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一、提高强度和刚度的结构设计8 o4 d) K% g; A6 A3 O& B% K- ]
1.避免受力点与支持点距离太远% I! G0 d; |# s6 V8 v4 K
2.避免悬臂结构或减小悬臂长度
5 L% k) z) l; x" b# N% U' O3.勿忽略工作载荷可以产生的有利作用
( x( P7 F' U4 x/ ^# ?4.受振动载荷的零件避免用摩擦传力
2 n: g( J1 r9 d4 p, g5.避免机构中的不平衡力% P Z/ Y9 w k7 Z7 H$ {- d
6.避免只考虑单一的传力途径
7 {+ e! K1 p- }, A( O- \; C7.不应忽略在工作时零件变形对于受力分布的影响- s! W" x) R# B# E# y% s
8.避免铸铁件受大的拉伸应力;
3 T* e* h% z: z N9.避免细杆受弯曲应力
5 F3 `3 c# [$ _6 X1 q( K+ a; O10.受冲击载荷零件避免刚度过大
6 y/ y' e! \" A# V2 B0 W: C& o11.受变应力零件避免表面过于粗糙或有划痕& l' s9 h2 B3 P! b7 l* ^
12.受变应力零件表面应避免有残余拉应力
7 B/ m4 o2 U; f I13.受变载荷零件应避免或减小应力集中" M9 F2 b/ n2 K J2 p b4 O. B
14.避免影响强度的局部结构相距太近; w8 V7 d2 y, U
15.避免预变形与工作负载产生的变形方向相同
; \5 T; [" Z o7 m8 v16.钢丝绳的滑轮与卷筒直径不能太小0 `) z5 }7 [# w& D+ x. s
17.避免钢丝绳弯曲次数太多，特别注意避免反复弯曲
( w2 t8 T% F! a18.起重时钢丝绳与卷筒联接处要留有余量$ q( \7 d% G# `
19.可以不传力的中间零件应尽量避免受力& `8 d1 L `6 k
20.尽量避免安装时轴线不对中产生的附加力
( R, c, i+ [3 y1 r21.尽量减小作用在地基上的力
7 h, n; ]( `% Q8 b) K二、提高耐磨性的结构设计
7 w& z" j' I" d) x1.避免相同材料配成滑动摩擦副
; t' a3 x" a( W4 D- P& v3 d" y2.避免白合金耐磨层厚度太大$ i0 P b3 h. ?% C" `- h/ z5 r
3.避免为提高零件表面耐磨性能而提高对整个零件的要求
& O$ J" O7 f' o- @5 d N4.避免大零件局部磨损而导致整个零件报废+ r. b6 J2 |0 c) r9 |8 s- E
5.用白合金作轴承衬时，应注意轴瓦材料的选择和轴瓦结构设计
5 u& A& K1 r7 j+ c+ [6.润滑剂供应充分，布满工作面( d3 \) I3 ~3 s! \
7.润滑油箱不能太小2 P6 e0 p* V; ? J1 _/ {8 o! F
8.勿使过滤器滤掉润滑剂中的添加剂, Z0 X1 ^6 Z. k& y6 v7 h
9.滑动轴承的油沟尺寸、位置、形状应合理
5 r \2 ?: b6 @6 C9 K$ ^& d10.滚动轴承中加入润滑脂量不宜过多4 ] Y# A- d5 d1 l
11.对于零件的易磨损表面增加一定的磨损裕量
1 n( C: q8 \- J. L( }12.注意零件磨损后的调整
q8 E5 s! o8 a7 Z- I13.同一接触面上各点之间的速度、压力差应该小
z ~6 m4 e2 B; |; d14.采用防尘装置防止磨粒磨损
7 N0 W; y4 u3 E* J$ l) \ A% Y15.避免形成阶梯磨损
: c4 Q7 L! t H( r1 t16.滑动轴承不能用接触式油封
0 i( o( A7 C9 A$ a9 G" H17.对易磨损部分应予以保护! ~/ t* e$ J) v; F& F1 u" P" s
18.对易磨损件可以采用自动补偿磨损的结构6 } r, q+ M$ \
三、提高精度的结构设计
2 v7 i' c# e2 p6 c. m1.尽量不采用不符合阿贝原则的结构方案6 R- Y' _8 q' |) A- a7 D! b+ |
2.避免磨损量产生误差的互相叠加
' c+ U: Y9 L0 n6 e! A' [& q3.避免加工误差与磨损量互相叠加
) y( c5 N( |6 F' q4.导轨的驱动力作用点，应作用在两导轨摩擦力的压力中心上，使两条导轨摩擦力产生的力矩互相平衡# Z& |! Q& ]# r
5.对于要求精度较高的导轨，不宜用少量滚珠支持
" V d Q! e2 U# y6.要求运动精度的减速传动链中，最后一级传动比应该取最大值- N- @ i$ d0 W% T% s% l" l4 e' C
7.测量用螺旋的螺母扣数不宜太少
D2 W- }( H+ o8 H: m8 A. @8.必须严格限制螺旋轴承的轴向窜动# U) P& z' p- |# K5 Q9 M
9.避免轴承精度的不合理搭配
- g/ h2 N" o4 |/ j/ w10.避免轴承径向振摆的不合理配置0 Q* r6 B2 u7 [. @8 l
11.避免紧定螺钉影响滚动导轨的精度# U# H$ F; g& ^1 ]* E* H
12.当推杆与导路之间间隙太大时，宜采用正弦机构，不宜采用正切机构9 k/ r' k1 V1 f" ~8 C3 |1 a
13.正弦机构精度比正切机构高 P! G: t# C, L. ^. j5 [ m
四、考虑人机学的结构设计问题
+ J% s V% v K. ?1.合理选定操作姿势8 w7 z& x2 M2 f; t/ ?+ o" s2 Q
2.设备的工作台高度与人体尺寸比例应采用合理数值
6 W; X/ } `6 [" A3 Q+ w1 R. c* F3.合理安置调整环节以加强设备的适用性- |5 W% g7 j ~1 j
4.机械的操纵、控制与显示装置应安排在操作者面前最合理的位置* a- K% A/ E: \9 {( Q1 L
5.显示装置采用合理的形式
5 a y& c# G; b- m8 g6.仪表盘上的刻字应清楚易读
: W# H8 Q, i0 V3 T) x3 X/ V- @7.旋钮大小、形状要合理1 c7 ?3 K- i$ _; D# U& I
8.按键应便于操作/ P3 t! v% t, a8 E
9.操作手柄所需的力和手的活动范围不宜过大9 x x$ A0 `0 o; f$ y9 \
10.手柄形状便于操作与发力
- B1 H! [+ g' b: ~! R11.合理设计坐椅的尺寸和形状/ e4 y2 c9 [. N, j' I. S
12.合理设计坐椅的材料和弹性
7 Y( l$ B) A0 H8 d13.不得在工作环境有过大的噪声
8 q; s9 a2 M6 _7 p: N) d- y( t14.操作场地光照度不得太低0 _5 F; V' }- W% q z) K9 P. b! ^1 J
五、发热、腐蚀、噪声等问题的结构设计" l4 ^+ Y) B, h9 x3 z+ w3 I
1.避免采用低效率的机械结构; ?) D1 O% y. g
2.润滑油箱尺寸应足够大
) o2 z4 P7 Q2 h0 h3.分流系统的返回流体要经过冷却
- ?& q( D9 {2 `) H7 U% J8 b4.避免高压容器、管道等在烈日下曝晒
+ k# ^! H) g' f4 _+ W- ^5.零件暴露在高温下的部分忌用橡胶，聚乙烯塑料等制造
. [1 b* [9 f4 ]2 A. F6.精密机械的箱体零件内部不宜安排油箱，以免产生热变形7 `$ r- V s- q; _
7.对较长的机械零部件，要考虑因温度变化产生尺寸变化时，能自由变形$ p! o6 O- r) d& q' X
8.淬硬材料工作温度不能过高
$ T8 U0 \& a4 D) k- }7 n: k+ ?9.避免高压阀放气导致的湿气凝结1 L# m& [+ Z E5 T% F* ~& ]1 l* N
10.热膨胀大的箱体可以在中心支持
* a7 i9 o! B" n11.用螺栓联接的凸缘作为管道的联接，当一面受日光照射时由于两面温度及伸长不同，产生弯曲+ q6 e3 A: L4 t2 l
12.与腐蚀性介质接触的结构应避免有狭缝
: [/ r6 d7 n4 \' V g$ S13.容器内的液体应能排除干净. Q5 ]5 s6 j. y; y- e K: N* j
14.注意避免轴与轮毂的接触面产生机械化学磨损（微动磨损）
+ p* C* e: X2 T! z15.避免易腐蚀的螺钉结构. t( J* C3 d: u6 C+ Q
16.钢管与铜管联接时，易产生电化学腐蚀，可安排一段管定期更换
% Z0 {! u& S+ Y* J" z; F17.避免采用易被腐蚀的结构
& I' c- S8 U: D, ~. L. A K18.注意避免热交换器管道的冲击微动磨损
1 A6 y9 t" u* p Z, G19.减少或避免运动部件的冲击和碰撞，以减小噪声
% u% S: u/ c. w20.高速转子必须进行平衡
. h( z% v/ s3 i21.受冲击零件质量不应太小
, f/ k7 M, M. N9 q9 D* ^1 ~+ O! n22.为吸收振动，零件应该有较强的阻尼性6 n# X2 _. [+ F# e6 y+ z. q0 o1 T
六、铸造结构设计
3 D. \% i" V6 |1.分型面力求简单
- @5 _; \) m( Z# S1 X+ ?2.铸件表面避免内凹2 L' f7 R5 a3 w$ Q8 X! ]
3.表面凸台尽量集中
+ r3 ]( H, B, d, I4.大型铸件外表面不应有小的凸出部分
- C9 W( g4 _. H/ X6 x) r5.改进妨碍起模的结构
9 h8 G) W+ E+ |4 V1 U6.避免较大又较薄的水平面8 _# z: U( n' P
7.避免采用产生较大内应力的形状
) | R! S$ P ^4 b" a4 ~2 X8.防止合型偏差对外观造成不利影响
% ~* h, x1 o) l9 d+ w' J9.采用易于脱芯的结构
9 Y) U; }9 x* y4 l+ h; |10.分型面要尽量少+ t; D; n7 J2 N! x
11.铸件壁厚力求均匀9 K9 s+ h O3 P1 i
12.用加强肋使壁厚均匀 x0 s! E" R$ i3 ^$ ]
13.考虑凝固顺序设计铸件壁厚
# l5 @6 X$ Z ]8 u9 C1 ]) R0 i1 {14.内壁厚应小于外壁厚
7 `5 q. p. ]. @0 Y15.铸件壁厚应逐渐过渡6 \* O. F$ C; ]7 r$ Y0 A
16.两壁相交时夹角不宜太小
# t6 q+ X6 x7 Y* q7 v17.铸件内腔应使造芯方便
# b/ k$ W! I, B& y18.不用或少用型芯撑- \) n$ O) z* D
19.尽量不用型芯
, z9 l- [0 f+ ~: M8 C" e2 W20.铸件的孔边应有凸台: M) A$ O6 c4 x! C
21.铸件结构应有利于清除芯砂 `. P; Y5 U# e, I
22.型芯设计应有助于提高铸件质量
" l$ `/ r6 U+ k. W23.铸件的孔尽可能穿通
& j A; k& Y; p- e2 _5 i24.合理布置加强肋
* E# C9 W) D {% w25.保证铸件自由收缩，避免产生缺陷( L6 K8 A' L0 o8 y- d- ?" V2 X
26.注意肋的受力
, h. ^4 j/ r8 V# h" T3 L. o- Z0 o27.肋的设置要考虑结构稳定性8 y( Z6 \$ |6 k% b
28.去掉不必要的圆角3 z8 \: U/ {* g
29.化大为小，化繁为简; k9 t/ |7 R! {% z: m
30.注意铸件合理传力和支持
. @1 z/ u# q7 ]* d* t7 l. W" \七、锻造和冲压件结构设计7 E* y# o, [: V; {$ D# w
1.自由锻零件应避免锥形和楔形/ Z- o5 B' \5 j$ e' w, h
2.相贯形体力求简化
d$ r9 J; w4 I3.避免用肋板
' e2 R0 g, F0 b6 j4.自由锻件不应设计复杂的凸台( p0 X' `4 U, |; N K, g8 K5 I8 F
5.自由锻造的叉形零件内部不应有凸台
F- k) c; l( E. z9 Y6.模锻件的分模面尺寸应当是零件的最大尺寸，且分模面应为平面- i8 B3 p p' B3 T8 J
7.模锻件形状应对称) }7 S/ h) `9 l3 _/ Z# g
8.模锻件应有适当的圆角半径* c1 u9 ]- w: H5 |0 i0 p
9.模锻件应适于脱模6 w) A+ s8 W3 `% S6 G ?
10.模锻件形状应尽量简单 ?* ]$ e: ^' s9 k, W' G$ Q
11.冲压件的外形应尽可能对称3 O. C5 y8 [7 g: i! j7 h
12.零件的局部宽度不宜太窄
$ D2 f) O1 y$ [- U13.凸台和孔的深度和形状应有一定要求+ ^% w! u4 L6 P: N' Z
14.冲压件设计应考虑节料
t! \4 x0 ?1 l8 x9 Z15.冲压件外形应避免大的平面5 Z, w4 [/ ^$ Q$ ~# ~# B0 m/ R; q
16.弯曲件在弯曲处要避免起皱0 P" o% ^+ m+ `
17.注意设计斜度
' U5 V4 ~5 x4 Z# \: T, I18.防止孔变形5 O# a. x Y6 W7 O- N
19.简化展开图4 ^8 o, s- I! D4 ~3 O& d# ^. A7 c
20.注意支撑不应太薄% \, Y+ q1 N' r5 I+ T% Q4 K
21.薄板弯曲件在弯曲处要有切口
' z5 s: C. x9 e9 q22.压肋能提高刚度但有方向性* o4 E+ q2 ^( N8 f& k$ f2 ~8 |
23.拉延件外形力求简单
! _. w, {, H n$ i& C6 A* g24.拉延件的凸边应均匀: \# q3 m6 q- {7 Z0 p
25.利用切口工艺可以简化结构
# W6 l& J0 n) t" l9 H0 H26.冲压件标注尺寸应考虑冲模磨损
9 Z( h4 a" ?) u |0 J27.标注冲压件尺寸要考虑冲压过程
q/ ^! M/ z0 d) v& P( w八、焊接零件毛坯的结构# h& S0 d; w0 o1 {# c" O2 n% a
1.合理设计外形+ S% m; ?/ t6 N0 X$ j
2.减少边角料& O X" d7 f9 f. E6 f) t* L; _
3.采用套料剪裁
' X6 [3 p6 T9 K' j4.断面转折处不应布置焊缝
0 G! a x( @: i9 ^/ l( [& j, E5.焊件不能不顾自己特点，简单模仿铸件
! `/ G4 J( v% H9 ^, V6.截面形状应有利于减少变形和应力集中
; G. K/ s( \& L7.正确选择焊缝位置8 Z# n: P% }& B6 a3 g, B
8.不要让焊接影响区相距太近
; }" h/ O& d4 ^% R/ d% F9.注意焊缝受力
: y9 F9 q- ^" Q P10.焊缝的加强肋布置要合理
7 n" ] `! b" h4 i5 W3 U3 e11.减小焊缝的受力* B! R, v" m1 S e; o% m s- l( O
12.减小热变形
* P- Q) }; D3 F+ g* I! p13.合理利用型材，简化焊接工艺) G9 E/ d6 Y; L) h
14.焊缝应避开加工表面- I2 Y4 m" W r# o0 S5 b Y6 M+ C
15.考虑气体扩散2 U6 m8 I( X: `' e' k
16.可以用冲压件代替加工件1 w# P" D/ t0 _/ g8 l
17.采用板料弯曲件以减少焊缝
! b* d) l ~: w9 b7 O0 H: [0 t/ ^$ q: W九、机械加工件结构设计6 D+ |- @7 l8 P: U7 H8 y
1.注意减小毛坯尺寸7 z& \7 G5 n8 `
2.加工面与不加工面不应平齐
L# N2 c2 d% T2 O& q; a- U" w3.减小加工面的长度
1 [0 I& V' T$ R% _4.不同加工精度表面要分开% {, v+ {7 W" A: L
5.将形状复杂的零件改为组合件以便于加工/ H) c2 F- A/ Y+ V6 e
6.避免不必要的精度要求
& z9 l) H, i/ R7 |% g& M7.刀具容易进入或退出加工面
8 R9 j7 y* W5 ]/ l G9 A8.避免加工封闭式空间7 @+ L* Q5 p5 D7 u. l; M) c( E" B, i& a
9.避免刀具不能接近工件. w9 p/ f5 c7 G0 {9 K" z [% Q
10.不能采用与刀具形状不适合的零件结构形状
' n# z8 B8 K' _! I5 P11.要考虑到铸造误差的影响' G* z: W3 {5 a# L% K$ p
12.避免多个零件组合加工8 e4 q5 h- S7 u, o
13.复杂加工表面要设计在外表面而不要设计在内表面上7 u2 o% r6 X& K5 }# _: @5 L
14.避免复杂形状零件倒角% b Y9 t" ^& a! `' J
15.必须避免非圆形零件的止口配合
, @ A k* o# I2 ^, x+ |' ~3 ]16.避免不必要的补充加工4 i r" D$ h( S# D) _* m; W
17.避免无法夹持的零件结构
4 x5 _: T7 }2 B5 x* M: d18.避免无测量基面的零件结构
8 Z9 _5 _* V3 e# l' z- d) e19.避免加工中的冲击和振动9 f( @$ m/ R7 |
20.避免在斜面上钻孔. y1 W# T4 M- Z- |9 M
21.通孔的底部不要产生局部未钻通
4 J. V* H- ]) `9 l22.减少加工同一零件所用刀具数1 H' k. S: T' w. r6 ^
23.避免加工中的多次固定
- i) p6 N6 {0 q8 f24.注意使零件有一次加工多个零件的可能性: v* Y6 c2 `# F) B9 r) p
十、热处理和表面处理件结构设计" d3 Y" e+ D5 O8 [
1.避免零件各部分壁厚悬殊
$ n w+ |# d# U/ C6 T; v* n5 u, t2.要求高硬度的零件（整体淬火处理）尺寸不能太大
* ?3 A% V8 X( w' G3.应避免尖角和突然的尺寸改变
y, c, q. O% @+ l( B4.避免采用不对称的结构# B8 |9 P# T$ J# {, j$ _5 x& y
5.避免开口形零件淬火
2 q$ {4 l& o. G! e- y. v6.避免淬火零件结构太复杂+ F1 \3 t0 o/ z4 x4 L @
7.避免零件刚度过低，产生淬火变形# z+ d) \& A3 F+ E( {
8.采用局部淬火以减少变形. S3 e1 P. P9 o s
9.避免孔距零件边缘太近2 v8 s+ K3 j- q" c' \6 ~
10.高频淬火齿轮块两齿轮间应有一定距离2 h' G4 K7 @8 h
11.电镀钢零件表面不可太粗糙$ `5 G' D4 ~( V
12.电镀的相互配合零件在机械加工时应考虑镀层厚度
7 Y% }' f7 _6 P6 M+ r- ]! C13.注意电镀零件反光不适于某些工作条件
- Q/ ]0 D2 k+ k" K十一、考虑装配和维修的机械结构设计
: P* D! J3 i5 R1.拆卸一个零件时避免必须拆下其他零件$ O) y2 k- i8 p \- d& R
2.避免同时装入两个配合面/ Q5 A, |' F, n/ t
3.要为拆装零件留有必要的操作空间
. i4 L2 a: [ P# w3 ~4.避免因错误安装而不能正常工作# B. m7 W8 M1 e" [ k; Y2 z& n
5.采用特殊结构避免错误安装% g, P! d; K4 w+ G$ p) x
6.采用对称结构简化装配工艺4 W7 x" P2 N# c/ b9 u
7.柔性套安装时要有引导部分
* W) Z) O3 L% ?& W8.难以看到的相配零件，要有引导部分% f# G6 F& m- X1 P7 X; h$ l
9.为了便于用机械手安装，采用卡扣或内部锁定结构
: k3 a1 O6 f7 F+ U$ J10.紧固件头部应具有平滑直边，以便拾取. ]* h8 r! y) O4 h! q
11.零件安装部位应该有必要的倒角
3 i! L: F( @+ w8 t4 R# V12.自动上料机构供料的零件，应避免缠绕搭接
5 O' J( X( C4 e% c: u; [% g# ^3 I13.简化装配运动方式% d- f+ ^4 @5 M: q% X1 b* j: C' }
14.对一个机械应合理划分部件
' Z$ s- S! O6 B7 J" ^6 u/ O; y3 i15.尽量减少现场装配工作量: B5 ]' L3 L5 _% m
16.尽量采用标准件2 z& U$ c4 e) }+ @, W' C# q" c3 Q
17.零件在损坏后应易于拆下回收材料7 I9 r3 u$ z4 D$ t. a
9 s* V6 b+ I9 \8 p
, m9 A; o @: a+ G7 s$ T9 U
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发表于 2015-5-13 15:10:35
