機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與創(chuàng)新課件

機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與創(chuàng)新節(jié)選自《機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)》，張美麟主編概論結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)指零件的結(jié)構(gòu)形狀及零件間的聯(lián)接關(guān)系的設(shè)計(jì)。是機(jī)械設(shè)計(jì)的主要組成部分，是涉及問題最多、最具體、工作量最大的工作階段。需考慮因素材料的力學(xué)性能，零部件的功能，工作條件，加工工藝，裝配，使用，成本，安全，環(huán)保等特點(diǎn)實(shí)踐性、細(xì)節(jié)性、多樣性與創(chuàng)造性2022/12/182主要內(nèi)容1.實(shí)現(xiàn)零件功能的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與創(chuàng)新2.結(jié)構(gòu)元素的變異與演化3.適應(yīng)材料性能的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與創(chuàng)新2014/4/634.方便制造與操作的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與創(chuàng)新第一節(jié)實(shí)現(xiàn)零件功能的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與創(chuàng)新一、功能分解二、功能組合三、功能移植2022/12/184功能分解意義：

每個(gè)零件的每個(gè)部分各承擔(dān)著不同的功能，具有不同的工作原理。將零件功能分解、細(xì)化，有利于與提高其工作性能，有利于開發(fā)新功能，也使零件整體功能更趨于完善。2022/12/185example實(shí)例：螺釘螺釘頭扳擰功能支撐功能螺釘體定位功能螺釘尾導(dǎo)向2022/12/186功能組合意義：指一個(gè)零件可以實(shí)現(xiàn)多種功能，這樣可以使整個(gè)機(jī)械系統(tǒng)更趨于簡(jiǎn)單化，簡(jiǎn)化制造過程，減少材料消耗，提高工作效率，式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一個(gè)重要途徑。一般是在零件原有功能基礎(chǔ)上增加新的功能。2022/12/187example功能移植意義:指相同的或相似的結(jié)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)完全不同的功能。這可以通過聯(lián)想、類比、移植等創(chuàng)新技法獲得新功能。2022/12/188實(shí)例螺栓聯(lián)接的摩擦防松軸轂聯(lián)接第二節(jié)結(jié)構(gòu)元素的變異與演化一、輪轂聯(lián)接的結(jié)構(gòu)元素變異與演化二、離合器的結(jié)構(gòu)元素變異與演化三、棘輪傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)變異與演化四、各種槽銷結(jié)構(gòu)元素的變異五、新型聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)六、改善工作性能的結(jié)構(gòu)變異2022/12/189第三節(jié)適應(yīng)材料性能的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與創(chuàng)新一、揚(yáng)長(zhǎng)避短二、性能互補(bǔ)三、結(jié)構(gòu)形狀變異2022/12/1810揚(yáng)長(zhǎng)避短結(jié)構(gòu)形狀要要有利于材材料性能的的發(fā)揮。如如鑄鐵的抗抗壓強(qiáng)度比比抗拉強(qiáng)度度高，因此此鑄鐵就要要設(shè)計(jì)成承承受抗壓狀狀態(tài)，以充充分發(fā)揮其其優(yōu)勢(shì)。陶瓷材料承承受局部集集中載荷的的能力差，，在與金屬屬件的連接接中，應(yīng)避避免其弱點(diǎn)點(diǎn)。塑料是常用用的加工材材料之一，，質(zhì)量輕，，成本低，，能制成很很復(fù)雜的形形狀，但強(qiáng)強(qiáng)度、剛度度低，易老老化。2022/12/711性能互補(bǔ)將剛性與柔柔性材料合合理搭配，，在剛性部部件中對(duì)某某些零件賦賦予柔性，，使其能用用接觸時(shí)的的變形不補(bǔ)償工作表面幾幾何形狀的的誤差。2022/12/712性能互補(bǔ)對(duì)于鏈傳動(dòng)動(dòng)，由于是是非共軛嚙嚙合，所以以在工作時(shí)時(shí)會(huì)產(chǎn)生振振動(dòng)沖擊。。經(jīng)分析，，確知在鏈鏈條嚙入處處引起的沖沖擊、振動(dòng)動(dòng)最大。為為改變這種種情況，可可在鏈條或或鏈輪的結(jié)結(jié)構(gòu)上進(jìn)行行變形設(shè)計(jì)計(jì)。2022/12/713結(jié)構(gòu)形狀變變異選用不同的的材料，往往往同時(shí)伴伴隨著零部部件結(jié)構(gòu)形形狀的變異異。2022/12/714第四節(jié)、方方便制造與與操作的結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與與創(chuàng)新一、加工工藝的結(jié)構(gòu)構(gòu)型二、裝配輸送的結(jié)構(gòu)構(gòu)型三、簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)四、宜人結(jié)構(gòu)2022/12/715加工工藝的的結(jié)構(gòu)構(gòu)型型對(duì)于機(jī)械加加工的零件件，在構(gòu)型型上要考慮慮到使裝卡卡、加工與與測(cè)量時(shí)間間比較短，，設(shè)備維護(hù)護(hù)費(fèi)用等因因素。主要要體現(xiàn)在加加工面上的的形狀力求求簡(jiǎn)單，尺尺寸力求小小，位置應(yīng)應(yīng)方便裝卡卡與刀具的的退出，避避免在內(nèi)表表面上進(jìn)行行復(fù)雜的加加工等。2022/12/716裝配輸送的的結(jié)構(gòu)構(gòu)型型人工裝配時(shí)時(shí)，希望裝裝配可以可可靠、省力力。同時(shí)隨隨著裝配自自動(dòng)化程度度的提高，，裝配自動(dòng)動(dòng)化生產(chǎn)線線和裝配機(jī)機(jī)器人對(duì)形形狀的識(shí)別別也提出了了構(gòu)形要求求。2022/12/717簡(jiǎn)單機(jī)機(jī)構(gòu)精煉的的，簡(jiǎn)簡(jiǎn)單的的才是是設(shè)計(jì)計(jì)的進(jìn)進(jìn)步，，也是是設(shè)計(jì)計(jì)者的的愿望望。a）聯(lián)接接機(jī)構(gòu)構(gòu)的簡(jiǎn)簡(jiǎn)化；；b）鉸鏈鏈機(jī)構(gòu)構(gòu)的簡(jiǎn)簡(jiǎn)化；；c）其他他簡(jiǎn)單單機(jī)構(gòu)構(gòu)2022/12/718宜人機(jī)機(jī)構(gòu)宜人機(jī)機(jī)構(gòu)是是指機(jī)機(jī)械設(shè)設(shè)備的的結(jié)構(gòu)構(gòu)形狀狀應(yīng)該該適應(yīng)應(yīng)人的的生理理和心心理要要求，，使得得操作作安全全、準(zhǔn)準(zhǔn)確、、省力力、簡(jiǎn)簡(jiǎn)便，，減少少操作作的疲疲勞，，提高高工作作效率率。2022/12/719宜人結(jié)結(jié)構(gòu)a)減少操操作疲疲勞的的結(jié)構(gòu)構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)與與構(gòu)形形應(yīng)該該考慮慮操作作者的的施力力情況況，避避免操操作者者長(zhǎng)期期保持持一種種非自自然狀狀態(tài)下下的姿姿勢(shì)。。2022/12/720宜人結(jié)結(jié)構(gòu)b）提高高操作作能力力的結(jié)結(jié)構(gòu)應(yīng)考慮人的的手與腳的的用力方法法，使之容容易操作。。2022/12/721宜人結(jié)構(gòu)C）減少操作作錯(cuò)誤的機(jī)機(jī)構(gòu)操作零件的的外形要簡(jiǎn)簡(jiǎn)單，容易易辨認(rèn)；操操作位置要要合適，應(yīng)應(yīng)力求使操操作零件位位于操作者者的手或腳腳夠得著的的位置。2022/12/722宜人結(jié)構(gòu)構(gòu)d）外形與與色彩零件的外外形除應(yīng)應(yīng)與功能能、材料料、加工工方便等等因素有有關(guān)外，同時(shí)也也要考慮慮適應(yīng)人的的反應(yīng)。除滿足使使用功能能、加工工條件、、材料特特性外，，還要考考慮外形形的和諧諧、均衡衡、穩(wěn)定定。2022/12/7232022/12/724謝謝聽講講！實(shí)例2022/12/725實(shí)例2022/12/726實(shí)例2022/12/727實(shí)例2022/12/728實(shí)例2022/12/729實(shí)例2022/12/730實(shí)例2022/12/731實(shí)例2022/12/732實(shí)例2022/12/733實(shí)例2022/12/734實(shí)例2022/12/735實(shí)例2022/12/736202