动；带的质量较轻时可以到达较高的速度；传动带的寿命较齿轮为低 , 有时几个月就要更换；V带传动有几条一起工作时 , 有一条损坏即要全部更换 . 对于一端的传动带 无接头 带轮最好为悬臂安装 , 暴露在外 , 可加一层防护罩. 拆下防护罩即可更换传动带；两轴在空间交叉 不平行、 不相交 一般成 90度的传动称为半交叉传动 . 为使带能正常运转 , 不由带轮上脱落 , 必需保证带从带轮上脱下进入另一带轮时 , 带的中心线必需大要进入带轮的中心平面 , 人 . 这种传动不能反转；靠在轴向移动主动与从动圆锥,转变 V 带在轮上的位置以实现无级变速的,称为 V 带无级变速器；带轮

12、工作面采纳曲面是保证带长为一定值时,在任何位置都能有适当的张紧力；盘面圆弧曲线运算公式可查阅有关资料 4 、链传动29. 链条卡簧的方向要与链条运行方向适应使链条首尾相接的链节,要用一个卡簧锁 住；应留意止锁零件方向与链条的运行方向相适 应,以免冲击、跳动、碰撞时卡簧脱落；名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 15 页精选学习资料 - - - - - - - - - 30. 链条用少量的油润滑为好由图可知 , 不加油磨损明显加大, 润滑脂只能短期有效 . 润滑良好可以起到冷却、降噪声、减缓啮合冲击、防止胶合、显著地延长链传动寿命的成效 . 但不应使链传动潜入大量润滑油中, 以

13、免觉油缺失过大；17-23 其次篇 机械设计轴系设计 1 、轴设 计 应 注 意 的 问 题说明31. 尽量减小轴的截面突变处的应力集中32. 轴上多键槽位置的设置要合理33. 要减小轴在过盈协作处的应力集中为了改善轴的抗疲惫强度,轴的结构应尽量 防止外形的突然变更,假设需要制成阶梯结构 时,宜采纳较大的过渡圆角,以减小应力集中；阶梯形轴相邻轴段的直径不宜相差太大,过 渡部分要平缓,圆角半径应尽可能取大些,必 要时可将过渡部分结构增设一阶梯轴段或锥 形轴段,借以缓和轴的截面变化；如轴肩或轴环处的圆角可加装隔离环；采纳两个键联接轴毂时,轴上键槽位置要保 证有效的传力和不过分减弱轴的强度；采纳两个

14、平键时,一般设置在同一轴段上相 隔 180 0的位置, 有利于平稳和轴的截面变形均 匀性；采纳两个楔键时,为不使轴毂之间传递转矩 120 0 左右；的摩擦力相互抵消,两键槽应相隔 采纳两个半圆键时,为不过分减弱轴的强 度,就常设置在轴的同一母线上；在长轴上要防止在一侧开多个键槽或长键 槽,由于这会使轴丢失全周的匀称性,易造成 轴的弯曲； 因此,要交替相反在两侧布置键槽,180 0 对称布置；长键槽也要相隔过盈联接轴上协作边缘处为应力集中之源,使局部应力增大；为此,除应保证传递载荷前 提下尽量减小过盈量外,采纳增大协作处直 径,轴上开减载槽和轮毂两端开减载槽等结构 可以减小协作边缘处的应力集中；

15、名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 15 页精选学习资料 - - - - - - - - - 将轴向宽度比较薄的零件用过盈协作装到轴的阶梯部分上时,由于应力集中的影响会使零件产生变形而弯向一侧；为了防止这种情形的显现,要适当加大零件的宽度；34. 要防止弹性卡圈承担轴向力35. 轴上键槽要加工便利36. 旋转轴上的螺纹要利于紧固螺母的防松为了固定轴上零件有时使用弹性挡圈,这种 挡圈除定位以外,最好不要用于承担轴向推 力,由于它只是为了防止零件脱出,而不是用 于承担轴向力的扬合；再看,假如把弹性挡圈 不适当的装入槽内或倾斜地安装,即使在稍微 的轴向力反复作用下,弹性挡圈也简洁

16、脱落；因此,肯定要把挡圈装牢在轴上的槽中；由于挡圈槽对轴的减弱作用,这种固定方式 只适用于受力不大的轴段或轴端部；一根轴上有两个以上的轴段都有键槽时,应 置于同一加工直线上,槽宽应尽可能统一,以 利加工；在轴上加工键槽时,要考虑因加工设 备和加工方法的不同而需要相适的退刀槽,否 就会带来加工困难；轴上零件常用螺母紧固,为了不致在起动、旋转和停车时使螺母松动,螺纹的切制应依据 轴的旋转方向有助于旋紧的原就；轴向左旋转就取左旋螺纹；假如向右旋转就 取右螺纹；但是,在驱动一侧假如装有制动器 反复进行快速减速和急停车的轴系例外,且应 与此相反；在不降低机械性能的前提下,应尽量减小精 度要求；图示轴系结

17、构中,在齿轮与滚动轴承 之间用套筒定位；如将套筒内径与轴之间取较 紧密的协作,就要求套筒两端面平行而且垂直 于孔轴；如套筒与轴之间设计有较大间隙的配 合,就只要求套筒两端面有足够的平行度即 可；机械零件在加工时如车削时必需夹持在机 床上,因此机械零件上必需有便于夹持的部位；另外,夹持零件必需有足够大的支持力,以保证 在切削作用下,零件不会晃动；因此零件应有足名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 15 页精选学习资料 - - - - - - - - - 够的刚度,以免产生夹持变形；两外表协作时,协作面应精确加工,为减小 加工量应减小协作面长度；如协作面很长,为保证协作件稳固牢靠

18、,可将中间孔加大,中间 部分不必精密加工；加工便利,协作成效好；复杂外形的零件倒角加工困难；如椭圆形等 复杂外形,难以用机械加工方法倒角,用的手工方法倒角,很难保证加工质量； 2 、滑动轴承41. 润滑油应从非承载区引入轴承42. 留意零件磨损后的调整43. 同一接触面上各点之间的速度、压力差应当小不应当把进油孔开在承载区, 由于承载区的压 力很大；当载荷方向不变时,进油孔应开在最大 间隙处；假设轴在工作中的位置不能预先确定,习惯上就把进油孔开在与载荷作用线成 45 0 处,对部分轴瓦,进油孔也可开在接合面处；有些零件在磨损后丢失原有的功能,采纳适 当的调整方法,可部分或全部复原原有的功 能；

19、如图中整体式圆柱轴承磨损后调整困难,图中剖分式轴承可以在上盖和轴承座之间预 加垫片,磨损后间隙变大,削减垫片厚变可调 整间隙,使之减小到适当的大小；图示的推力轴承中心与边缘处滑动速度差 异很大,而中心处压强增大；所以一般端面摩 擦面多作为环形,把中间部分去掉,内外径的 差异不宜太大以保证磨损较匀称；此外,应使名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 15 页精选学习资料 - - - - - - - - - 摩擦外表各处接触压强相等,以免产生不匀称的磨损,这就要求零件有足够的就度和精度,以保证匀称地接触；如图中的制动瓦块,应有足够的厚度,并保证安装瓦块的轴 A,与制动轮轴 O平行等

20、,使瓦块和制动轮匀称地接触； 3 、滚动轴承44. 一对角接触轴承的组合45. 轴承内圈圆角半角和轴肩圆半径46. 考虑轴承拆卸的设计同样的轴承作不同排列, 轴承组合的刚性将不 同；一对角接触轴承可以有正装和反装两种方案 一对角接触轴承组合为一个支点时,反装两 轴承反力在轴上的作用点距离 B2 较大, 支承有 较高的刚性和对轴的弯曲力矩具有较高的抵 抗才能；正装两轴承反力在轴上的作用点距离 B1 较小,支承的刚性较小；假如估量到可能发 生轴的弯曲或轴承的不对中,就应选用刚性较 小的正装方案；一对角接触轴承分别处于两支点时应依据 详细受力情形分析其刚性；当受力零件在悬伸 端时,反安装方案刚性好,

21、当受力零件在两轴 承之间时,正安装方案刚性好；为了使轴承端面牢靠地紧贴定位外表,轴肩 的圆角半径必需小于轴承的圆角半径,假如轴 肩的圆角半径过小会使轴的应力集中增大而 影响到轴的强度,就可以实行如下图措施,使 轴的圆角半径不过小；拆卸轴承的基本原就：滚动轴承的拆装要注 意不使力作用于滚动体和内外圈滚道面之间,从轴颈上拆卸轴承或从轴承座中取出轴承时,施力均应在套圈上；因此,轴承的定位轴肩、孔肩的高度既要保 证支承面积,又不阻碍轴承的拆卸,一般不应 超过座圈厚度的 2/3 3/4 ,如不得不超过上述 界限时,应在结构设计上实行措施,使得轴承 能够拆卸,如开槽孔或螺孔等；名师归纳总结 - - - -

22、 - - -第 10 页,共 15 页精选学习资料 - - - - - - - - - 47. 两机座孔同心度不高挑选具有调心性能的轴承48. 不适用于高速旋转的滚动轴承49. 油润滑时应留意的问题当两机座孔没心或轴挠曲变形较大,会使轴 承内外圈倾斜角较大,此时应选用调心轴承；由于不具有调心性能的滚动轴承在与外圈的 轴线发生相结偏斜的状态下工作时,滚动体将 楔住而产生附加载荷,从而使轴承寿命降低；即使采纳了调心轴承也不能在多支点轴承的 轴承座孔间有过大的偏心,这时只答应 230 的偏转；滚针轴承的滚动体是直径小的长圆柱滚子,相对于轴的转速滚子本身的转速高,这就限制 了它速度才能；调心滚子轴承适

23、合于较大的径向载荷或冲 击载荷, 仍能承担肯定程度的轴向载荷；但是,由于结构复杂,精度不高,以及滚子和滚道的 接触带有角接触性质,使接触区的滑动比圆柱 滚子轴承大；所以这类轴承也不适用高速旋 转；圆锥滚子轴承承担大的径向载荷的同时,仍 能承担较大的单向轴向载荷；由于滚子端面和 内圈挡边之间呈滑动接触状态,且在高速运转 条件下,因离心力的影响要施加充分的润滑变 得困难,因此它的极限转速也较低,一般只能 到达中等水平；推力球轴承在高速下工作时,因离心力大,钢球与滚道、保持架之间有滑动,摩擦和发热 比较严峻；推力滚子轴承,在滚动过程中,滚 动过程中,滚子内,外尾端会显现滑动,滚子 愈长,滑动愈烈；因

24、此,推力轴承都不适用于 高速旋转的场合轴承油润滑的方法许多, 但应留意使用条件和 经济性,以期获得最正确成效；油浴和飞溅润滑一般适用于低、中速的场合；油浴润滑的浸油不宜超过轴承最低滚动体中心图 a；利用旋转轴上装有齿轮或简洁叶片等零件进 行飞溅润滑时,轴承宜靠近齿轮,为防止过量的 油进入轴承和磨屑、异物等进入轴承,最好采纳 密封轴承或轴承一侧装有挡油板； 图 b循环润滑用于高速重载和需要排出相当大热 量的场合,进油口应设计在轴承两侧图 c；名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 15 页精选学习资料 - - - - - - - - - 为使轴承箱内的油不致积存并有利排出磨损

25、微粒,排油口肯定要比进油口大；利用轴承的非 对称结构进行油循环是最简洁的 图 d,如正装 或反装的圆锥滚子轴承, 以保持架较小直径一侧 输入油,由离心力的作用即可驱动油通过轴承,如需使轴承在起动期间保持少量的油,可将排油 口倾斜开在外壳下部一侧；喷油润滑用于高温、高速和重载等场合；在极 高速时, 由于滚动体和保持架也以相当高的速度 转动,在轴承四周形成了较强气流,很难将油输 送到轴承中去, 这时必需用油泵将高压油喷射进 去,喷嘴设置在轴承保持架和内圈间的间隙处润 滑最为有效图 e深沟球轴承如承担有轴向力,就应以轴向力作用的方向喷入； 4 、联轴器50. 联轴器高速旋转时,不能有突起物在外51.

26、 要为拆装零件留有必要的操作空间 1 、铸造工艺其次篇 机械设计设 计 应 注 意 的 问 题说明大型铸件外外表上,不应有薄壁边槽,此部位冷却快,简洁造成内应力,而且在清理时简洁损耗；名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页,共 15 页精选学习资料 - - - - - - - - - 薄壁零件,特殊是面积较大的薄壁,不应设计成水 平的平面结构；水平平面浇铸时简洁造成冷隔或形成 气孔、渣眼或夹砂,改为有斜坡的平面,有利于排出 液态金属中的杂质和由于铁液漫流造成的冷隔等缺 陷；用肋板代替厚壁,可保证壁原先的刚度,又使壁厚 匀称,结构合理,减轻质量；铸件两相邻部位壁厚应是平稳而圆滑的过

27、渡；6-15 铸件的相邻两壁相交时, 特殊是小于750单纯以圆角作为过渡不能满意工艺要求,应有一过渡部分；加强肋的受力 铸铁件的 加强 肋应承担压力,由于铸铁的抗压强度 比抗拉强度高得多； 肋板承担拉力时, 其结构不合理,应转变结构使铸铁肋板受压力；名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页,共 15 页精选学习资料 - - - - - - - - - 铸件的箱壁应牢靠支持在地面上,以保持它的强度 和刚度；铸件的孔四周应当有凸台,特殊是当壁较薄时,以 免铸孔边缘产生裂纹,可以在壁的一面或两面设置凸台；有些圆角对铸件质量影响不大,但增加造型造芯的 困难,为此应将圆角取消； 2 、锻造工艺应将模锻件尽量设计成对称的外形,由于对称外形 的零件便于分模； 3 、加工工艺在一大平面上,如有一小部分要加工,就该面应突名师归纳总结 出,以减小加工面, 提高加工效率；第 14 页,共 15 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 在加工机械零件的不同外表时,应防止多次装夹；期望能在一次固定中加工尽可能多的零件外表；这 样,不但可以节省加工时间,而且可以提高加工精度；如图中所示的机座,原设计在加工地脚螺钉凸台面；改良后可在一次加工中完成；名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页,共 15 页