机械装备结构设计_工业技术

1

编审委员会

主　任　李郝林　陈关龙副主任　钱　炜委　员　（以姓氏笔画为序）　　　　王小静　李峥嵘　张慧敏　陈　浩　　　　陈军华　徐　洋　惠　虎顾　问　曹自强(ht

阅读

2

支持单位

（按首字拼音排序）德玛吉森精机公司东华大学 ETA（Engineering Technology Associates，Inc.）中国分公司华东理工大学

阅读

3

丛　书　序

在“中国制造2025”国家战略指引下，在“深化教育领域综合改革，加快现代职业教育体系建设，深化产教融合、校企合作，培养高素质劳动者和技能型人才”的形势下，我国高

阅读

4

丛书前言

进入21世纪以来，在全球新一轮科技革命和产业变革中，世界各国纷纷将发展制造业作为抢占未来竞争制高点的重要战略，把人才作为实施制造业发展战略的重要支撑，改革创新教

阅读

5

前　言

机械装备结构设计是将抽象的机械工作原理具体化为零部件技术图样的过程，是机械设计中的重要阶段，其设计质量对满足机械装备的功能要求、保证装备的整体质量和可靠性、降低

阅读

6

本书配套数字交互资源使用说明

针对本书配套数字资源的使用方式和资源分布，特做如下说明： 1.用户（或读者）可持安卓移动设备（系统要求安卓4.0及以上），打开移动端扫码软件（本书仅限于手机二维

阅读

7

第1章　绪　论

(https://www.daowen.com)

阅读

9

1.1 机械装备结构设计的任务、内容及步骤

(https://www.daowen.com)

阅读

10

1.1.1 机械装备结构设计的任务

机械装备结构设计的任务是在机械装备总体设计的基础上，根据已确定的功能原理方案，决定机械装备中零件的形状、材料、尺寸、加工方法和装配形式等关键因素，即把机构系统转

阅读

11

1.1.2 机械装备结构设计的内容

机械装备按用途，可分为动力机械（如电动机、内燃机、蒸汽机等）、金属切削机械（如车床、钻床、镗床、磨床、齿轮加工机床、螺纹加工机床、铣床、刨插床、拉床、电加工机床

阅读

12

1.1.3 机械装备结构设计的步骤

机械装备结构设计流程可归纳为图1-4所示。图1-4 机械装备结构设计流程机械装备结构设计的步骤如下。（1）明确设计要求。设计要求包括：机械装备结构所需要

阅读

13

1.2 机械装备结构设计的基本要求

机械装备结构设计的最终结果需以一定的结构形式表现出来，并按所设计的结构进行加工、装配，制造成最终的产品。因此，机械装备结构设计应满足机械装备产品的多方面要求，包

阅读

14

1.2.1 功能要求

机械装备结构设计的基本任务是将功能原理方案具体化，即构造能够实现功能要求的三维实体零部件及其装配关系，因此功能要求是结构设计的主要依据和必须满足的要求。零件的

阅读

15

1.2.2 使用要求

机械装备结构必须保证在规定的使用期限内正常地实现其功能，保证零件不失效。一般情况下，机械装备结构需具有足够的强度、刚度和稳定性，承受动载荷的机械结构还需保证其具

阅读

16

1.2.3 制造要求

组成机械装备的零部件需要具有良好的制造性，也就是可采用最经济的制造和装配方法得以实现。机器的成本主要取决于制造该机器零件的材料和制造费用，因此制造要求通常和经济

阅读

17

1.2.4 经济性及绿色环保要求

机械装备结构在需要满足功能和使用要求的前提下，还要求有良好的经济性和绿色环保的要求，即要求机械结构材料用量尽可能少、采用价廉的材料、采用简单的制造工艺，维护和修

阅读

18

1.2.5 人机学要求

机器操作应安全可靠、准确省力、简单方便、操作舒适，因此机械装备结构设计中要考虑人机学的要求，使结构的形状适应人的生理和心理特点，使操作者在长期工作中不易疲劳，工

阅读

19

1.3 机械装备结构设计中的力学准则

机械装备结构设计须满足上节所述的基本要求，其中使用要求中着重强调机械装备结构的合理受力，以提高结构的强度、刚度和寿命。由于结构设计中的力学设计错误或不合理，可能

阅读

20

1.3.1 均匀受载准则

结构设计时应考虑在实际的载荷工况下，使结构各部分材料受力均匀，这样可最大程度提高材料的利用率。基于这一基本原理的满应力准则是机械结构优化设计中常用的准则，其基本

阅读

21

1.3.2 力流路径最短准则

承载构件中，力总是从作用点开始，寻找一定的传递路线，传递到支撑处。力的传递路线称为力流。力流路径越短，则结构中受力区域越小，结构的累积变形也就越小，刚度就提高。

阅读

22

1.3.3 减小应力集中准则

结构中由于功能需要，不可避免会有孔槽和缺口等几何特征。这些特征的存在，使结构形状发生变化，使得力流在形状突变处，被迫急剧改变原有路径，而引起局部力线拥挤，使应力

阅读

23

1.3.4 变形协调准则

承载构件会发生变形，互相接触的构件如果接触处变形不匹配会引起走偏、应力集中等问题，变形越不协调，这些现象就越严重。在设计中，应尽量使相互接触的构件变形协调。如轴

阅读

24

1.3.5 附加力自平衡准则

承载构件在力的传递过程中，有时出现无用力或力矩，如斜齿轮啮合的轴向力、往复和旋转运动的惯性力等，这些无功用的附加力不但增加了轴和轴承等零件的负荷，降低其精度和寿

阅读

25

1.3.6 受冲击载荷结构柔性准则

由于冲击载荷随着结构刚度的增加而增大，因此承受冲击载荷的结构应减小其刚度，增大其柔度。如车辆在发生碰撞时，结构过大的刚性会造成驾乘人员受到更大的冲击力。图1-1

阅读

26

1.3.7 热变形自由准则

金属构件具有热胀冷缩的特点，当热变形受到限制时，结构中会产生热应力，降低结构的强度和刚度。降低热应力的根本措施是尽量保证热变形的自由，如在轴系的设计中，可设计成

阅读

27

1.4 机械装备结构设计的发展

随着先进制造技术、计算机技术和信息技术的发展，机械装备结构设计方法在传统设计理论的基础上，不断引入创新思维，向多维化、智能化方向发展。近年来，在结构优化设计、集

阅读

28

1.4.1 机械装备结构的优化设计

“设计”是一项创造性的工作。传统的机械装备结构设计一般是设计者根据设计要求和实践经验，采用类比法提出设计方案；然后进行强度、刚度、稳定性等各方面力学性能的分析和

阅读

29

1.4.2 机械装备结构的集成化设计

集成化设计是指一个构件实现多个功能的结构设计，如在零件原有的功能上增加新的功能，也可将不同功能的零件在结构上合并。图1-14是航空发动机中将锥齿轮、滚动轴承和轴

阅读

30

1.4.3 机械装备结构的模块化设计

模块是指一组具有同一功能和接合要素，但性能、规格或结构不同却能互换的单元。这里的接合要素指连接部位的形状、尺寸、连接件间的配合或啮合等。模块化设计是在对产品市场

阅读

《机械装备结构设计》简介