机械结构设计概论.pptx

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1、机械结构设计准则机械结构设计准则v2023-112023-11内内容容西安交通大学 润滑理论及轴承研究所机械结构设计概论机械结构设计概论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提高精度的结构设计准则3符合人机工程学设计准则符合人机工程学设计准则4防止或减小对人类损害的结构设计准则防止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改进零部件结构工艺性的结构设计6内内容容西安交通大学 润滑理论及轴承研究所机械结构设计概论机械结构设计概论11.结结构构设设计计的的作作用用u机械结构设计是机械设计的重要组成局部，没有机械结构

2、设计是机械设计的重要组成局部，没有结构就没有机器。使用者关注的是产品的性能和结构就没有机器。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。构，这套结构能满足使用者所要求的功能和性能。所以结构是把设计所以结构是把设计制造制造使用者联系起来使用者联系起来的纽带，的纽带，是设计、制造、使用的具体对象，是使是设计、制造、使用的具体对象，是使用性能的物质承担者用性能的物质承担者。1.结结构构设设计计的的作作用用u机械结构设计应满足作为产品的多方面要求，基机械结构设计应满足作为产品的多方面要求，基

3、本要求有本要求有功能、可靠性、工艺性、经济性和外观功能、可靠性、工艺性、经济性和外观造型造型等方面的要求。此外，还等方面的要求。此外，还应改善零件的受力，应改善零件的受力，提高强度、刚度、精度和寿命提高强度、刚度、精度和寿命。因此，机械结构。因此，机械结构设计是一项综合性设计是一项综合性 的技术工作。的技术工作。1.结结构构设设计计的的作作用用v机械结构设计过程中应遵循一定的结构设计机械结构设计过程中应遵循一定的结构设计准则，否则：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带来极大的不方便。西安交通大学 润滑理论及轴承研究所2.机机械械结结构构设设计计的的任任务务和和工工作作内

4、内容容v采用各种方法，确定机械零部件所采用的原理、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，并将设计结形状、构造、材料、尺寸公差等，并将设计结果表现为生产图样或生产机械所需的全部技术果表现为生产图样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。资料。这些工作主要在技术设计阶段。西安交通大学 润滑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3.机机械械结结构构设设计计的的基基本本条条件件和和要要求求v机机械械系系统统的的功功能能要要求求？l所设计的机械应具有的功能及各个局部应具有的功能、各局部的性能参数（压力、速度、运动范围等）l输入输出

5、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l对机械系统本身的要求，如重量、体积、寿命和可靠性等。v使使用用者者和和环环境境要要求求l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。l物质条件：动力、燃料、原材料、润滑剂等各种设备正常使用中所必须的辅料的供给情况。西安交通大学 润滑理论及轴承研究所3.机机械械结结构构设设计计的的基基本本条条件件和和要要求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。平安条件：人身和健康平安要求，噪声和污染的允许界限使用者的特殊

6、条件：某些国家、地区对不同颜色、造型的特殊爱好或禁忌等。v工工艺艺条条件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、修理的要求和得到配件的条件。西安交通大学 润滑理论及轴承研究所3.机机械械结构构设计的的基基本本条条件件和和要要求求v市市场及及其其他他情情况况当前市场上有无类似产品？我们设计、生产该产品的优势？有无相关专利？对我们的影响？当前市场容量和市场预测，开展趋势。国家对本产品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 润滑理论及轴承研究所4.机机械械结结构构方方案案设设计计的的技技巧巧由结构中的相互关系变换而制定结构方案l运动形式的变换l结合方式的变换l锁

7、合的变换l物理原理的变换利用形态变换的方法制定结构方案l形状变换l位置变换l数目变换l尺寸变换结构方案设计 机械结构设计有两个重要步骤：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。4.机机械械结结构构方方案案设设计计的的技技巧巧v要设计一台点钞机，为到达钞票别离的目的，可以采用以下图所要设计一台点钞机，为到达钞票别离的目的，可以采用以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用某种物理效应物理效应（如图中的摩擦（如图中的摩擦、离心力、气吹等），然后利、离心力、气吹等），

8、然后利用某种用某种作用原理作用原理（如图中的摩擦轮、转动架、气嘴等），最后（如图中的摩擦轮、转动架、气嘴等），最后到达实现到达实现功能目标功能目标的结果。的结果。西安交通大学西安交通大学 润滑理论及轴承实验室润滑理论及轴承实验室4.机机械械结结构构方方案案设设计计的的技技巧巧v一一.利用形态变换的方法制定结构方案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，尤其是工作外表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 润滑理论及轴承研究所将摆动导杆机构中将摆动导杆机构中的直线导槽改为圆的直线导槽改为圆弧导槽，可获得较弧导槽，可获得较长时间的停歇长时间

9、的停歇。槽轮直径变为无穷大，槽数无穷多时，槽轮直径变为无穷大，槽数无穷多时，演变为槽条机构演变为槽条机构滚珠变滚柱，减少变形量滚珠变滚柱，减少变形量行星齿轮大小的变化，导行星齿轮大小的变化，导致滑块的不同运动特性致滑块的不同运动特性4.机机械械结结构构方方案案设设计计的的技技巧巧v一一.利利用用形形态态变变换换的的方方法法制制定定结结构构方方案案位置变换：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 润滑理论及轴承研究所消除了推杆的轴向力改善了润滑条件4.机机械械结结构构方方案案设设计计的的技技巧巧v一一.利利用用形形态态变变换换的的方方法法制制定定结结构构方方案案

10、数目变换：变换零件的数目或相关集合形状的数量（如平键改为花键连接）。尺寸变化：改变零件或外表的尺寸，从而产生形态变换。西安交通大学 润滑理论及轴承研究所4.机机械械结结构构方方案案设设计计的的技技巧巧v一一.利利用用形形态态变变换换的的方方法法制制定定结结构构方方案案u实例分析：西安交通大学 润滑理论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4.机机械械结结构构方方案案设设计计的的技技巧巧v一一.利利用用形形态态变变换换的的方方法法制制定定结结构构方方案案u实例分析（2）：精密操作工作台西安交通大学 润滑理论及轴承研究所功能要求：精密驱动（0.08um

11、）安装于丝杠螺母机构5，6上的工作平台。4.机机械械结结构构方方案案设设计计的的技技巧巧v二二.由由机机械械结结构构中中的的相相互互关关系系变变换换而而制制定定结结构构方方案案运动形式的变换正反转180度工作台设计：用电机？机械结构？西安交通大学 润滑理论及轴承研究所4.机机械械结结构构方方案案设设计计的的技技巧巧v二二.由由机机械械结结构构中中的的相相互互关关系系变变换换而而制制定定结结构构方方案案结合方式的变换：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外表。西安交通大学 润滑理论及轴承

12、研究所4.机机械械结结构构方方案案设设计计的的技技巧巧v二二.由由机机械械结结构构中中的的相相互互关关系系变变换换而而制制定定结结构构方方案案锁合方式的变换：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 润滑理论及轴承研究所4.机机械械结结构构方方案案设设计计的的技技巧巧v二二.由机械结构中的相互关系变换而制定结构由机械结构中的相互关系变换而制定结构方案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。比方对于传动，可依靠

13、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 润滑理论及轴承研究所超声电机超声电机工作原理镜头变焦4.机机械械结结构构方方案案设设计计的的技技巧巧v二二.由由机机械械结结构构中中的的相相互互关关系系变变换换而而制制定定结结构构方方案案物理原理的变换：利用不同的物理原理实现某一机构功能。西安交通大学 润滑理论及轴承研究所内内容容西安交通大学 润滑理论及轴承研究所提高强度、刚度和延长寿命的结构提高强度、刚度和延长寿命的结构设计准则设计准则22 2.1 1 机机械械

14、结结构构合合理理受受力力的的准准则则受力受力受力受力强度强度刚度刚度刚度刚度耐磨性耐磨性耐磨性耐磨性立木支千斤千斤不压稍2.1 机机械械结结构构合合理理受受力力的的准准则则v一.载荷均布准则：外外载载荷荷由由多多个个零零件件或或支支撑撑点点支支持持时时，应应当当使使它它们们受受力力尽尽量量均均匀匀。西安交通大学 润滑理论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2.1 机机械械结结构构合合理理受受力力的的准准则则v一.载荷均布准则：外外载载荷荷由由多多个个零零件件或或支支撑撑点点支支持持时

15、时，应应当当使使它它们们受受力力尽尽量量均均匀匀。西安交通大学 润滑理论及轴承研究所2.1 机机械械结结构构合合理理受受力力的的准准则则v一.载荷均布准则：外外载载荷荷由由多多个个零零件件或或支支撑撑点点支支持持时时，应应当当使使它它们们受受力力尽尽量量均均匀匀。西安交通大学 润滑理论及轴承研究所2.1 机机械械结结构构合合理理受受力力的的准准则则v一.载荷均布准则：外外载载荷荷由由多多个个零零件件或或支支撑撑点点支支持持时时，应应当当使使它它们们受受力力尽尽量量均均匀匀。西安交通大学 润滑理论及轴承研究所2.1 机机械械结结构构合合理理受受力力的的准准则则v二.载荷分担准则：即即把把作作用用

16、在在一一个个零零件件上上的的载载荷荷，经经采采取取结结构构措措施施，分分给给两两个个或或更更多多个个零零件件承承担担。西安交通大学 润滑理论及轴承研究所2.1 机机械械结结构构合合理理受受力力的的准准则则v三.自平衡准则：应应使使机机械械结结构构中中的的相相互互作作用用力力相相互互平平衡衡。西安交通大学 润滑理论及轴承研究所2.1 机机械械结结构构合合理理受受力力的的准准则则v四.自加强准则：在在合合理理设设计计的的前前提提下下，机机械械装装置置的的外外载载荷荷，可可成成为为加加强强结结构构功功能能的的因因素素。西安交通大学 润滑理论及轴承研究所2.1 机机械械结结构构合合理理受受力力的的准准

17、则则v五.力流路径最短准则：传传递递力力的的时时候候，所所涉涉及及的的零零部部件件应应尽尽可可能能少少。西安交通大学 润滑理论及轴承研究所厚度40mm,仍有变形厚度20mm,变形很小2.2 提提高高静静强强度度的的结结构构设设计计准准则则西安交通大学 润滑理论及轴承研究所2.2 提提高高静静强强度度的的结结构构设设计计准准则则v一一。加加大大截截面面系系数数 或或者者西安交通大学 润滑理论及轴承研究所2.2 提提高高静静强强度度的的结结构构设设计计准准则则v一一。加加大大截截面面系系数数 或或者者v案案例例：西安交通大学 润滑理论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

18、虑此特性。2.2 提提高高静静强强度度的的结结构构设设计计准准则则v二二。采采用用空空心心轴轴提提高高刚刚度度西安交通大学 润滑理论及轴承研究所W0(W):空心（实心）轴的截面系数I0(I):空心（实心）轴的惯性矩2.2 提提高高静静强强度度的的结结构构设设计计准准则则v三三。受受转转矩矩的的截截面面必必须须封封闭闭原原则则西安交通大学 润滑理论及轴承研究所2.2 提提高高静静强强度度的的结结构构设设计计准准则则v四四。防防止止悬悬臂臂梁梁伸伸出出端端过过长长原原则则西安交通大学 润滑理论及轴承研究所2.2 提提高高静静强强度度的的结结构构设设计计准准则则v五五。等等强强度度设设计计准准则则西

19、安交通大学 润滑理论及轴承研究所2.2 提提高高静静强强度度的的结结构构设设计计准准则则v六六。弹弹性性强强化化和和塑塑性性强强化化准准则则西安交通大学 润滑理论及轴承研究所2.2 提提高高静静强强度度的的结结构构设设计计准准则则v六六。弹弹性性强强化化和和塑塑性性强强化化准准则则西安交通大学 润滑理论及轴承研究所2.2 提提高高静静强强度度的的结结构构设设计计准准则则v六六。弹弹性性强强化化和和塑塑性性强强化化准准则则西安交通大学 润滑理论及轴承研究所利用塑性变形所产生的剩余应力来抵消局部工作时的应力。塑性强化的原理适用于塑性材料；载荷方向始终一致2.3 提提高高疲疲劳劳强强度度的的结结构构

20、设设计计准准则则v机机械械零零件件失失效效的的80%属属于于疲疲劳劳破破坏坏。因因此此在在机机械械结结构构设设计计中中应应充充分分重重视视提提高高疲疲劳劳强强度度的的措措施施。v疲疲劳劳破破坏坏是是在在材材料料有有不不一一致致性性的的情情况况下下，零零部部件件内内分分布布不不均均匀匀的的弹弹性性和和塑塑性性变变形形屡屡次次快快速速反反复复交交替替作作用用的的结结果果。最最先先的的破破坏坏发发生生在在存存在在相相对对于于作作用用载载荷荷的的方方向向不不利利的的剩剩余余应应力力和和局局部部消消弱弱局局部部的的微微观观体体积积内内，进进而而逐逐渐渐扩扩展展而而发发生生零零件件整整体体破破坏坏。v应应

21、力力集集中中、螺螺纹纹连连接接中中连连接接件件与与被被连连接接件件之之间间的的相相对对刚刚度度、零零件件外外表表粗粗糙糙度度、形形状状及及尺尺寸寸均均影影响响零零件件的的疲疲劳劳强强度度。西安交通大学 润滑理论及轴承研究所2.3 提提高高疲疲劳劳强强度度的的结结构构设设计计准准则则v一一。降降低低应应力力集集中中准准则则西安交通大学 润滑理论及轴承研究所断面变化急剧，则应力集中严峻，反之，则应力集中轻微2.3 提提高高疲疲劳劳强强度度的的结结构构设设计计准准则则v一一。降降低低应应力力集集中中准准则则西安交通大学 润滑理论及轴承研究所断面变化急剧，则应力集中严峻，反之，则应力集中轻微2.3 提

22、提高高疲疲劳劳强强度度的的结结构构设设计计准准则则v一一。降降低低应应力力集集中中准准则则西安交通大学 润滑理论及轴承研究所2.3 提提高高疲疲劳劳强强度度的的结结构构设设计计准准则则v一一。降降低低应应力力集集中中准准则则西安交通大学 润滑理论及轴承研究所2.3 提提高高疲疲劳劳强强度度的的结结构构设设计计准准则则v一一。降降低低应应力力集集中中准准则则西安交通大学 润滑理论及轴承研究所2.3 提提高高疲疲劳劳强强度度的的结结构构设设计计准准则则v二二。连连接接件件与与被被连连接接件件刚刚度度合合理理匹匹配配准准则则u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

23、和压力都是非对称循环变化的。u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，决定了螺栓和被连接件所受载荷的波动程度。u在一定预紧力的前提下，适中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 润滑理论及轴承研究所螺栓刚度系数被连接件的刚度系数2.3 提提高高疲疲劳劳强强度度的的结结构构设设计计准准则则v二二。连连接接件件与与被被连连接接件件刚刚度度合合理理匹匹配配准准则则西安交通大学 润滑理论及轴承研究所u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u被连接件刚度改变方法：加大或减少被连

24、接件的截面积采用弹性原件2.3 提提高高疲疲劳劳强强度度的的结结构构设设计计准准则则v三。改善外表状况准则降降低低外外表表粗粗糙糙度度准准则则：外表粗糙时，零件受力后会产生应力集中。假设零件受力后最大应力发生在外表（弯曲），则外表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 润滑理论及轴承研究所2.3 提提高高疲疲劳劳强强度度的的结结构构设设计计准准则则v三。改善外表状况准则外外表表处处理理提提高高疲疲劳劳强强度度准准则则：采用滚压、喷丸、碳化、氮化等方法强化外表层，可在外表形成剩余压应力，从而可以局部抵消工作时的拉应力，提高疲劳强度。西安交通大学 润滑理论及轴承研究所v

25、三。改善外表状况准则西安交通大学 润滑理论及轴承研究所2.3 提提高高疲疲劳劳强强度度的的结结构构设设计计准准则则2.3 提提高高疲疲劳劳强强度度的的结结构构设设计计准准则则v四。案例分析西安交通大学 润滑理论及轴承研究所2.3 提提高高疲疲劳劳强强度度的的结结构构设设计计准准则则v四。案例分析西安交通大学 润滑理论及轴承研究所2.4 提提高高接接触触强强度度的的结结构构设设计计准准则则v一。增大综合曲率半径原则西安交通大学 润滑理论及轴承研究所2.4 提提高高接接触触强强度度的的结结构构设设计计准准则则v二。以面接触代替线接触原则西安交通大学 润滑理论及轴承研究所西安交通大学 润滑理论及轴承

26、研究所2.5 提高抗冲击强度的结构设计准则提高抗冲击强度的结构设计准则v一。适当减小刚度原则西安交通大学 润滑理论及轴承研究所2.5 提高抗冲击强度的结构设计准则提高抗冲击强度的结构设计准则v二。在冲击部位设立减震器西安交通大学 润滑理论及轴承研究所2.5 提高抗冲击强度的结构设计准则提高抗冲击强度的结构设计准则v三。在冲击部位设立减震器v四。提高材料冲击韧度西安交通大学 润滑理论及轴承研究所2.5 提高抗冲击强度的结构设计准则提高抗冲击强度的结构设计准则2.6 提提高高刚刚度度的的结结构构设设计计准准则则西安交通大学 润滑理论及轴承研究所v一。用拉压代替弯曲原则西安交通大学 润滑理论及轴承研

27、究所2.6 提提高高刚刚度度的的结结构构设设计计准准则则v二。合理布置支撑结构西安交通大学 润滑理论及轴承研究所2.6 提提高高刚刚度度的的结结构构设设计计准准则则v二。合理布置支撑结构西安交通大学 润滑理论及轴承研究所2.6 提提高高刚刚度度的的结结构构设设计计准准则则昆明机床THM46100精密镗床采用3点支撑2.6 提提高高刚刚度度的的结结构构设设计计准准则则v三。合理设计断面形状v四。用肋板或隔板增强强度准则西安交通大学 润滑理论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2.6 提提高高刚刚度度的的结结构构设设计计准准则则v三。用预变形补偿有害变形原则西安交

28、通大学 润滑理论及轴承研究所TK4200双柱坐标镗床2.7 提提高高耐耐磨磨性性的的结结构构设设计计准准则则v一。降低摩擦面压强原则西安交通大学 润滑理论及轴承研究所重型滑座机械卸荷装置2.7 提提高高耐耐磨磨性性的的结结构构设设计计准准则则v二。防止局部剧烈磨损原则西安交通大学 润滑理论及轴承研究所鼓形齿轮鼓形齿轮2.7 提提高高耐耐磨磨性性的的结结构构设设计计准准则则v三。自动补偿与调节装置西安交通大学 润滑理论及轴承研究所西安交通大学 润滑理论及轴承研究所提高精度的结构设提高精度的结构设计准则计准则33.1 概概述述v1.误差产生的原因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

29、。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 润滑理论及轴承研究所3.2 阿贝（阿贝（Abbe）原则）原则被测尺寸被测尺寸与读数尺共线原则与读数尺共线原则vAbbe原则：假设使量仪给出正确的测量结原则：假设使量仪给出正确的测量结果，必须将一起的读数线尺安放在被测尺寸果，必须将一起的读数线尺安放在被测尺寸的延长线上。的延长线上。西安交通大学 润滑理论及轴承研究所u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u如果以丝杆移动的长度来衡量工件长度，则产生误差：3.2 阿阿贝贝（Abbe）原

30、原则则西安交通大学 润滑理论及轴承研究所3.3 误误差差补补偿偿准准则则 在误差可计算（大小、方向）条件下，可采用各种补偿方法减小误差。v（1）温温度度补补偿偿西安交通大学 润滑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。3.3 误误差差补补偿偿准准则则v（2）加加工工误误差差补补偿偿西安交通大学 润滑理论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。3.3 误误差差补补偿偿准准则则v（3）磨磨损损量量互互相相补补偿偿装装置置西安交通大学 润滑理论及轴承研究所图a

31、:图b:3.4 传传动动机机构构误误差差传传递递准准则则v（1）减减速速机机构构末末端端传传动动比比应应最最大大、精精度度应应最最高高原原则则v增增速速机机构构第第一一级级精精度度应应最最高高准准则则西安交通大学 润滑理论及轴承研究所3.5 误差均化原理误差均化原理-多点接触提高精度多点接触提高精度准则准则v误误差差均均化化原原理理：在在机机构构中中如如果果有有多多个个连连接接点点同同时时对对一一种种运运动动起起限限制制作作用用，则则运运动动件件的的运运动动误误差差决决定定于于各各连连接接点点的的综综合合影影响响，其其运运动动精精度度通通常常比比一一个个连连接接点点起起限限制制作作用用时时为为

32、高高。西安交通大学 润滑理论及轴承研究所3.5 误差均化原理误差均化原理-多点接触提高精度多点接触提高精度准则准则v误误差差均均化化原原理理西安交通大学 润滑理论及轴承研究所3.5 误差均化原理误差均化原理-多点接触提高精度多点接触提高精度准则准则v误误差差均均化化原原理理西安交通大学 润滑理论及轴承研究所3.6 误差合理配置准则误差合理配置准则v前前轴轴承承精精度度应应比比后后轴轴承承高高v两两个个轴轴承承的的最最大大径径向向振振摆摆方方向向应应相相同同西安交通大学 润滑理论及轴承研究所3.7 消除空回原则消除空回原则西安交通大学 润滑理论及轴承研究所3.7 消除空回原则消除空回原则西安交通

33、大学 润滑理论及轴承研究所3.7 消除空回原则消除空回原则西安交通大学 润滑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。3.7 消除空回原则消除空回原则西安交通大学 润滑理论及轴承研究所机床双驱消间隙：采用两个力矩电机，通过电气操作，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，从而到达消除间隙，提高系统精度的目的。西安交通大学 润滑理论

34、及轴承研究所符合人机工程学设计准则符合人机工程学设计准则4v人人机机学学研研究究的的主主要要目目的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平安、舒适、减轻疲劳；有最高的工作效率v人人机机学学研研究究的的主主要要内内容容考虑人体的尺寸、动作特点、感觉器官的要求、人体力学的要求、美学要求（形状、尺寸、颜色等）和习惯要求。西安交通大学 润滑理论及轴承研究所v笔记本电脑桌西安交通大学 润滑理论及轴承研究所4.1 基基于于人人体体形形态态学学的的设设计计准准则则西安交通大学 润滑理论及轴承研究所A:工作台；工作台；B:书写位置；书写位置；C:调节与显示

35、最正确区域；调节与显示最正确区域；D:次要调节次要调节与显示区域；与显示区域；E:重要显示区域与不太重要的调节区域；重要显示区域与不太重要的调节区域；F:次要显示次要显示的辅助区域的辅助区域4.2 基于人体感觉器官要求的设计准基于人体感觉器官要求的设计准则则西安交通大学 润滑理论及轴承研究所4.2 基于人体感觉器官要求的设计准基于人体感觉器官要求的设计准则则西安交通大学 润滑理论及轴承研究所比照度要求：比照度要求：4.2 基于人体感觉器官要求的设计准基于人体感觉器官要求的设计准则则西安交通大学 润滑理论及轴承研究所4.2 基于人体感觉器官要求的设计准基于人体感觉器官要求的设计准则则西安交通大学

36、 润滑理论及轴承研究所适于观察准则：适于观察准则：4.2 基于人体感觉器官要求的设计准基于人体感觉器官要求的设计准则则西安交通大学 润滑理论及轴承研究所4.2 基于人体感觉器官要求的设计准基于人体感觉器官要求的设计准则则西安交通大学 润滑理论及轴承研究所4.2 基于人体感觉器官要求的设计准基于人体感觉器官要求的设计准则则v满足听觉要求的设计准则满足听觉要求的设计准则发声强度足够声音适中选择准则发声方法适中选择准则v满足触觉要求的设计准则满足触觉要求的设计准则零件外表形状设计应适合人的操作要求与人接触的零件外表性质选择准则。（比方手轮手柄等，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。

37、）西安交通大学 润滑理论及轴承研究所4.3 基基于于人人体体力力学学的的设设计计准准则则西安交通大学 润滑理论及轴承研究所4.3 基基于于人人体体力力学学的的设设计计准准则则v操操作作力力不不超超过过极极限限值值准准则则西安交通大学 润滑理论及轴承研究所4.3 基基于于人人体体力力学学的的设设计计准准则则v精细调节旋钮动作柔和准则精细调节旋钮动作柔和准则西安交通大学 润滑理论及轴承研究所4.3 按按美美学学要要求求的的人人机机学学设设计计标标准准v尺寸比例适当尺寸比例适当西安交通大学 润滑理论及轴承研究所4.3 按按美美学学要要求求的的人人机机学学设设计计标标准准西安交通大学 润滑理论及轴承研

38、究所西安交通大学 润滑理论及轴承研究所4.3 4.3 按美学要求的人机学设计标准按美学要求的人机学设计标准西安交通大学 润滑理论及轴承研究所防止或减小对人类损害防止或减小对人类损害的结构设计准则的结构设计准则55.1 机机械械结结构构设设计计的的平平安安准准则则西安交通大学 润滑理论及轴承研究所5.2 减减少少机机械械噪噪声声的的设设计计准准则则u噪噪声声的的危危害害u减减少少噪噪声声的的措措施施u减少运动部件的冲击和碰撞（如无缝钢轨）u增加机械零件的厚度尺寸u提高运动部件的平衡精度u防止共振u改善机构的阻尼特性西安交通大学 润滑理论及轴承研究所5.3 绿绿色色设设计计准准则则v绿绿色色设设计

39、计的的一一般般准准则则合理延长产品的寿命防止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防止泄漏西安交通大学 润滑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5.4 提提高高舒舒适适性性的的结结构构设设计计准准则则西安交通大学 润滑理论及轴承研究所西安交通大学 润滑理论及轴承研究所改进零部件结构工艺性改进零部件结构工艺性的结构设计的结构设计66.1 概概述述v工工艺艺性性是是指指设设计计者者在在保保证证使使用用功功能能的的前前提提下下，力力求求使使所所设设计计的的零零部部件件在在制制造造过过程程中中能能具具有有生生产产率率高高、材材料料消消耗耗少少、生生产

40、产本本钱钱低低等等优优点点。v一一般般应应考考虑虑如如下下几几个个问问题题：全全面面考考虑虑结结构构工工艺艺性性问问题题：从零部件的毛坯开始，一步步考虑，如考虑热处理、机加、外表涂饰、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。考考虑虑生生产产、使使用用条条件件等等确确定定工工艺艺性性要要求求。（比方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本钱）注注意意新新技技术术与与工工艺艺性性的的关关系系：新技术、新材料的出现要求新的工艺方法。西安交通大学 润滑理论及轴承研究所6.2 铸铸件件的的工工艺艺性性v铸铸件件材材料料与与性性能能要要求求相相

41、适适应应西安交通大学 润滑理论及轴承研究所6.2 铸铸件件的的工工艺艺性性v铸铸造造方方法法与与零零件件的的性性能能要要求求、形形状状、尺尺寸寸和和生生产产批批量量相相适适应应西安交通大学 润滑理论及轴承研究所6.2 铸铸件件的的工工艺艺性性v便便于于拔拔模模准准则则铸件的壁厚、圆角、肋、凸台等的尺寸尽量满足铸件的有关设计标准。铸件外表的凹凸尽量少，零件尽量对成，防止使用曲面形状。西安交通大学 润滑理论及轴承研究所6.2 铸铸件件的的工工艺艺性性v浇浇注注和和冷冷却却过过程程中中能能够够保保证证铸铸件件的的质质量量准准则则浇注时，使溶化的金属容易充满铸型冷却时，尽量保证各局部冷却速度相同西安交

42、通大学 润滑理论及轴承研究所6.2 铸铸件件的的工工艺艺性性v铸铸件件便便于于搬搬运运原原则则西安交通大学 润滑理论及轴承研究所6.3 机机械械加加工工件件的的结结构构工工艺艺性性v毛毛坯坯的的选选择择和和设设计计按零件的形状和工作要求选择毛坯尽量减少机械加工按生产批量和生产周期选择毛坯比方：模锻生产效率高但设备和模具本钱高，适合大中型生产；自由锻精度差，加工余量大。西安交通大学 润滑理论及轴承研究所6.3 机机械械加加工工件件的的结结构构工工艺艺性性v零零件件便便于于在在机机床床或或夹夹具具上上安安装装准准则则西安交通大学 润滑理论及轴承研究所6.3 机机械械加加工工件件的的结结构构工工艺艺

43、性性v提提高高机机械械加加工工效效率率准准则则西安交通大学 润滑理论及轴承研究所6.3 机机械械加加工工件件的的结结构构工工艺艺性性v便便于于测测量量准准则则西安交通大学 润滑理论及轴承研究所外表平行，两个凸台等高且平行，平面的宽度小于mm,为了便于测量，设计工艺基准面E为便于测量凸台A的长度，需要适当增加它的高度。6.4 机机械械零零部部件件的的装装配配工工艺艺性性v装装配配占占产产品品制制造造劳劳动动总总量量的的25%30%，装装配配质质量量对对产产品品质质量量有有极极大大影影响响。v准准则则包包括括：零部件存放方便准则；保证运输平安准则（考虑吊装、变形等）防止错装准则定位明确容易装配准则

44、采用调整装置提高装配精度设置检验措施或结构以保证产品质量准则（观察孔、油标等）西安交通大学 润滑理论及轴承研究所6.5 机机械械零零件件装装配配工工艺艺性性v当当机机械械零零件件产产生生疲疲劳劳或或磨磨损损失失效效以以及及其其他他形形式式的的损损坏坏时时，要要便便于于修修理理或或更更换换。修修理理常常采采用用一一下下方方式式：v重重新新调调整整v修修复复被被磨磨损损外外表表v更更换换损损坏坏的的零零部部件件西安交通大学 润滑理论及轴承研究所6.5 机机械械零零件件装装配配工工艺艺性性vThanks！西安交通大学 润滑理论及轴承研究所谢谢观看/欢送下载BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES.BY FAITH I BY FAITH