第十七章机械零部件结构 设计综论 教学目标 1.掌握在结构设计中提高机械结构 性能的途径; 2.掌握轮和轴系结构设计的特点和 方法以及提高轴系结构性能的措施 3.润滑和密封方法综述; 4.箱体和导轨设计要点
第十七章 机械零部件结构 设计综论 教学目标 1．掌握在结构设计中提高机械结构 性能的途径； 2．掌握轮和轴系结构设计的特点和 方法以及提高轴系结构性能的措施； 3．润滑和密封方法综述； 4．箱体和导轨设计要点
机械结构设计的任务是把原理设计 建立的方案具体化、结构化,确定及其 各零部件的形状、尺寸、材料和热处理、 加工精度要求等,绘制出装配图和零件 图 我们在前面各章中已经部分提到了 结构设计,为了帮之同学建立完整的结 构设计思路,我们本章集中介绍结构设 计的主要方法和原则
机械结构设计的任务是把原理设计 建立的方案具体化、结构化，确定及其 各零部件的形状、尺寸、材料和热处理、 加工精度要求等，绘制出装配图和零件 图。 我们在前面各章中已经部分提到了 结构设计，为了帮之同学建立完整的结 构设计思路，我们本章集中介绍结构设 计的主要方法和原则
§17.1概述 机械结构设计的作用和步骤 结构设计的作用主要包括以下方面: 1)结构是及其功能的物质基础:用户购买 台机器,主要是看中了它具有自己需要的功 能,而这些功能能否实现,质量如何,主要 取决于机械结构,没有结构便没有功能
§17.1 概述 一 、机械结构设计的作用和步骤 结构设计的作用主要包括以下方面： 1）结构是及其功能的物质基础：用户购买一 台机器，主要是看中了它具有自己需要的功 能，而这些功能能否实现，质量如何，主要 取决于机械结构，没有结构便没有功能
2)结构是机械设计计算的基础和计算结果的 体现:在计算之前必须初步确定结构,如在 传动系统方案设计中决定了要采用齿轮,才 会计算齿轮。轴系、轴、轴承、键等的计算 是与结构设计密切相关、交叉进行的,而计 算结果一般都对结构设计起指导作用。 3)结构图是加工和装配的依据:机械的装 图和零件图是加工、装配、检验的依据,它 在极大程度上(一般认为是70%~80%)决 定了机器的成本
2）结构是机械设计计算的基础和计算结果的 体现：在计算之前必须初步确定结构，如在 传动系统方案设计中决定了要采用齿轮，才 会计算齿轮。轴系、轴、轴承、键等的计算 是与结构设计密切相关、交叉进行的，而计 算结果一般都对结构设计起指导作用。 3）结构图是加工和装配的依据：机械的装配 图和零件图是加工、装配、检验的依据，它 在极大程度上（一般认为是70％～80％）决 定了机器的成本
结构设计的一般步骤是 1)在开始结构设计前,必须确定设计任 务和制定机器整体方案。此时设计者 般对机械结构方案已经由初步的考虑 并能够由总体出发对机械结构提出要求 如动作要求、运动范围、工作能力、生 产率、传动机构的功率、工作条件、加 工装配条件、使用条件等,以及对寿命 成本等方面的要求
结构设计的一般步骤是： 1）在开始结构设计前，必须确定设计任 务和制定机器整体方案。此时设计者一 般对机械结构方案已经由初步的考虑， 并能够由总体出发对机械结构提出要求， 如动作要求、运动范围、工作能力、生 产率、传动机构的功率、工作条件、加 工装配条件、使用条件等，以及对寿命、 成本等方面的要求
2)把一个机械系统分为若千个部件,根 据初步计算或经验,对每个部件的性能、 空间位置、尺寸、重量等都有一个明确 的计划和要求。这样不但便于设计,而 且液便于制造、装配、修理和多人分工 设计以加快进度。如设计人员过少,则 应先设计主要部件,后次要部件。对每 个部件一般先做初步拾角,再作详细的 结构设计
2）把一个机械系统分为若干个部件，根 据初步计算或经验，对每个部件的性能、 空间位置、尺寸、重量等都有一个明确 的计划和要求。这样不但便于设计，而 且液便于制造、装配、修理和多人分工 设计以加快进度。如设计人员过少，则 应先设计主要部件，后次要部件。对每 个部件一般先做初步拾角，再作详细的 结构设计
3)设计过程中注意各零件、部件之间的关系 尺寸协调,反复进行方案对比,进行必要的修 改。设计者应该不断给自己提出问题,例如 (1)这个零部件起什么作用?所采用地结构 能否实现? (2)这个零件能否不要?或用其它更好地方 法代替? (3)这个部件承受什么样的载荷?可能地失 效形式是什么?所用的结构能否避免这些失效?
3）设计过程中注意各零件、部件之间的关系 尺寸协调，反复进行方案对比，进行必要的修 改。设计者应该不断给自己提出问题，例如： （1）这个零部件起什么作用？所采用地结构 能否实现？ （2）这个零件能否不要？或用其它更好地方 法代替？ （3）这个部件承受什么样的载荷？可能地失 效形式是什么？所用的结构能否避免这些失效？
(4)在运动时是否会发生千涉或碰撞? (5)每个零件或部件由毛坯生产到加工、装 配、检测、运输、使用、修理直到报废回收 过程会产生什么问题? (6)什么是这一零部件、系统的薄弱环节? 损坏后是否会引起严重后果? 7)是否采用了标准件、通用件或能买到的 经济适用的成品? (8)材料和热处理是否合适?
（4）在运动时是否会发生干涉或碰撞？ （5）每个零件或部件由毛坯生产到加工、装 配、检测、运输、使用、修理直到报废回收 过程会产生什么问题？ （6）什么是这一零部件、系统的薄弱环节？ 损坏后是否会引起严重后果？ （7）是否采用了标准件、通用件或能买到的 经济适用的成品？ （8）材料和热处理是否合适？
(9)噪声、振动、腐蚀、潮湿、温度等环境 因素是否已经完全考虑过? (10)所采用的方案寿命如何?润滑、维护 如何?对环境有无污染? (11)操作是否方便?是否便于学习掌握? 安全有无问题? 12)所采用的方案是否经济合理?是否符 合有关法律规定?
（9）噪声、振动、腐蚀、潮湿、温度等环境 因素是否已经完全考虑过？ （10）所采用的方案寿命如何？润滑、维护 如何？对环境有无污染？ （11）操作是否方便？是否便于学习掌握？ 安全有无问题？ （12）所采用的方案是否经济合理？是否符 合有关法律规定？
4)完成图纸以后,必须进行认真的审 查,尽量把问题消灭在图纸上 5)为了保护设计者的权利,应该考虑 是否申请专利。 6)在试制、实验、试用、正式投产及 使用过程中,进一步发现问题,不断 改进设计
4）完成图纸以后，必须进行认真的审 查，尽量把问题消灭在图纸上。 5）为了保护设计者的权利，应该考虑 是否申请专利。 6）在试制、实验、试用、正式投产及 使用过程中，进一步发现问题，不断 改进设计