Strukturelle elementer og designmetoder for mekaniske strukturelle dele

01
Geometriske elementer af strukturelle dele
Funktionen af ​​den mekaniske struktur er hovedsageligt realiseret af den geometriske form af de mekaniske dele og det relative positionsforhold mellem de forskellige dele.En dels geometri er sammensat af dens overflade.En del har normalt flere overflader, og nogle af disse overflader er i direkte kontakt med andre deles overflader.Denne del af overfladen kaldes en funktionel overflade.Forbindelsesdelen mellem funktionsfladerne kaldes forbindelsesfladen.
Den funktionelle overflade af en del er en vigtig faktor, der bestemmer den mekaniske funktion, og designet af den funktionelle overflade er kernespørgsmålet for delens strukturelle design.De vigtigste geometriske parametre, der beskriver den funktionelle overflade, omfatter overfladens geometriske form, størrelse, antal overflader, position, rækkefølge osv..Gennem variationsdesignet af den funktionelle overflade kan en række strukturelle skemaer til at realisere den samme tekniske funktion opnås.
02
Links mellem strukturer
I en maskine eller et maskineri eksisterer ingen del isoleret.Ud over at studere funktionerne og andre egenskaber ved selve delene, skal de indbyrdes sammenhænge mellem delene derfor også studeres i det strukturelle design.
Korrelationen af ​​dele er opdelt i to typer: direkte korrelation og indirekte korrelation.Hvor to dele har et direkte samlingsforhold, bliver de direkte forbundne.Korrelation, der ikke har en direkte samlingsrelation, bliver en indirekte korrelation.Indirekte korrelation er opdelt i to typer: positionskorrelation og bevægelseskorrelation.Positionskorrelation betyder, at de to dele har krav til den indbyrdes position.For eksempel skal centerafstanden af ​​to tilstødende transmissionsaksler i reduktionsgearet sikre en vis nøjagtighed, og de to akser skal være parallelle for at sikre den normale indgreb mellem gearene.Bevægelseskorrelation betyder, at en dels bevægelsesbane er relateret til en anden del.For eksempel skal drejebænkens værktøjsstolpens bevægelsesbane være parallel med spindlens midterlinje.Dette sikres ved paralleliteten mellem sengeføringsskinnen og spindlens akse.Derfor er positionen mellem spindlen og styreskinnen relateret;værktøjsstolpen og spindlen er relateret til bevægelsen.
De fleste dele har to eller flere direkte relaterede dele, så hver del har to eller flere dele, der er strukturelt relateret til andre dele.I den strukturelle udformning skal de direkte relaterede dele af de to dele tages i betragtning på samme tid for med rimelighed at kunne vælge materialets varmebehandlingsmetode, form, størrelse, præcision og overfladekvalitet.Samtidig skal den også overveje at opfylde indirekte relaterede betingelser, såsom dimensionskæde og nøjagtighedsberegninger.Generelt set, hvis der er mere direkte relaterede dele af en del, er dens struktur mere kompliceret;jo mere indirekte relaterede dele af en del, jo højere præcisionskrav

news

03
Problemer, der bør være opmærksomme på i konstruktionsdesign
Der er mange materialer, der kan vælges i mekanisk design.Forskellige materialer har forskellige egenskaber.Forskellige materialer svarer til forskellige forarbejdningsteknikker.Ved konstruktionsdesign skal passende materialer vælges med rimelighed i henhold til funktionelle krav, og passende materialer skal bestemmes i henhold til materialetypen.Forarbejdningsteknologi, og bestemme den passende struktur i henhold til kravene til forarbejdningsteknologien, kun gennem det passende strukturdesign kan det valgte materiale give fuldt udspil til sine fordele.
For at kunne vælge materialer korrekt, skal designere fuldt ud forstå de mekaniske egenskaber, forarbejdningsydelse og omkostninger ved de valgte materialer.I det strukturelle design skal forskellige designprincipper følges i henhold til det valgte materiales egenskaber og den tilsvarende forarbejdningsteknologi.
For eksempel er de mekaniske egenskaber af stål under spænding og kompression stort set de samme, så stålbjælkestrukturen er for det meste symmetrisk.Trykstyrken af ​​støbejernsmaterialer er meget større end trækstyrken.Derfor er tværsnittene af støbejernskonstruktioner udsat for bøjningsmomenter for det meste asymmetriske, således at den maksimale trykspænding under belastning er større end den maksimale trækspænding.Figur 5.2 er en sammenligning af to støbejernsbeslag.I stålkonstruktionsdesignet øges strukturens styrke og stivhed normalt ved at øge tværsnitsstørrelsen.Men hvis vægtykkelsen er for stor i den støbte konstruktion, er det svært at sikre støbekvaliteten, hvorfor støbekonstruktionen normalt forstærkes af afstivede plader og skillevægge.Strukturens stivhed og styrke.På grund af plastmaterialernes dårlige stivhed kan den indre spænding forårsaget af ujævn afkøling efter støbning let forårsage strukturel skævhed.Derfor er tykkelsen af ​​ribberne og plaststrukturens væg ens og ensartet og symmetrisk.
For dele, der kræver varmebehandling, er kravene til strukturelt design som følger: (1) Den geometriske form af delen skal være enkel og symmetrisk, og den ideelle form er sfærisk.(2) For dele med uens tværsnit skal ændringen i størrelse og tværsnit være skånsom for at undgå pludselige ændringer.Hvis ændringerne i tilstødende dele er for store, vil de store og små sektioner blive ujævnt afkølede, hvilket uundgåeligt vil danne indre spændinger.(3) Undgå skarpe kanter og skarpe hjørner.For at forhindre, at de skarpe kanter og skarpe hjørner smelter eller overophedes, skæres der generelt en affasning på 2 til 3 mm på kanten af ​​slidsen eller hullet.(4) Undgå sektioner med stor tykkelsesforskel, som er lette at deformere og har større tendens til at revne under bratkøling og afkøling.

 


Indlægstid: 08-okt-2021