機(jī)械設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，機(jī)械設(shè)計(jì)的這些“套路”你都掌握了嗎

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第一章 標(biāo)準(zhǔn)件設(shè)計(jì)準(zhǔn)則

1.1 標(biāo)準(zhǔn)化的重要性

標(biāo)準(zhǔn)化是現(xiàn)代化大生產(chǎn)的必要條件�，F(xiàn)代化大生產(chǎn)是以技術(shù)和生產(chǎn)高度社會(huì)化為特征的，分工越來越細(xì)，企業(yè)間的聯(lián)系與協(xié)作協(xié)調(diào)越來越廣泛和密切。標(biāo)準(zhǔn)化是企業(yè)間聯(lián)系與協(xié)作協(xié)調(diào)的工具與手段。它能使企業(yè)建立最佳秩序，提供共同語言，能讓各企業(yè)看到共同的目標(biāo)與利益；它能對(duì)各企業(yè)有無偏見的、規(guī)范的、權(quán)威的約束；它能給各企業(yè)帶來成功，也能給社會(huì)帶來巨大效益。標(biāo)準(zhǔn)件一般是指螺釘螺帽、墊圈、彈簧、軸承等等，從廣義來說電視機(jī)、電機(jī)、減速機(jī)、電器機(jī)柜、電腦、自行車、摩托車等也是標(biāo)準(zhǔn)件產(chǎn)品。標(biāo)準(zhǔn)化的作用正是通過標(biāo)準(zhǔn)件和標(biāo)準(zhǔn)化體系實(shí)現(xiàn)的。

1.2 選用標(biāo)準(zhǔn)件的意義

  選用標(biāo)準(zhǔn)件可以節(jié)省大量設(shè)計(jì)時(shí)間；選用標(biāo)準(zhǔn)件可以節(jié)省大量原材料；選用標(biāo)準(zhǔn)件可以節(jié)省大量生產(chǎn)工時(shí)；選用標(biāo)準(zhǔn)件方便裝配和出廠維修；專業(yè)化廠家大批量生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)件質(zhì)量更勝一籌。 總之，選用的標(biāo)準(zhǔn)件比例越多節(jié)約的資金越多，企業(yè)可以把更多的精力用在產(chǎn)品的功能和品質(zhì)上。

1.3 標(biāo)準(zhǔn)件的分類

1. 從標(biāo)準(zhǔn)件使用材料分：

a.黑金屬 - 碳鋼合金鋼不銹鋼

b.有色金屬 - 銅合金鋁合金鎂合金鈦合金

c. 非金屬 - 塑料尼龍橡膠巖棉陶瓷

2.從標(biāo)準(zhǔn)件使用功能分：

a.各種螺釘、螺帽、墊圈、銷釘、鉚釘、鍵

b.各種彈簧及彈性元件

c.各種密封圈及密封元件

d.各種軸承、絲杠絲母、直線導(dǎo)軌、五金件

e.各種操作件、潤滑件

f.各種型材、法蘭、管接頭

g.各種電腦、減速機(jī)、減速器

h.各種刀量卡模具及各種工藝裝備

1.4 優(yōu)選器件準(zhǔn)則

建立《優(yōu)選器件清單》，制定清單中增加物料的控制流程，通過流程控制物料種類和規(guī)格。

1.5 標(biāo)準(zhǔn)件種類最少準(zhǔn)則

標(biāo)準(zhǔn)件種類不超過__5_種

單一種類中規(guī)格不超過_3__種

1.6 非標(biāo)件慎用準(zhǔn)則

自行設(shè)計(jì)和非標(biāo)螺釘慎用；

若不可避免，考慮系列產(chǎn)品公用的設(shè)計(jì)

1.7 相同裝配相同標(biāo)準(zhǔn)件準(zhǔn)則

相同裝配要求用相同的標(biāo)準(zhǔn)件。

1.8 腐蝕環(huán)境材料同質(zhì)準(zhǔn)則

在腐蝕性環(huán)境下工作的設(shè)備，標(biāo)準(zhǔn)件材料與構(gòu)件材質(zhì)須相同，如不同，標(biāo)準(zhǔn)件加套管等隔離防護(hù)措施，避免腐蝕。

1.9 外部螺釘特征一致準(zhǔn)則

外部螺釘型號(hào)、顏色一致

1.10 防呆準(zhǔn)則

用到的標(biāo)準(zhǔn)件，要么有明顯差異，要么完全相同。有明顯差異是為了防止裝錯(cuò)，完全相同是為了維修過程的互換性。

檢查：維修過程重裝時(shí)，應(yīng)沒有螺釘裝錯(cuò)依然能夠裝上的情況，并分析螺釘裝錯(cuò)不會(huì)造成事故。

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第二章：薄板件設(shè)計(jì)準(zhǔn)則

2.1 薄板翻邊準(zhǔn)則

薄板（≤0.8mm）的零件，安裝螺釘?shù)目孜粦?yīng)有折邊。大的薄板件四周都有折邊，如汽車覆蓋件、設(shè)備外觀件、金屬門板。

2.2 薄板零件禁攻絲準(zhǔn)則

薄板（≤0.8mm）的零件禁止翻邊攻絲，可采用壓鉚螺母或拉鉚螺母。

2.3 薄板件判定標(biāo)準(zhǔn)

確認(rèn)是否有薄板件，判定標(biāo)準(zhǔn)：板厚和其長度相比小得多的鋼板，特點(diǎn)是橫向抗彎能力差。包括三個(gè)加工工藝：

1、下料包括剪切和沖裁。2、成形包括彎曲、折疊、卷邊和深拉。3、連接包括焊接和粘接。2.4 形狀簡(jiǎn)單準(zhǔn)則 用直線、圓形等簡(jiǎn)單形狀，便于加工

2.5 節(jié)省材料準(zhǔn)則

明確了解所選用材料的原材料形狀。形狀設(shè)計(jì)考慮加工時(shí)的排樣，減少下腳料，尤其是批量大時(shí)。

解決方法：1、下料排列方法優(yōu)化；2、下腳料再利用。2.6 足夠強(qiáng)度剛度準(zhǔn)則1、尖角剛度不足，用鈍角代替。2、兩孔間距不宜太近，避免切割沖孔時(shí)的裂紋。3、細(xì)長板條剪裁會(huì)產(chǎn)生裂紋，應(yīng)避免。

2.7 避免粘刀準(zhǔn)則

需要沖裁切割部分作如下處理：1留有一定坡度；2切割面連通。

2.8 彎曲棱邊垂直切割面準(zhǔn)則

切割后的薄板如果需要進(jìn)行彎曲，彎曲棱需垂直于切割面；不能保證時(shí)，應(yīng)在切割面和彎曲棱邊交匯處設(shè)計(jì)一個(gè)r>2倍板厚的圓角。否則會(huì)有裂紋的危險(xiǎn)。

2.9 平緩彎曲準(zhǔn)則

對(duì)板材進(jìn)行彎折時(shí)，彎曲半徑不宜太小，外側(cè)會(huì)出現(xiàn)裂紋，內(nèi)側(cè)會(huì)出現(xiàn)褶皺。

2.10 避免小圓形卷邊準(zhǔn)則

r>1.5倍的板厚；不要完全的卷形。加強(qiáng)剛度，避免棱邊劃傷。

2.11 槽孔邊不彎曲準(zhǔn)則

彎曲棱邊與槽孔的棱邊的距離大于彎曲半徑+2倍壁厚的距離；或者讓槽孔橫跨整個(gè)彎曲棱邊

2.12 復(fù)雜結(jié)構(gòu)組合制造準(zhǔn)則

將超過二（三）道工序的結(jié)構(gòu)件的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分解，分解成只由圓形、直線等組成的簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)，然后焊接在一起。

2.13 避免直線貫通準(zhǔn)則

1、薄板橫向彎曲剛度較差，用加壓槽的設(shè)計(jì)避免。2、并且無壓槽區(qū)域禁止直線貫通，貫通的低剛度無壓槽窄帶區(qū)域易成為板面彎曲失穩(wěn)的慣性軸。3、不規(guī)則排列是消除直線貫通的較好方法。2.14 壓槽連通   排列準(zhǔn)則壓槽終點(diǎn)是薄弱點(diǎn)，通過連通消除終點(diǎn)為佳2.15 空間壓槽準(zhǔn)則  非單一平面的薄板結(jié)構(gòu)，棱邊附近是失穩(wěn)的薄弱環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)壓槽不能只在一個(gè)平面上設(shè)計(jì)，需要設(shè)計(jì)成空間的。2.16 局部松弛準(zhǔn)則 薄板局部變形受阻礙時(shí)，會(huì)出現(xiàn)皺折，在皺折附近設(shè)幾個(gè)小的壓槽，減少變形阻礙。

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第三章：防腐蝕設(shè)計(jì)準(zhǔn)則

3.1 避免大面積疊焊準(zhǔn)則

是否存在大面積的疊焊、縫隙中的殘留物可能導(dǎo)致零件生銹。確認(rèn)腐蝕環(huán)境條件：兩個(gè)不同電化學(xué)位勢(shì)的電極分別是什么？兩個(gè)電極通過何方式實(shí)現(xiàn)電接觸？浸泡兩電極的電解質(zhì)是什么？如何形成的？確定是面腐蝕還是點(diǎn)腐蝕如果是面腐蝕，選擇增加板的厚度，按照預(yù)期設(shè)計(jì)壽命留出板厚余量。選擇其中一種防護(hù)層工藝方法：電鍍、噴涂、浸漬上漆、滲透、滾壓、化學(xué)轉(zhuǎn)換等。

3.2 避免間隙腐蝕準(zhǔn)則

  金屬濃度不同，間隙內(nèi)腐蝕產(chǎn)物經(jīng)水解化作用酸化，氧氣擴(kuò)散困難，發(fā)生間隙腐蝕的可能性大得多，例如支承結(jié)構(gòu)、鋼架結(jié)構(gòu)、點(diǎn)焊、單側(cè)焊、容器襯板中。

1、避免間隙結(jié)構(gòu)出現(xiàn)。2、將間隙密封，使腐蝕性物質(zhì)無法進(jìn)入。3、將狹窄空間設(shè)計(jì)成較大空間，不停的對(duì)流使電解質(zhì)平衡。

3.3 避免局部微觀腐蝕環(huán)境準(zhǔn)則

1、不同金屬是否有電接觸？2、通過加絕緣措施使不同金屬?zèng)]有電接觸。3、有電接觸的不同金屬，哪是賤金屬，哪是貴金屬？如有螺栓、螺釘連接的結(jié)構(gòu)。4、確定賤金屬是不是要保護(hù)的防腐蝕部件（賤金屬充當(dāng)陽極被腐蝕），如果是則采取系列措施，如果不是，則貴金屬是被保護(hù)部件，犧牲賤金屬（陽極）被腐蝕，保護(hù)貴金屬（陰極），則不必作技術(shù)處理。

5、金屬是否被電解質(zhì)包圍。

3.4 防止流體通道淤積原則

結(jié)構(gòu)上保證停車期間，管道中的介質(zhì)能空干，否則溫度下降，殘留介質(zhì)在器壁上濃縮結(jié)殼，再啟動(dòng)后壁受熱，粘結(jié)在器壁上的結(jié)殼成為應(yīng)力裂紋腐蝕源。

3.5 避免大溫度和濃度梯度差準(zhǔn)則

1、防止大的溫度和濃度梯度，否則會(huì)引起沉淀物、冷凝物、局部勢(shì)差。2、高溫度、高濃度也會(huì)加速腐蝕過程。3、局部高溫引起結(jié)殼，結(jié)殼反過來加劇局部過熱。4、局部低溫會(huì)導(dǎo)致冷凝。

3.6 防止高速流體準(zhǔn)則

常出現(xiàn)在高湍流區(qū)；確認(rèn)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)里是否存在高湍流區(qū)？1、結(jié)構(gòu)改進(jìn)，增大彎管彎曲半徑。2、過濾和離心分離流體，消除固體粒子和氣泡。3、陰極保護(hù)或加防腐劑。4、在危險(xiǎn)壁面電鍍或加涂層。5、選擇具有堅(jiān)硬保護(hù)層不易腐蝕的材料。

3.7 腐蝕裕度準(zhǔn)則

對(duì)腐蝕速率較慢、均勻的面腐蝕適用。

腐蝕速率和設(shè)備的設(shè)計(jì)壽命確定壁厚。

3.8 最小比表面積準(zhǔn)則

在容積相等的前提下，使受腐蝕的表面最小，比表面積=表面積/體積六面體>正方體>圓柱體>橢圓體>球體

3.9 便利后繼措施準(zhǔn)則

不能通過結(jié)構(gòu)措施消除的腐蝕損壞，可設(shè)計(jì)上為后續(xù)更換腐蝕部件或加防護(hù)措施提供便利。

1、易于觀察腐蝕損壞。

2、易于更換腐蝕嚴(yán)重的構(gòu)件。

3、易于上涂層，易于電鍍。

3.10 良好力學(xué)狀態(tài)準(zhǔn)則

1、類似于焊接件里的強(qiáng)度要求設(shè)計(jì)規(guī)范，讓焊縫處于較好的受力狀態(tài)。2、拉應(yīng)力會(huì)加劇腐蝕。3、裂紋應(yīng)力同時(shí)存在時(shí)，可能產(chǎn)生應(yīng)力裂紋腐蝕。

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第四章：公差設(shè)計(jì)準(zhǔn)則

4.1 關(guān)鍵配合尺寸的加工要求明確準(zhǔn)則

關(guān)鍵配合尺寸的加工是否有。

粗糙度或形位公差的要求。

4.2 同一道工序準(zhǔn)則

1、對(duì)有平行、同軸、對(duì)中等要求的加工面，設(shè)計(jì)上盡量使這些有位置精度要求的元素在同一道工序中加工。

2、平行、同軸、對(duì)中等要求的加工面，只用一道工序解決。

4.3 減少剛體轉(zhuǎn)動(dòng)位移準(zhǔn)則

1、消除剛體位移。2、減小配合面到傳動(dòng)中心的距離，有轉(zhuǎn)動(dòng)傾向的配合、減小配合面到轉(zhuǎn)動(dòng)點(diǎn)的距離。

4.4 避免雙重配合準(zhǔn)則

4.5最小公稱尺寸準(zhǔn)則

1、同樣加工精度，構(gòu)件公稱尺寸越小，越容易加工；即構(gòu)件尺寸越小，加工精度越容易提高。2、使較高配合精度要求的工作面的面積和配合距離盡可能小。

4.6 避免累積誤差準(zhǔn)則

要盡量避免串聯(lián)尺寸鏈上的標(biāo)注方法，非功能性的尺寸可以不標(biāo)。

4.7 形狀簡(jiǎn)單準(zhǔn)則

1.配合面的幾何形狀應(yīng)盡量簡(jiǎn)單。2.圓柱面代替圓錐面。3.平行、垂直面代替傾斜面。4.8 最小尺寸數(shù)量準(zhǔn)則配合性能和多個(gè)尺寸相關(guān)時(shí)，誤差累積會(huì)致配合精度難提高，應(yīng)盡量使配合面和較少的尺寸相關(guān)。   導(dǎo)軌、螺紋、絞聯(lián)、插接有間隙會(huì)降低配合精度，過盈摩擦力太大會(huì)咬死，這種配合狀態(tài)用選擇公差的方法難實(shí)現(xiàn)，用柔度大的彈性體消除間隙。

4.10 采用調(diào)節(jié)元件準(zhǔn)則

螺母或彈性墊片實(shí)現(xiàn)。

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第五章：焊接件設(shè)計(jì)準(zhǔn)則

5.1 幾何連續(xù)性原則

幾何連續(xù)性原則，避免在幾何突變處設(shè)置焊縫，這里容易產(chǎn)生應(yīng)力集中。如果實(shí)在不能避免,則要通過設(shè)計(jì)過渡結(jié)構(gòu)來解決。焊縫連接的兩側(cè),板厚不一致，不能保證幾何形狀的連續(xù)性，則需要設(shè)計(jì)過渡結(jié)構(gòu)。封口是曲率突變區(qū)

5.2 避免焊縫重疊

1.避免焊縫重疊，多條焊縫交匯處剛性大，結(jié)構(gòu)翹曲嚴(yán)重，會(huì)加大焊縫內(nèi)應(yīng)力。2.結(jié)構(gòu)多次過熱，材料性能下降，應(yīng)該避免。3.措施有三個(gè)：a.加輔助結(jié)構(gòu)。b.切除部分。c.焊縫錯(cuò)開。

5.3 焊縫根部優(yōu)先受壓

焊縫根部優(yōu)先受壓，焊縫根部有裂紋，易產(chǎn)生缺口作用。

承受拉載荷能力 < 承受壓載荷能力

5.4 避免鉚接式結(jié)構(gòu)

焊接式結(jié)構(gòu)通常用襯板搭接形式，焊縫多，費(fèi)材料，造價(jià)高，且導(dǎo)致力流轉(zhuǎn)折，提高了焊縫處的應(yīng)力水平。

5.5 避免尖角

避免尖角（銳角），焊接處尖角定位困難，且尖角熱容體太小，尖角易被熔化。如下圖所示。

5.6 便于焊接前后的處理操作和檢測(cè)準(zhǔn)則

結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)便于焊接前、后的處理、焊接的操作和品質(zhì)檢測(cè)。1、足夠大的操作空間。2、焊接時(shí)易于定位，易于操作，電極不會(huì)和周圍的板粘結(jié)。3、焊接后便于檢查。

5.7對(duì)接焊縫強(qiáng)度大及動(dòng)載荷設(shè)計(jì)準(zhǔn)則

對(duì)接焊縫強(qiáng)度較大，尤其動(dòng)載荷時(shí)優(yōu)先采用。

5.8焊接區(qū)柔性準(zhǔn)則

焊接時(shí)的熱變形在冷卻后不能完全消除。產(chǎn)生殘余變形，引起熱應(yīng)力。

解決措施：

1、熱處理工藝降低熱應(yīng)力。2、降低焊接區(qū)周圍的剛性，從根本上減少內(nèi)應(yīng)力的產(chǎn)生。

5.9 最少的焊接

最好的焊接是最少的焊接，減少焊縫的數(shù)量，減少焊縫的長度。焊接的強(qiáng)度總會(huì)低于母材焊接過程的熱應(yīng)力總會(huì)對(duì)材料特性有影響。

5.10 材料的可焊性，碳鋼中的碳含量

材料的可焊性，碳鋼中的碳含量<0.22%。

5.11 焊縫受載形式利于焊接工藝準(zhǔn)則

焊縫受載形式利于焊接工藝的進(jìn)行。

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第六章：可靠性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則

6.1 冗余法則

重復(fù)設(shè)置多個(gè)功能相同元件，分功能冗余和原理冗余。

1、功能冗余：原理相同、功能相同的備份；功能冗余針對(duì)元件本身而非外界環(huán)境因素的失效。2、原理冗余：相同功能，不同原理的元件互為備份。原理冗余采取不同的原理器件，比如對(duì)鍋爐安全閥的監(jiān)測(cè)，可以用電、光、熱敏等不同原理的傳感器，可避免在某一失效因素下，兩個(gè)器件不會(huì)同時(shí)失效。

6.2 零流準(zhǔn)則

在需要外部構(gòu)件執(zhí)行某項(xiàng)功能時(shí)，讓它不依賴或盡量少依賴外部條件，從而減少可能阻礙其執(zhí)行功能的外在因素。

電磁車剎右圖 通電 磁力使車剎強(qiáng)迫分離左圖 斷電 彈簧力使車剎抱緊

6.3 可靠的工作原理準(zhǔn)則

1.機(jī)械優(yōu)于電氣、電磁、液壓系統(tǒng)，工作性能較可靠；2.形狀聯(lián)結(jié)方式比力聯(lián)接方式可靠，外界因素難改變機(jī)械構(gòu)件的幾何形狀，但容易改變其受力狀態(tài)。

6.4 裕度準(zhǔn)則

安全系數(shù)方法，通常加大構(gòu)件尺寸，工程上很多因素自身并無一個(gè)絕對(duì)的數(shù)值，而是一個(gè)分布范圍，裕度設(shè)計(jì)是解決問題的根本。斷裂破壞、熱應(yīng)力破壞等因材料特性引起的問題，在構(gòu)件尺寸上加強(qiáng)裕度設(shè)計(jì)無效。

6.5 安全閥準(zhǔn)則

1、設(shè)計(jì)上有意設(shè)置一個(gè)薄弱點(diǎn)，丟卒保帥。2、安全閥、保險(xiǎn)絲。

6.6 簡(jiǎn)單準(zhǔn)則

最少的數(shù)量、最簡(jiǎn)到形狀、最少的工藝步驟、最簡(jiǎn)的加工裝配工藝、最普通的材料、最簡(jiǎn)的工具、最簡(jiǎn)的拆卸步驟等等結(jié)合零部件特點(diǎn)，設(shè)定量化評(píng)估指標(biāo)。

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第七章：力學(xué)原理設(shè)計(jì)準(zhǔn)則

7.1 強(qiáng)度計(jì)算和試驗(yàn)準(zhǔn)則

對(duì)承受較大負(fù)載或扭矩的鈑金位置，強(qiáng)度須經(jīng)過計(jì)算，并安全合格；必要時(shí)須有試驗(yàn)報(bào)告和數(shù)據(jù)。

7.2 均勻受載準(zhǔn)則

通過構(gòu)件設(shè)計(jì)，使受力載荷分布均勻，載荷不集中可以保證同等條件下，承受的應(yīng)力成倍增加。 連續(xù)性和載荷均勻分布的設(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)。

7.3 力流路徑最短準(zhǔn)則

力流優(yōu)先走較短路徑，剛度最大的路徑；力線連續(xù)。為提高構(gòu)建剛度，盡量使力流路徑最短，越短則受力區(qū)域越小，累積變形就越小，剛度就提高。盡量保證力流線路的直線狀態(tài)，這時(shí)力流路徑最短。

7.4 減低缺口效應(yīng)準(zhǔn)則

缺口效應(yīng)的原因是力流在截面突變處，被迫急劇改變?cè)�有路徑，因而力流搶近道引起近道局部力線擁擠，應(yīng)力急劇集中上升。

解決措施：

1、避免截面突變的設(shè)計(jì)，尤其是避免力流截面急劇變小；2、降低缺口附近的材料鋼度；3、加預(yù)壓力應(yīng)力；4、避免力流突然轉(zhuǎn)彎孔、槽、螺紋、臺(tái)肩等缺口處易發(fā)生；判定標(biāo)準(zhǔn)是界面尺寸變化的急劇程度；

7.5 變形協(xié)調(diào)準(zhǔn)則

在力的傳遞中，構(gòu)件會(huì)發(fā)生變形，變形不對(duì)稱、接觸面變形不匹配等都會(huì)引起走偏、應(yīng)力集中等問題；

解決措施：

在接觸面處，降低構(gòu)件在力流方向上的剛度，以便減少對(duì)另一構(gòu)件變形的阻礙，使變形同步；如：軸承的軸固定架、天車的導(dǎo)軌

7.6 等強(qiáng)度準(zhǔn)則

1、構(gòu)件局部的應(yīng)力和該處的材料許用值相等。省材料降能耗。2、注意次要載荷的影響

7.7 附加力自平衡準(zhǔn)則

力傳遞中，出現(xiàn)的無用力或力矩，白白增加損耗，

通過讓附加力自行平衡或抵消的方法解決。

解決措施：

1、平衡件。2、對(duì)稱安置。

7.8 空心截面準(zhǔn)則

彎曲和扭轉(zhuǎn)應(yīng)力在橫截面越遠(yuǎn)離中心越大，橫截面中心很小，同等材料截面積情況下，空心的結(jié)構(gòu)有更好的強(qiáng)度和剛度。

1、空心也可以通過其他形式實(shí)現(xiàn)，不一定就得是圓管形。2、空心結(jié)構(gòu)的壁厚不能太薄，否則發(fā)生局部皺折而喪失承載能力。

7.9 受扭截面凸形封閉準(zhǔn)則

  受扭轉(zhuǎn)作用的薄壁構(gòu)件的截面避免開口形狀，抵抗剪切變形的能力低，扭轉(zhuǎn)剛度就低。

7.10 最佳著力點(diǎn)準(zhǔn)則

1.力矢量經(jīng)過橫截面扭轉(zhuǎn)中心，不會(huì)產(chǎn)生附加扭矩；2.多個(gè)力的作用節(jié)點(diǎn)盡量使力矢量交匯于一處，避免附加彎矩，降低應(yīng)力水平。

7.11 受沖擊載荷結(jié)構(gòu)柔性準(zhǔn)則

在有沖擊載荷的情況下，加大其柔性，避免沖擊，

但快速響應(yīng)特性會(huì)下降。

柔性準(zhǔn)則的措施：

1.增加等截面桿的長度；2.避免截面突變；3.安裝緩沖器；4.選用彈性模量小的材料。

7.12 避免長壓桿失穩(wěn)準(zhǔn)則

對(duì)于金屬構(gòu)件，壓應(yīng)力是拉應(yīng)力的多倍，但壓狀態(tài)下，失穩(wěn)破壞會(huì)破壞強(qiáng)度，設(shè)計(jì)上應(yīng)避免。注意檢查是否有細(xì)長桿受壓結(jié)構(gòu)。改進(jìn)措施有：

1、加大截面慣性矩；2、減小壓桿長度；3、加強(qiáng)支撐約束性；4、截面形狀與約束方式的最優(yōu)組合；5、合理選材

處于彈塑階段的中小柔度桿，用高強(qiáng)度鋼；

對(duì)大柔度桿，高強(qiáng)度鋼不能提高其穩(wěn)定性，須用普通鋼。

7.13 熱變形自由準(zhǔn)則

使機(jī)械結(jié)構(gòu)因?yàn)槭軣岬淖冃巫杂伞?/font>

具體措施：

1、留有熱變形的間隔2、加膨脹節(jié)或?qū)⒐艿雷龀蓮澋摹?/font>

8

第八章：便于切削設(shè)計(jì)準(zhǔn)則

8.1 便于退刀準(zhǔn)則

受扭轉(zhuǎn)作用的薄壁構(gòu)件的截面避免開口形狀，抵抗剪切變形的能力低，扭轉(zhuǎn)剛度就低。

8.2 最小加工量準(zhǔn)則

1、選擇合適毛坯，使毛坯接近構(gòu)件形狀。2、分解構(gòu)件，使單一復(fù)雜構(gòu)件拆成多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)毛坯形狀簡(jiǎn)單構(gòu)件。3、平緩過渡。4.減小行程。

8.3 可靠夾緊準(zhǔn)則

加工過程要有夾持面，否則會(huì)單獨(dú)需要設(shè)計(jì)工裝、難以加工、加工過程夾持不牢容易飛出傷人。

8.4 一次夾緊成形準(zhǔn)則

一次夾緊就可以加工到位；中間更換夾持部位，加工配合精度難以保證。  削件尺寸單向變化。

8.5 便利切削準(zhǔn)則

1、形狀簡(jiǎn)單，比如圓柱體較容易加工。2、內(nèi)外有別，避免結(jié)構(gòu)內(nèi)部加工鍵槽和高精度配合，對(duì)內(nèi)孔和外壁的倒角、棱等采取不一樣的設(shè)計(jì)要求，因?yàn)榧庸るy度不一樣。

8.6 減少缺口效應(yīng)準(zhǔn)則

1、不同截面間平緩過渡。2、減低缺口周圍剛度。3、避免尖銳棱邊。

8.7 避免斜面開孔準(zhǔn)則

斜面上鉆孔，鉆頭不好定位。

8.8 貫通孔優(yōu)先準(zhǔn)則

貫通孔使刀臂兩端平衡成為可能，盲孔只能是懸臂支撐，刀具易發(fā)生變形，產(chǎn)生加工誤差。

8.9 孔周邊條件相近準(zhǔn)則

  孔周邊的約束條件要求基本相同。約束條件包括材料的彈性、構(gòu)件的形狀和支撐情況，差別大了，鉆頭將退讓到加工抗力小的一側(cè)，產(chǎn)生加工誤差。

9

第九章：熱應(yīng)力設(shè)計(jì)準(zhǔn)則

9.1 問題點(diǎn)明確準(zhǔn)則

1.找出熱脹冷縮導(dǎo)致功能誤差的設(shè)計(jì)點(diǎn)。2.溫度變化大條件下，材料發(fā)生功能變化的設(shè)計(jì)點(diǎn)。3.同一機(jī)構(gòu)不同部件間，溫度不同致熱變形不同步的設(shè)計(jì)點(diǎn)。舉例：a.鐘表的表針。b.直管道連接溫差較大，驟冷驟熱導(dǎo)致的膨脹收縮。

9.2知識(shí)點(diǎn)明確準(zhǔn)則

材料熱脹冷縮導(dǎo)致的功能性障礙。各材料的熱膨脹系數(shù)不同導(dǎo)致的配合問題和功能障礙。

熱變形受到阻礙時(shí)構(gòu)件內(nèi)部產(chǎn)生的熱應(yīng)力。1.累積變形量和構(gòu)件的尺寸成正比。

9.3 減法結(jié)構(gòu)準(zhǔn)則

單一構(gòu)件的熱膨脹必然存在，通過組合構(gòu)件，讓各構(gòu)件的熱膨脹互相抵消。

9.4 加法結(jié)構(gòu)準(zhǔn)則

對(duì)相對(duì)熱變形不同導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)配合問題，通過增加中間過渡結(jié)構(gòu)，將其中一個(gè)構(gòu)建分解為兩個(gè)不同膨脹系數(shù)材料的構(gòu)件，使組合膨脹效果與另一配合構(gòu)件的膨脹效果一致。

9.5 方向調(diào)節(jié)原則

通過結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，將膨脹方向轉(zhuǎn)移到非配合面上去。如軸承的固定-松弛裝配方法。

9.6 消除溫度差準(zhǔn)則

相同材料的兩構(gòu)件，因?yàn)闇囟炔煌�，�?dǎo)致膨脹程度不一樣，出現(xiàn)熱變形。解決措施：使有關(guān)構(gòu)件的熱傳遞邊界條件盡量相近或相同。

9.7 柔性準(zhǔn)則

兩構(gòu)件熱變形不能消除時(shí)，加大構(gòu)件的柔性減少熱應(yīng)力。比如用軟管、橡膠材料、將熱應(yīng)力的直線方向轉(zhuǎn)變成曲線方向等。

10

第十章：運(yùn)動(dòng)部件設(shè)計(jì)準(zhǔn)則

10.1 可活動(dòng)部件預(yù)防準(zhǔn)則

多次運(yùn)轉(zhuǎn)后容易脫落和卡死，須有措施：

1、防脫落措施，使活動(dòng)部件僅僅松脫但仍能維持運(yùn)動(dòng)功能；2、即使運(yùn)動(dòng)部件脫落，也不會(huì)脫落或飛出

10.2 運(yùn)動(dòng)部件防護(hù)和標(biāo)識(shí)準(zhǔn)則

1、裝好的風(fēng)扇有防護(hù)件，手指不能伸入，拆卸防護(hù)件必須使用工具2、運(yùn)動(dòng)部件有防護(hù)，實(shí)際限制不能加防護(hù)措施，則須有清晰的圖示警示標(biāo)志。3、磨損后的運(yùn)動(dòng)部件無安全風(fēng)險(xiǎn)，且磨損易于檢查。

10.3 運(yùn)動(dòng)部件磨損儲(chǔ)存腐蝕SFC分析準(zhǔn)則

分析運(yùn)動(dòng)部件因?yàn)殚L期使用磨損、長期儲(chǔ)存腐蝕而引起的單一故障后果，并有針對(duì)性預(yù)防措施。

10.4 磨損后的運(yùn)動(dòng)部件安全設(shè)計(jì)準(zhǔn)則

磨損后的運(yùn)動(dòng)部件無安全風(fēng)險(xiǎn)，且磨損易于檢查。

10.5 最大活動(dòng)范圍受控準(zhǔn)則

運(yùn)動(dòng)部件的活動(dòng)范圍有嚴(yán)密的理論推導(dǎo)，活動(dòng)位置已量化。

如果有故障發(fā)生，有設(shè)計(jì)措施保證活動(dòng)部件不會(huì)超出設(shè)計(jì)范圍。

10.6 運(yùn)動(dòng)部件裝配專用工裝夾具準(zhǔn)則

運(yùn)動(dòng)部件裝配應(yīng)有專用的工裝夾具以滿足定位精度要求。

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