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机械零部件的创新设计思路!深受启发,推荐机械同行们阅读思考!

(一)把握机械零部件设计的主要内容


机械零部件设计是机械设计的重要组成部分,机械运动方案中的机构和构件只有通过零部件设计才能得到用于加工的零部件工作图和部件装配图,同时它也是机械总体设计的基础。机械零部件设计的主要内容包括:根据运动方案设计和总体设计的要求,明确零部件的工作要求、性能、参数等,选择零部件的结构构形、材料、精度等,进行失效分析和工作能力计算,画出零部件图和部件装配图。



机械产品整机应满足的要求是由零部件设计所决定的,机械零部件设计应满足的要求为:在工作能力上要求具体有强度、刚度、寿命、耐磨性、耐热性、振动稳定性及精度等;在工艺性上要求加工、装配具有良好的工艺性及维修方便;在经济性上的要求主要指生产成本要低。此外,还要满足噪声控制、防腐性能、不污染环境等环境保护要求和安全要求等。这些要求往往互相牵制,需全面综合考虑。





(二)严格计算机械零部件的失效形式


机械零部件由于各种原因不能正常工作而失效,其失效形式很多,主要有断裂、表面压碎、表面点蚀、塑性变形、过度弹性变形、共振、过热及过度磨损等。为了保证零部件能正常工作,在设计零部件时应首先进行零部件的失效分析,预估失效的可能性,采取相应措施,其中包括理论计算,计算所依据的条件称为计算准则,常用的计算准则有:一是强度准则。强度是机械零部件抵抗断裂、表面疲劳破坏或过大塑性变形等失效的能力。强度要求是保证机械零部件能正常工作的基本要求。二是刚度准则。刚度是指零部件在载荷的作用下,抵抗弹性变形的能力。刚度准则要求零部件在载荷作用下的弹性变形在许用的极限值之内。三是振动稳定性准则。对于高速运动或刚度较小的机械,在工作时应避免发生共振。振动稳定性准则要求所设计的零部件的固有频率与其工作时所受激振源的频率错开。四是耐热性准则。机械零部件在高温工作条件下,由于过度受热,会引起润滑油失效、氧化、胶合、热变形、硬度降低等问题,使零部件失效或机械精度降低。



因此,为了保证零部件在高温下正常工作,应合理设计其结构及合理选择材料,必要时须采用水冷或气冷等降温措施。五是耐磨性准则。耐磨性是指相互接触并运动零部件的工作表面抵抗磨损的能力。当零部件过度磨损后,将改变其结构形状和尺寸,削弱其强度,降低机械精度和效率,以致零部件失效报废。因此,机械设计时应采取措施,力求提高零部件的耐磨性。





(三)正确选择机械零部件表面粗糙度


表面粗糙度是反映零部件表面微观几何形状误差的一个重要技术指标,是检验零部件表面质量的主要依据;它选择的合理与否,直接关系到产品的质量、使用寿命和生产成本。机械零部件表面粗糙度的选择方法有3种,即计算法、试验法和类比法。在机械零部件设计工作中,应用最普通的是类比法,此法简便、迅速、有效。应用类比法需要有充足的参考资料,现有的各种机械设计手册中都提供了较全面的资料和文献。最常用的是与公差等级相适应的表面粗糙度。在通常情况下,机械零部件尺寸公差要求越小,机械零部件的表面粗糙度值也越小,但是它们之间又不存在固定的函数关系。在实际工作中,对于不同类型的机器,其零部件在相同尺寸公差的条件下,对表面粗糙度的要求是有差别的。这就是配合的稳定性问题。


在机械零部件的设计和制造过程中,对于不同类型的机器,其零部件的配合稳定性和互换性的要求是不同的。在设计工作中,表面粗糙度的选择归根到底还是必须从实际出发,全面衡量零部件的表面功能和工艺经济性,才能作出合理的选择。





(四)全面优化机械零部件设计方法


要充分运用机械学理论和方法,包括机构学、机械动力学、摩擦学、机械结构强度学、传动机械学等及计算机辅助分析的不断发展,对设计的关键技术问题能作出很好的处理,一系列新型的设计准则和方法正在形成。计算机辅助设计(CAD)是把计算机技术引入设计过程,利用计算机完成选型、计算、绘图及其他作业的现代设计方法。CAD技术促成机械零部件设计发生巨大的变化,并成为现代机械设计的重要组成部分。目前,CAD技术向更深更广的方向发展,主要表现为以下基于专家系统的智能CAD;CAD系统集成化,CAD与CAM(计算机辅助制造)的集成系统(CAD/CAM);动态三维造型技术;基于并行工程,面向制造的设计技术(DFM);分布式网络CAD系统。




—END—




来源:制造业那些事儿


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    永远44364

    目录:机械设计

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  • 简介:现就职于湖州鑫强机械设备有限公司,主要从事物流输送机械设计,滚筒输送机

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