《结构方案设计》PPT课件

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1、第六章结构方案设计现代设计方法学结构设计影响机械产品的性能影响产品的成本测量仪器的结构影响精度影响强度和刚度影响加工工艺性结构件的功用一、承受载荷二、传递运动和动力三、保持有关零件之间的相对位置或运动轨迹关系四、其他功用第一节结构设计任务、内容和步骤一、结构设计任务和重要性任务：功能原理设计方案的结构化确定材料、形状、尺寸、加工和装配。1.功能设计——技术的具体化2.质量设计——尽可能地提高质量和性价比3.优化设计和创新设计——重要性：1.结构设计图是机械设计的成果形式2.是设计计算的基础3.结构设计影响整机性能，零部件的强度、

2、刚度和使用寿命等二、结构设计的内容和步骤考虑因素：加工条件，现有材料，各种标准件，通用件步骤：内容：确定零部件的形状、数量、相互之间的位置；选择材料；确定尺寸；计算；按比例绘制结构图转矩，功率，传动比，生产率连接尺寸，相互位置，耐腐蚀性等规定的工件材料，空间大小，安装尺寸制造运输等结构形状几何尺寸空间位置是否相互干涉是否合理目标：保证功能提高性能降低成本总结：质的设计—定性的、形状、位置量的设计—尺寸的大小按比例画图√√√第二节结构设计基本要求一、功能和工作原理明确2.工作原理明确——物理作用1.功能明确——避免冗余结构和静不定

3、结构工作原理明确可游动不可游动图6-4受拉焊缝不合理结构合理结构人机显示系统，制造，检测，运输，安装调试，使用，保养等要求明确4.其他3.使用工况及承载状态明确二、结构简单1.零部件数量少2.几何形状简单3.采用标准件4.操作简单5.包装简单、运输方便三、安全可靠环境安全1.包括内容零件安全——零件不失效整机安全——功能工作安全2.安全技术安全存在有限损坏冗余配置◆直接安全技术：◆间接安全技术：安全阀、离合器、冗余配置、双驱动、三驱动、副油箱、保险丝等◆提示性安全技术：既不能直接保证安全可靠，又没有保护或防护措施，仅能在危险发生

4、之前进行预报和报警的，如指示灯、警报声等。根据危害性大小、技术的难易程度和成本选择上述三种安全技术。第三节结构设计基本原理一、任务分配原理♦相同功能由一个构件承担1.相同功能的任务分配♦相同功能由不同构件共同分担2.不同功能任务分配♦不同功能由同一构件承担♦不同功能由不同构件承担二、自补偿原理1.自加强2.自平衡3.自保护♦摩擦离合器♦安全销♦压力锅的保护阀♦带传动的打滑三、力传递原理力线——力流，力传递的路线，连续且数量不变，连续不断并可封闭。1.力流路线直接、最短2.力流转向平缓四、变形协调原理变形不协调，产生相对变形，引起

5、力流密集——应力集中现象五、力平衡原理1.采取对称结构2.力平衡原理（平衡元件）六、等强度原理七、稳定性原理稳定性活塞截面：热稳定性：热稳定性：八、降低噪声原理1.噪声类型接触噪声——传力噪声——运动噪声——2.降低噪声的原则和措施降低噪声——无接头平带，长钢轨技术，风扇的动平衡防止共振——提高机构的阻尼特性——3.控制噪声的传播隔振吸声隔声消声4.齿轮降低噪声的措施提高精度，降低速度大螺旋角，小模数，大齿数改进结构采用阻尼材料涂层九、提高精度原理提高精度的途径：重点设计法、附件校正原理误差——通过设计消除或减小误差原始误差—

6、—加工、装配、调整磨损弹性变形热变形精度的影响：机器的性能影响（精度，噪音，承载能力，寿命等）量具、测具的性能指标1.阿贝原则若使量仪给出正确的测量结果，必须将仪器的读数线尺安放在被测尺寸的延长线上。由相似三角形：误差：2.补偿原则（a）图：（b）图：3.误差缩放原则影响误差主要环节4.误差配置原则第四节结构设计与成本一、价值与价值设计功能分析性能分析成本分析提高价值的三个方面：生产成本：设计成本生产准备成本材料成本加工成本和装配成本使用成本：运行成本维修保养成本总成本=生产成本+使用成本二、产品的成本构成不同产品成本结构比例不

7、同：（1）机械产品的材料费（2）机械产品中的重要零部件（3）机械产品的某些性能参数机械产品中影响成本的主要因素：三、通过设计环节降低成本方案、尺寸、零件数量、材料选用、决定加工方法1.方案对成本的影响2.构件尺寸对成本的影响3.零件数对产品成本的影响四、降低生产成本1.降低设计成本（1）计算机辅助设计（2）系列设计（3）一图多用（1）在满足功能前提下，构型简单、零件数量少、尺寸小、重量轻、体积小的结构，是节约材料的根本途径。（2）采用廉价材料——粉末冶金、工程塑料等（3）采用节约材料的结构2.减少材料成本的结构设计批量成本曲线3

8、.降低生产准备成本措施：尽量增大批量（1）尽量使类似零件的尺寸相同，在同一产品或不同产品上采用同样的零件。（2）建立相似零件的零件族，采用成组加工工艺。（3）尽量采用标准件或批量生产的外购件。（4）采用模块化组合结构，将零件模块化，可大量生产并多次使用。增加批量