《支承系统设计》ppt课件

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1、第五章支承系统设计15.1支承系统的功用和基本要求支承系统：是基础部分，将其它子系统相互有机地联系起来，通过支承作用构成总系统。组成：底座、立柱、横梁、箱体、工作台和升降台等一、支承系统的功用支承零、部件保持被支承零、部件间的相互位置关系承受各种力和力矩。2一个机械系统的支承件往往不只一个，它们有的相互固定联接，有的在轨道上运动。机床支承系统3床腿床腿床身机床支承系统4立柱底座转台支承系统5底座底座立柱立柱并联机器人支承系统6二、支承系统的分类根据形状分为以下几类：梁类：一个方向的尺寸比另外两个方向的尺寸大

2、得多的零件，如床身、立柱、横梁、摇臂、滑枕等。板类：一个方向的尺寸比另外两个方向的尺寸小得多的零件，如机床的底座、工作台、刀架等。箱类：三个方向的尺寸大致一样的零件，如机床的箱体、升降台等。框架类：如支架、桥架、桁架等。75.1支承系统的功用和基本要求三、支承系统的基本要求1、足够的静刚度：支承件在静载荷作用下抵抗变形的能力称为支承件的静刚度。2、较好的动特性：机械系统应具有抵抗振动的能力。在机床上主要包括抵抗强迫振动和自激振动的能力，而且不应产生薄壁振动。3、良好的热特性：系统工作时各种原因的发热都会使支

3、承件产生不均匀变形，以致破坏被支承零部件的相互位置关系，降低机械系统的工作精度。4、小的内应力：材料内应力如不消除，在使用过程中，内应力会重新分布和逐步消失，引起支承件变形。因此，在设计时要从结构和选材上保证支承件的内应力最小，并在铸造或焊接和粗加工后进行时效处理。5、其他：在设计支承件时，应考虑吊运安全方便，液压、电器布置合理以及便于加工和装配等。而对于机床的支承件，还要考虑便于冷却液、润滑液的回收，排屑方便等。85.1支承系统的功用和基本要求5.2支承系统的静刚度一、机械系统的受力与变形分析支承件的变形

4、一般包括自身变形、局部变形和接触变形5.2支承系统的静刚度一、机械系统的受力与变形分析5.2支承系统的静刚度二、支承件的静刚度1.自身刚度-支承件抵抗自身变形的能力。拉压与弯扭2.局部刚度-抵抗局部载荷集中之处变形的能力。3.接触刚度-是平均压强p与变形δ之比。Kj=P/δ5.3支承系统结构设计的注意事项一、正确选择支承件的截面形状空心截面惯性矩比实心的大方形抗弯，圆形抗扭，矩形抗弯更好封闭截面比非封闭截面刚度大二、合理设置肋板和肋条纵向隔板主要用来提高支承件的抗弯刚度横向隔板主要用来提高支承件的抗扭刚度斜

5、向隔板既可提高支承件的抗弯刚度，又可提高抗扭刚度纵向隔板必须布置在支承件的弯曲平面内才会显著提高抗弯刚度13(a)直字形肋条，结构最简单。常用于窄壁和受载荷较小的内壁上。(b)十字形肋条是呈直角交叉布置，结构也简单，但易产生内应力，广泛用于箱形截面的支承件和平板上。(c)三角形肋条可保证足够的刚度，多用于矩形截面支承件的宽壁上。(d)交叉肋条有时会与支承件壁的横隔板结合在一起来有效地提高其刚度，常用于重要支承的宽壁和平板上。(e)蜂窝形肋条常用于平板上。由于它在各方向能均匀地收缩，不会在肋条连接处堆积金属

6、，故内应力小。(f)米字形肋条制造困难，铸造时金属堆积严重。(g)井字形肋条单元壁板的抗弯刚度接近(f)的米字形肋条，但抗扭刚度是米字形肋条的1/2。铸造支承件一般用井字形肋条，而焊接支承件用米字形肋条。5.3支承系统结构设计的注意事项肋条布置在支承件的内壁，减小局部变形，防止薄壁振动。三、合理开孔和加盖14不在与弯曲平面垂直的壁上开孔，不在窄壁上开孔，加嵌入盖比面覆盖好。四、提高支承件的局部刚度主要方式：加强受力集中处的刚度，如加肋条五、提高支承件的接触刚度方式:配磨/研/刮增加实际接触面积，提高接触刚度

7、开孔的目的1）安装机件或清砂2）减重降低开孔对刚度影响的措施1）正确选择开孔的尺寸和位置2）开孔位置翻边3）加嵌入盖5.3支承系统结构设计的注意事项5.3支承系统结构设计的注意事项六、材料的选择和时效处理铸铁：HT100,HT150,HT200,HT250,HT300,QT450-10,QT800-02钢：3＃,5#,Q235,20,25,15Mn,16Mn,20Mn,15MnTi,15MnSi轻合金：ZAlSi7Mg,ZAlSi9Mg,ZAlSi12CuMg1,ZAlZn1Si7钢筋混凝土花岗岩七、支承系

8、统的铆接结构沿力作用线的铆钉排数不超过5～6排接头中铆钉交错布置多层板铆接时，接口应错开铆钉杆与孔之间不留空隙铆钉头附近的孔边倒成直角或圆角同组结构中采用相同直径的铆钉铆钉孔远离壳壁，且铆钉头外露八、结构工艺性5.4支撑系统的动态特性动态特性－主要指支承件的固有频率、振型和阻尼。要求：系统支承件的固有频率不能与激振频率重合或接近；具有较高的动刚度(共振状态下，激振力的幅值与振幅之比)和较大的阻尼；支承件在受到一定