01
Геометрични елементи на конструктивни части
Функцията на механичната структура се осъществява главно от геометричната форма на механичните части и относителната позиционна връзка между различните части.Геометрията на частта се състои от нейната повърхност.Една част обикновено има множество повърхности и някои от тези повърхности са в пряк контакт с повърхностите на други части.Тази част от повърхността се нарича функционална повърхност.Свързващата част между функционалните повърхности се нарича свързваща повърхност.
Функционалната повърхност на частта е важен фактор, който определя механичната функция, а дизайнът на функционалната повърхност е основният въпрос на структурния дизайн на частта.Основните геометрични параметри, описващи функционалната повърхност, включват геометричната форма, размер, брой повърхности, позиция, ред и др. на повърхността.Чрез вариационния дизайн на функционалната повърхност могат да се получат разнообразни структурни схеми за реализиране на една и съща техническа функция.
02
Връзки между структурите
В една машина или машина нито една част не съществува изолирана.Следователно, освен изучаване на функциите и други особености на самите части, в конструктивния проект трябва да се изследват и взаимовръзките между частите.
Съотношението на части се разделя на два вида: пряка корелация и непряка корелация.Когато две части имат пряка връзка на сглобяване, те стават пряко свързани.Корелация, която няма пряка връзка на сглобяване, се превръща в непряка корелация.Непряката корелация се разделя на два вида: корелация на позиция и корелация на движение.Позиционната корелация означава, че двете части имат изисквания към взаимната позиция.Например, средното разстояние на два съседни предавателни вала в редуктора трябва да осигурява определена точност, а двете оси трябва да са успоредни, за да се осигури нормалното зацепване на зъбните колела.Корелацията на движението означава, че траекторията на движение на една част е свързана с друга част.Например, траекторията на движение на стойката на инструмента на струга трябва да бъде успоредна на централната линия на шпиндела.Това се осигурява от успоредността на водещата релса на леглото и оста на шпиндела.Следователно позицията между шпиндела и водещата релса е свързана;стойката на инструмента и шпиндела са свързани с движението.
Повечето части имат две или повече пряко свързани части, така че всяка част има две или повече части, които са структурно свързани с други части.В конструктивния проект трябва да се вземат предвид пряко свързаните части на двете части, за да се избере разумно методът на термична обработка, форма, размер, прецизност и качество на повърхността на материала.В същото време той трябва също да вземе предвид удовлетворяването на непряко свързани условия, като например верижни размери и изчисления на точността.Най-общо казано, ако има по-пряко свързани части от част, нейната структура е по-сложна;колкото повече косвено свързани части на частта, толкова по-високо е изискването за прецизност
03
Проблеми, на които трябва да се обърне внимание при конструктивното проектиране
Има много материали, които могат да бъдат избрани в механичния дизайн.Различните материали имат различни свойства.Различните материали отговарят на различни техники на обработка.При структурното проектиране подходящите материали трябва да бъдат избрани разумно според функционалните изисквания и подходящи материали трябва да бъдат определени според вида на материала.Технология на обработка и определяне на подходящата структура според изискванията на технологията за обработка, само чрез подходящ дизайн на структурата избраният материал може да даде пълна игра на своите предимства.
За да изберат правилно материали, дизайнерите трябва да разберат напълно механичните свойства, производителността на обработка и цената на избраните материали.При проектирането на конструкцията трябва да се следват различни принципи на проектиране в зависимост от характеристиките на избрания материал и съответната технология на обработка.
Например, механичните свойства на стоманата при опън и компресия са основно еднакви, така че структурата на стоманената греда е предимно симетрична.Якостта на натиск на чугунните материали е много по-голяма от якостта на опън.Следователно напречните сечения на чугунените конструкции, подложени на огъващи моменти, са предимно асиметрични, така че максималното напрежение на натиск по време на натоварване е по-голямо от максималното напрежение на опън.Фигура 5.2 е сравнение на две чугунени скоби.При проектирането на стоманената конструкция здравината и твърдостта на конструкцията обикновено се увеличават чрез увеличаване на размера на напречното сечение.Въпреки това, ако дебелината на стената е твърде голяма в отлятата конструкция, е трудно да се гарантира качеството на леене, така че отлятата конструкция обикновено се подсилва от укрепени плочи и прегради.Твърдостта и здравината на конструкцията.Поради лошата твърдост на пластмасовите материали, вътрешното напрежение, причинено от неравномерно охлаждане след формоване, може лесно да причини структурно изкривяване.Следователно дебелината на ребрата и стената на пластмасовата конструкция са сходни и еднакви и симетрични.
За части, които изискват термична обработка, изискванията за конструктивен дизайн са следните: (1) Геометричната форма на детайла трябва да е проста и симетрична, а идеалната форма е сферична.(2) За части с неравно напречно сечение промяната на размера и напречното сечение трябва да бъде нежна, за да се избегнат внезапни промени.Ако промените в съседните части са твърде големи, големите и малките секции ще бъдат неравномерно охладени, което неизбежно ще образува вътрешно напрежение.(3) Избягвайте остри ръбове и остри ъгли.За да се предпазят острите ръбове и острите ъгли от топене или прегряване, обикновено се изрязва фаска от 2 до 3 mm на ръба на процепа или отвора.(4) Избягвайте участъци с голяма разлика в дебелината, които лесно се деформират и имат по-голяма склонност към напукване по време на закаляване и охлаждане.
Време за публикуване: 08.10.2021 г