机械创新设计第六章-机械结构与创新设计课件.ppt

1、第六章第六章 机械结构与创新设计机械结构与创新设计 目录：第一节 机械结构设计的概念与基本要求第二节 转动副的结构与创新设计第三节 移动副的结构与创新设计第四节 构件的结构与创新设计第五节 机架的结构与创新设计第六节 机械零件结构的集成化与创新设计第七节 机械产品的模块化与创新设计第一节 机械结构设计的概念与基本要求一、机械结构设计机械结构设计就是将原理方案设计结构化，即把机构系统转化为机械实体系统的过程。二、机构设计的基本要求1、功能要求2、使用要求3、结构工艺性要求4、人机学要求 第二节 转动副的结构与创新设计一、对转动副结构的基本要求保证两个构件之间的相对运动是转动，即两构件只能做相对转

2、动。 对转动副结构的基本要求是保证两相对回转件的位置精度、承受压力、减小摩擦损失和保证使用寿命。 图6-1 转动副二、轴承作为转动副滚动轴承内圈连接一个构件，外圈连接一个构件；设计要点是滚动轴承的类型选择、零件的周向定位与轴向定位、零件与轴承内外圈的配合问题。图6-2 滑动轴承作为转动副图6-3 滚动轴承作为转动副三、滑动轴承的特点及常见结构形式（一）滑动轴承的基本结构形式图6-4 整体式径向滑动轴承1-轴承座 2-整体轴瓦 3-油孔 4-螺纹孔图6-5 剖分式径向滑动轴承1-轴承座 2-轴承盖 3-双头螺纹 4-螺纹孔 5-油孔 6-油槽 7-剖分式轴瓦图6-6 调心式滑动轴承（二）径向滑动

3、轴承的轴瓦结构 1、轴瓦的形式与构造图6-7 整体式轴瓦a)整体轴套 b）卷制轴套图6-8 对开式厚壁轴瓦2、轴瓦的定位图6-10 销钉固定轴瓦图6-9 对开式薄壁轴瓦3、油孔及油槽的开设图6-11 常见的油孔、油槽形式图6-12 油槽位置对油膜承载能力的影响（三）液体静压润滑轴承图6-13 液体静压径向轴承原理结构图图6-14 间隙可调式滑动轴承a）三油叶轴承 b）四油叶轴承（四）其他结构形式的滑动轴承四、滚动轴承的特点及常见结构形式图6-15 滚动轴承的基本结构a）深沟球轴承 b）圆柱滚子轴承1-内圈 2-外圈 3-滚动体 4-保持架第三节 移动副的结构与创新设计一、对移动副结构的基本要求

4、导向精度高刚度大耐磨性高及结构工艺性好等 图6-16 移动副的例子二、滑动导轨的特点及常见结构形式1、导轨截面的基本形式图6-17 滑动导轨截面形状2、常用导轨的组合形式图6-19 导轨的组合形式之二图6-18 导轨的组合形式之一图6-20 导轨的组合形式之三三、滚动导轨的特点及常见结构形式图6-21 滚动导轨示意图之一图6-22 滚动导轨示意图之二图6-23 滚动轴承导轨第四节 构件的结构与创新设计一、杆类构件1、连杆类构件2、凸轮推杆类构件图6-24 杆状构件图6-25 杆状构件端部的结构形式二、盘类构件图6-26 盘状的杆件图6-28 连杆长度的调节图6-27 曲杆长度的调节1、5-杆

5、2-连杆 3-销子 4-螺母 6-滑块 7-曲柄销 8-螺杆图6-29 盘状凸轮结构图6-31 涡轮结构a）整体式 b）过盈配合联接式 c）螺栓联接式 d）拼铸式图6-30 齿轮结构a）实心式 b）腹板式 c）轮辐式图6-33 带轮结构a）实心式 b）腹板式 c）孔板式 d）轮辐式图6-32 链轮结构a）实心式 b）腹板式 c）组合式（焊接） d）组合式（螺栓联接）三、轴类构件1、直轴类:由轴上零件的轴向定位和周向定位确定轴的结构2、曲轴类:由曲拐的数量、支撑和平衡配重来设计曲轴的结构图6-34 棘轮结构图6-36 机构示意图图6-37 偏心轮图6-35 槽轮结构图6-42 偏心轴图6-41

6、蜗杆轴图6-40 齿轮轴图6-39 凸轮轴图6-38 曲轴工作执行机构种类繁多，其构件类型也多，设计时要具体问题具体分析，这是最能体现创新的环节之一。图6-43 轴的结构图6-44 滚子的结构形式四、其他活动构件五、执行机构的执行构件图6-46 拨盘的结构形式图6-45 棘爪的结构形式图6-47 齿轮式自锁性抓取机构图6-48 斜楔杠杆图6-50 曲柄摇块机构型摆缸式活塞泵图6-49 六齿摆线齿轮泵图6-51 曲柄滑块式送料装置图6-52 颚式破碎机第五节 机架的结构与创新设计一、机架的分类和基本要求 机架的种类虽然很多，但根据其结构形状可大体分为四类，即梁型、板型、框型和箱型。图6-53 机

7、架按机构形状的分类a）摇臂钻床 b）车床 c）预应力钢丝串扰及机架 d）开式锻压及机架e）闭市锻压机机架 f）珠饰压力机机架 g）机械传动箱体二、保证机架功能的结构措施1、合理确定截面的形状和尺寸1） 无论圆形、方形，还是矩形，空心截面都比实心的刚度大，故机架一般设计成空心形状2） 无论实心截面或者空心截面，在受力方向上，尺寸大的抗弯刚度大，圆形截面的抗扭刚度高，矩形截面沿长轴方向抗弯刚度高。3） 加大外廓尺寸，减少壁厚可提高抗弯、抗扭刚度。4） 封闭截面比开口截面刚度大。2合理布置隔板和加强肋 隔板和加强肋也称肋板和肋条。合理布置隔板和加强肋通常比增加支承件的壁厚的综合效果更好。图6-54

8、纵向隔板的布置图6-55 加强肋的几种常见形式3、合理开孔和加盖4、提高局部刚度和接触刚度5、增加阻尼以提高抗振性6、材料的选择7、结构工艺性 图6-56 连接部分的结构图6-57 提高导轨连接处局部刚度图6-58 床身结构的抗振性图6-61 自攻自锁螺钉图6-60 法兰面螺钉头图6-59 螺钉头的扳拧结构第六节 机械零件结构的集成化与创新设计图6-63 功能集成的滚动轴承图6-62 带轮与飞轮集成图6-64 齿轮-轴-轴承的集成第七节 机械产品的模块化与创新设计一、模块化设计的涵义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。模块化设计是在对这些模块进行选择和组合，就可以构成不同功能、或功能相同但性能不同、规格不同地产品。这种设计方法称为模块化设计。二、模块化设计实例 电磁环境检测系统中，要求锅状天线能绕水平轴在90范围内旋转，而且能绕垂直轴360旋转，整套运动系统安装在三角支架上。因此组成该系统的模块有天线模块、绕水平轴旋转模块、绕垂直轴旋转模块、支撑模块和控制模块。 图6-65 数控车床模块化部件图6-68 电动机与减速器图6-67 电动缸图6-66 电磁环境检测系统的模块图6-71 电磁环境检测系统图6-70 电磁环境检测系统图6-69 典型模块示意图本章完