机械设计第二章

3.静连接结构的技术性能规划
减速器的静连接主要包括螺栓、键等。
4.重要零件的技术性能规划
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3.动连接技术性能
转动副单元的强度与刚度 移动副单元的强度与刚度 螺旋副的强度与刚度 高副的强度与刚度
4.静连接技术性能 对于由多个零件通过静连接组成的组件(构件),包括螺栓、键、销、过盈、焊接、 粘接等连接方式与结构,在机器工作载荷作用下,组件中的零件及其静连接面承受相 应的载荷谱作用,对于重要或较为薄弱的连接部位,需要提出强度或刚度要求,并进行 相应的计算和校核,如重要螺栓连接面需要计算螺栓静强度和疲劳强度、预紧力与 连接刚度等,而键连接面需要计算挤压强度和刚度,传递载荷的销连接需要计算强度 或刚度,过盈连接面必须计算过盈量与配合压力及零件强度,对于焊接和粘接,往往是 校核薄弱环节处的强度。 5.典型零件技术性能 对于机器中承受复杂载荷的重要零件,不仅其技术性能体现了机器整机的 技术性能,而且其制造成本高(占机器总成本的比例大),制造工艺复杂、难度 大,如大型轴、齿轮、箱体等,在技术性能规划时需要重点关注,包括材料成 分和毛坯选用、加工工艺和精度、疲劳强度与静强度,有时也需要刚度指标 (如机床支承件)。
第2章 机器机构与技术性能方案规划
2.1
2.1.1 2.1.2
机器设计的一般要求与过程
机器设计的一般要求 机器设计的一般过程
1.使用功能 2.使用性能 3.经济性
2.1.3 机器结构与技术性 能设计的条件和任务
2.2 机器结构方案规划设计 2.2.1 整机的总体结构方案规划设计
综合上述齿轮副、转动副和齿轮 组件、箱体组件的结构,可以形成 多种总体结构方案,通常综合考虑 强度、刚度、加工装配工艺以及 使用维护等性能,其中较为常见的 两种总体结构方案如图2-11所示。
1.执行部件 2.传动部件 3.驱动部件 4.整机总体结构布局
2.2.2
部件与组件的结构规划
1.齿轮副及其结构 2.转动副及其结构 3.齿轮与轴的组件连接结构 4.机架(箱体)组件结构 5.总体结构规划
图2-11 减速器总体结构布局规划 a)简支水平剖分总体结构 b)悬臂竖直剖分总体结构
2.3 机器技术性能规划设计
2.部件技术性能
部件在等效或转化机器整机的工作载荷 谱时,在部件机构简图和结构规划方案基 础上,依据初步选定的运动副结构类型与 布置方式,遵循功率或力的传递路线,从 执行构件的工作载荷或驱动件输出功率 与力矩开始,建立各个构件(组件)的力学 模型,设计计算出各个运动副和构件(组 件)的具体结构方案与工作载荷,如转动 副中的各轴承,移动副中的导轨,齿轮副 或凸轮副的接触面,轴、机座与箱体等重 要静连接面,从而建立整个部件与组件的 结构简图与力学模型,计算出动连接运动 副、静连接面组件及重要零件的载荷及 载荷谱,为零件技术性能设计与计算提供 依据。
2.3.2
齿轮减速器技术性能规划设计
1.总体技术性能规划
减速器总体技术性能规划主要包括减速器的工作状态与效率、额定工况与载荷、设计寿 命与使用寿命、精度、使用环境等。
2.齿轮与轴承技术性能规划
(1)齿轮副 齿轮副的技术性能需要与减速器整机的技术性能相匹配,主要包括齿轮副在压 缩机工况载荷下安全工作15年,满足寿命要求,计算静强度及接触疲劳和弯曲疲劳强度,并考虑 工作效率为98%,噪声为79dB和温升不超过23℃等要求,确定齿轮精度为 7级。 (2)轴承 轴承的技术性能是保证齿轮减速器寿命与可靠性的重要因素,根据减速器额定寿命 为15年和运行工况及轴承载荷情况,确定轴承的类型与技术性能参数,计算校核轴承的强度和 额定寿命。
2.3.1•Βιβλιοθήκη •机器的技术性能规划
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1.机器整机技术性能
1)机器的输入与输出参数。 驱动参数(功率、 电压、电流)与工作转速,执行构件输出运动参 数与范围(行程、运动轨迹、速度、加速度),整 机安装方式、质量与体积等,类似机器的铭牌 参数。 2)机器的额定工况与载荷。明确机器的正常工 作状况、工作载荷及其变化规律与范围,包括 极限瞬间载荷和过载因素等,一般应给出机器 负载的工作载荷谱,是机器零件强度与寿命设 计的依据。 3)机器整机技术性能指标。不同应用场合的机 器有不同的技术性能指标,本书主要介绍机器 的强度与静刚度指标,有时假定制造工况与设 计条件一致,从而转化为设计寿命与使用寿命 指标。 4)机器的间接技术性能指标。在某些条件下用 户对机器的使用条件做出要求,如噪声、振动、 温度等环境条件和体积、质量、操作方式等使 用条件,需要将使用技术性能或间接技术性能 转化为机器整机的技术性能指标,如材料选用、 精度等级、润滑与冷却等。