零件结构设计 (砖木结构设计规范)

机械零件规划的根本要求都有哪些内容？
机械零件规划是从机器的作业原理、承载才能、结构和保护等方面研讨通用机械零件的规划问题，其间包含怎么合理确认零件的形状和尺度、怎么合理挑选零件的资料以及怎么使零件具有杰出的工艺性等。
机械零件规划的根本要求：
零件是组成机器的根本单元，要使所规划的机器满意根本运用要求，就有必要使组成机器的零件满意以下要求。
1、防止在预订寿数期内失效的要求
在预订寿数期内不失效的要求包含三方面：强度、刚度、寿数。
(1)强度
零件在作业中发作开裂、磨损或不答应的变形统属强度缺乏。上述失效办法，除了用于安全设备中预订当令损坏的零件外，对任何零件都是应当防止的。因而确保零件有满意的强度，是机器正常作业的一个根本要求。
为了进步机械零件的强度，在规划时准则上能够选用以下的办法：选用强度高的资料；使零件具有满意的截面尺度；合理地规划零件的截面形状，以增大截面的惯性矩；选用热处理和化学热处理办法，以进步资料的力学功用；进步运动零件的制作精度，以下降作业时的动载荷；合理地装备机器中各零件的彼此方位，以下降效果于零件上的载荷等。
(2)刚度
零件在作业时所发作的弹性变形不超越答应的极限，就叫做满意了刚度要求。关于弹性变形过大就要影响机器作业功用的零件，规划时除了要作强度核算外，还有必要作刚度核算。
为了进步零件的全体刚度，可采纳如下办法：增大零件截面尺度或增大截面的惯性矩；缩短支承跨距或选用多支点结构，以减小挠曲变形等。
(3)寿数
有的零件在作业初期尽管能够满意各种要求，但在作业必定时刻后，却或许因为某些原因而失效。这个零件正常作业连续的时刻就叫零件的寿数。
零件寿数是决议机器寿数的根底，零件的损坏会导致机器无法正常作业。影响零件寿数的主要原因有：资料的疲惫，资料的腐蚀以及相对运动零件触摸外表的磨损。
2、结构工艺性要求
零件具有杰出的结构工艺性，是指在既定的出产条件下，能够便利而经济地出产出来，并便于安装。所以零件的结构工艺性应从毛坯制作、机械加工进程及安装等几个出产环节加以归纳考虑。工艺性还和批量巨细及详细的出产条件相关。为了改进零件的工艺性，就应当了解当时的出产水平及条件。对零件的结构工艺性具有决议性影响的零件结构规划，在整个规划作业中占有很大的比重，因而有必要予以满意的注重。
3、经济性要求
零件的经济性首要表现在零件自身的出产本钱上。零件的经济性决议了机器的经济性，规划零件时，应力求规划出耗费(包含金钱、制作时刻及人工)最少的零件。
要下降零件的本钱，首要要选用轻型的零件结构，以下降资料耗费，而且选用廉价而供给足够的资料以替代宝贵资料，能够下降资料费用；选用少余量或无余量的毛坯或简化零件结构，以削减加工工时；工艺性杰出的结构就意味着加工及安装费用低，所以工艺性对经济性有着直接的影响，关于大型零件选用组合结构以替代全体结构，这些对下降零件本钱均有明显的效果。别的，尽或许选用标准化的零、部件，就可在经济性方面获得很大的效益。
4、质量小的要求
对绝大大都零件来说，都应当力求减小其质量。减小质量有两方面的优点：一方面能够节约资料，节约资料就意味着节约本钱；另一方面，关于运动零件来说，能够减小惯性，改进机器的动力功用。
可采纳以下办法减小零件的质量：选用缓冲设备来下降零件上所受的冲击载荷；运用安全设备来约束效果在主要零件上的巨大载荷；恰当削减零件上应力较小处资料，以改进零件受力的均匀性，然后进步资料的利用率；施加与作业载荷相反方向的预载荷，以下降零件上的作业载荷，选用轻型薄壁的冲压件或焊接件来替代铸、锻零件，以及选用强重比高的资料等。
5、牢靠性要求
机器的牢靠性是由零件的牢靠性确保的，零件牢靠度是指在规则的运用时刻内和预订的环境条件下，零件能够正常地完结其功用的概率。关于绝大大都机械来说，失效的发作都是随机性的。因而，为了进步零件的牢靠性，就应当在作业条件和零件的功用两个方面使其随机改变尽或许地小。此外，在运用中加强保护和对作业条件进行监测，也能够进步零件的牢靠性。
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机械结构规划有哪些根本准则和规划准则
机械结构件的结构要素和规划办法
1结构件的几许要素
机械结构的功用主要是靠机械零部件的几许形状及各个零部件之间的相对方位联系完成的。零部件的几许形状由它的外表所构成，一个零件一般有多个外表，在这些外表中有的与其它零部件外表直触摸摸，把这一部分外表称为功用外表。在功用外表之间的联合部分称为联接外表。
零件的功用外表是决议机械功用的重要因素，功用外表的规划是零部件结构规划的核心问题。描绘功用外表的主要几许参数有外表的几许形状、尺度巨细、外表数量、方位、次序等。经过对功用外表的变异规划，能够得到为完成同一技能功用的多种结构计划。
2结构件之间的联接
在机器或机械中，任何零件都不是孤立存在的。因而在结构规划中除了研讨零件自身的功用和其它特征外，还有必要研讨零件之间的彼此联系。
零件的相关分为直接相关和直接相关两类。凡两零件有直接安装联系的，成为直接相关。没有直接安装联系的相关成为直接相关。直接相关又分为方位相关和运动相关两类。方位相关是指两零件在彼此方位上有要求，如减速器中两相邻的传动轴，其间心距有必要确保必定的精度，两轴线有必要平行，以确保齿轮的正常啮合。运动相关是指一零件的运动轨道与另一零件有关，如车床刀架的运动轨道有必要平行于于主轴的中心线，这是靠床身导轨和主轴轴线相平行来确保的，所以，主轴与导轨之间方位相关；而刀架与主轴之间为运动相关。
大都零件都有两个或更多的直接相关零件，故每个零件大都具有两个或多个部位在结构上与其它零件有关。在进行结构规划时，两零件直接相关部位有必要一起考虑，以便合理地挑选资料的热处理办法、形状、尺度、精度及外表质量等。一起还有必要考虑满意直接相关条件，如进行尺度链和精度核算等。一般来说，若某零件直接相关零件愈多，其结构就愈杂乱；零件的直接相关零件愈多，其精度要求愈高。例如，轴毂联接见图5.1。
3.3 结构规划据结构件的资料及热处理不同应留意的问题
机械规划中能够挑选的资料很多，不同的资料具有不同的性质，不同的资料对应不同的加工工艺，结构规划中既要依据功用要求合理地挑选恰当的资料，又要依据资料的品种确认恰当的加工工艺，并依据加工工艺的要求确认恰当的结构，只要经过恰当的结构规划才能使所挑选的资料最充沛的发挥优势。
规划者要做到正确地挑选资料就有必要充沛地了解所选资料的力学功用、加工功用、运用本钱等信息。结构规划中应依据所选资料的特性及其所对应的加工工艺而遵从不同的规划准则。
如：钢材受拉和受压时的力学特性根本相同，因而钢梁结构多为
对称结构。铸铁资料的抗压强度远大于抗拉强度，因而接受弯矩的铸铁结构截面多为非对称形状，以使承载时巨大压应力大于巨大拉应力，图示5.2为两种铸铁支架比较。钢结构规划中一般经过加大截面尺度的办法增大结构的强度和刚度，可是铸造结构中假如壁厚过大则很难确保铸造质量，所以铸造结构一般经过加筋板和隔板的办法加强结构的刚度和强度。塑料资料因为刚度差，成型后的冷却不均匀构成的内应力极易引起结构的翘曲，所以塑料结构的筋板与壁厚附近并均匀对称。
关于需求热处理加工的零件，在进行结构规划时的要求有如下几点：（1）零件的几许形状应力求简略、对称，抱负的形状为球形。（2）具有不等截面的零件，其巨细截面的改变有必要陡峭，防止骤变。假如相邻部分的改变过大，巨细截面冷却不均，必定构成内应力。（3）防止锐边尖角结构，为了防止锐边尖角处熔化或过热，一般在槽或孔的边际上切出2～3mm的倒角。（4）防止厚薄悬殊的截面，厚薄悬殊的截面在淬火冷却时易变形，开裂的倾向较大。