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一、提高强度和刚度的结构设计
; }" o6 Y! f c y: J& G; r6 Y1.避免受力点与支持点距离太远" \( q- k( {4 w( y- h/ ~8 H0 z
2.避免悬臂结构或减小悬臂长度) n' u: m5 f1 G. O( ]
3.勿忽略工作载荷可以产生的有利作用) T# j5 e: F% t* h O8 w2 H- X
4.受振动载荷的零件避免用摩擦传力7 {- T; P, [* a
5.避免机构中的不平衡力! c( D6 Y. g7 Z K' B
6.避免只考虑单一的传力途径
3 v; j2 L' ]( G) `' R/ A+ r$ k0 g7.不应忽略在工作时零件变形对于受力分布的影响0 \, K" N1 }0 \
8.避免铸铁件受大的拉伸应力; W5 z$ \) H. H" u% X" o- C
9.避免细杆受弯曲应力9 X. a/ r( `9 Z& O1 v; A8 A
10.受冲击载荷零件避免刚度过大$ Y6 o+ k+ v& |7 ]6 N: g
11.受变应力零件避免表面过于粗糙或有划痕
9 I& ^5 z8 z3 N, r- w3 q* f12.受变应力零件表面应避免有残余拉应力
- r+ K- t5 B ~1 a: `- j13.受变载荷零件应避免或减小应力集中6 B$ b5 C1 ~% C0 _$ D1 A( _
14.避免影响强度的局部结构相距太近: z. ?( r& @# I5 F
15.避免预变形与工作负载产生的变形方向相同/ J4 w, r1 j1 v/ u' c+ O
16.钢丝绳的滑轮与卷筒直径不能太小: G$ `1 s& W! f' A9 N6 J& _
17.避免钢丝绳弯曲次数太多，特别注意避免反复弯曲
H/ F$ I! X' _& ?4 B18.起重时钢丝绳与卷筒联接处要留有余量
( P3 v8 ~* P9 r19.可以不传力的中间零件应尽量避免受力
% u9 J/ o; s2 m4 ^6 Z& W; j, y20.尽量避免安装时轴线不对中产生的附加力
- B+ S$ s5 g- R6 p5 s0 s( t- a$ `21.尽量减小作用在地基上的力( {+ X, J% J- S2 A' e
二、提高耐磨性的结构设计
/ N) U$ ~8 W8 L$ N1 ?$ m2 v1.避免相同材料配成滑动摩擦副
6 t: |9 f: A8 f ?! r6 H, x2.避免白合金耐磨层厚度太大
F& h! t9 _1 e) q' ~8 t8 l3.避免为提高零件表面耐磨性能而提高对整个零件的要求7 F5 s7 a6 ^8 y# p9 l
4.避免大零件局部磨损而导致整个零件报废
9 t* j1 q, ]- z$ N5 F1 L5.用白合金作轴承衬时，应注意轴瓦材料的选择和轴瓦结构设计/ d- E3 P8 X8 m1 j& Y8 D' I
6.润滑剂供应充分，布满工作面
9 C8 }! e6 s: P+ a4 J6 a1 y1 X7.润滑油箱不能太小
F& e2 n" x+ U1 U2 ^7 k2 j8.勿使过滤器滤掉润滑剂中的添加剂/ n! u: [7 w# E
9.滑动轴承的油沟尺寸、位置、形状应合理$ ?. Y. w( D8 `" R; Z
10.滚动轴承中加入润滑脂量不宜过多
' g3 F G$ q. \2 ~: b( ^: L11.对于零件的易磨损表面增加一定的磨损裕量
3 K D* F# J1 P1 w12.注意零件磨损后的调整
% H/ f7 e& o+ e( u9 @, n$ @( L9 c13.同一接触面上各点之间的速度、压力差应该小
! q: v& e% A0 @ p @- _14.采用防尘装置防止磨粒磨损
6 y {; Y8 p' Q3 X" a; {1 m. l15.避免形成阶梯磨损. l( e p$ r% S8 d6 n6 m! n# l: Y' v
16.滑动轴承不能用接触式油封- d7 L( V2 `, ?/ W5 U, d5 A% M1 j/ b
17.对易磨损部分应予以保护
/ V7 N" g; y ?5 _18.对易磨损件可以采用自动补偿磨损的结构
! {( w3 }( z$ M$ h三、提高精度的结构设计
$ j0 C1 U8 V+ P" V5 V$ B1.尽量不采用不符合阿贝原则的结构方案
) p8 g! i1 F5 z5 I6 z2.避免磨损量产生误差的互相叠加
5 q, b- H7 D7 t9 F7 F3.避免加工误差与磨损量互相叠加/ ~+ P- l6 q, ]9 k0 h0 a0 |! E
4.导轨的驱动力作用点，应作用在两导轨摩擦力的压力中心上，使两条导轨摩擦力产生的力矩互相平衡
- u* h: l4 \; H5.对于要求精度较高的导轨，不宜用少量滚珠支持% Y$ Q% Q6 h0 d1 p+ i! ]
6.要求运动精度的减速传动链中，最后一级传动比应该取最大值0 E" h8 i6 |1 ?
7.测量用螺旋的螺母扣数不宜太少5 c; ]% a m& ?" ^
8.必须严格限制螺旋轴承的轴向窜动
$ i* _5 N/ [; w7 S7 @6 w: l1 _- s$ l9.避免轴承精度的不合理搭配# f( R* G* `& W
10.避免轴承径向振摆的不合理配置
% x" [& `2 s H7 Y! |11.避免紧定螺钉影响滚动导轨的精度
9 f0 e$ o `3 ]/ w12.当推杆与导路之间间隙太大时，宜采用正弦机构，不宜采用正切机构9 v. v/ T9 f) t% b9 e
13.正弦机构精度比正切机构高1 L; E' ?% }4 _9 B' X
四、考虑人机学的结构设计问题# ?! Z' q; x7 O" a+ I' ]
1.合理选定操作姿势
+ w8 N$ v+ @& M! i9 s2.设备的工作台高度与人体尺寸比例应采用合理数值8 Q& E+ I" `$ s! B
3.合理安置调整环节以加强设备的适用性" `* Y |, G1 ~
4.机械的操纵、控制与显示装置应安排在操作者面前最合理的位置9 T5 [' u- d' j5 i# T
5.显示装置采用合理的形式& Q" R" i1 S* |5 |/ @" @
6.仪表盘上的刻字应清楚易读
2 ~& w% y. ~1 N3 j' J7.旋钮大小、形状要合理
0 G: u0 j# `+ }; u- m0 g, @8.按键应便于操作
' Q+ `, [& A+ w9 c, y8 }9.操作手柄所需的力和手的活动范围不宜过大& s* u/ ]7 z y% J+ N, s5 K- ^
10.手柄形状便于操作与发力# T- W/ K$ }! X- l* \
11.合理设计坐椅的尺寸和形状! J: z$ [9 H3 A( J5 \4 J
12.合理设计坐椅的材料和弹性
2 \( [6 b9 V" p8 d: ?4 |% i* Z9 h13.不得在工作环境有过大的噪声" V7 r9 H0 i A: L: [
14.操作场地光照度不得太低9 i+ x0 p% R* W) l- E, a2 p- S4 ?/ `
五、发热、腐蚀、噪声等问题的结构设计
' x# C @3 T' T" I! I2 _1.避免采用低效率的机械结构
) C& P9 q) I K8 g r* _" L, P) K2.润滑油箱尺寸应足够大
3 s: C; f# t3 F3 u; p1 X3.分流系统的返回流体要经过冷却3 b! L- {! z! R
4.避免高压容器、管道等在烈日下曝晒3 a' k. P9 R% c' I
5.零件暴露在高温下的部分忌用橡胶，聚乙烯塑料等制造' }; N& \( H+ L' s
6.精密机械的箱体零件内部不宜安排油箱，以免产生热变形9 ~' g) g+ S2 z- q' I6 Y
7.对较长的机械零部件，要考虑因温度变化产生尺寸变化时，能自由变形( J5 q, l8 ?! L
8.淬硬材料工作温度不能过高: ~* d" E2 D+ B/ e# R
9.避免高压阀放气导致的湿气凝结
4 }0 a% V f; Y% z2 T, P! T10.热膨胀大的箱体可以在中心支持
# @" L8 s) W4 ^8 [# ^+ K11.用螺栓联接的凸缘作为管道的联接，当一面受日光照射时由于两面温度及伸长不同，产生弯曲+ B1 w( R( b) A& L. V9 [* v
12.与腐蚀性介质接触的结构应避免有狭缝. S3 d3 i- |% ~
13.容器内的液体应能排除干净
0 R8 P8 r4 v5 i- [: C9 [0 H14.注意避免轴与轮毂的接触面产生机械化学磨损（微动磨损）
9 ]: z$ u6 J/ }6 r' X, n15.避免易腐蚀的螺钉结构
: k3 o1 \9 b! M+ \1 P16.钢管与铜管联接时，易产生电化学腐蚀，可安排一段管定期更换
* ?' z) `# q! M17.避免采用易被腐蚀的结构
+ \: T: s) E! d6 c$ O2 p: f0 Y+ H- [18.注意避免热交换器管道的冲击微动磨损7 W$ G) Y! U/ P8 s% I" [
19.减少或避免运动部件的冲击和碰撞，以减小噪声% _- t6 K' C+ l
20.高速转子必须进行平衡
; H3 e0 R* [! N21.受冲击零件质量不应太小: k( e `& a3 o3 ]0 o( c+ I# J: o
22.为吸收振动，零件应该有较强的阻尼性
0 h* ?( {- U' a- o& J$ G+ _六、铸造结构设计
/ k7 m+ k w' K1.分型面力求简单
/ j4 e/ ]" ~9 S" g2.铸件表面避免内凹9 z" `6 P1 p- E# K
3.表面凸台尽量集中' A6 @/ i4 e& `7 r# w
4.大型铸件外表面不应有小的凸出部分- F. x$ c1 ~% p) @3 V2 R6 j& W
5.改进妨碍起模的结构
( n' U3 T, v B( L7 R. N6.避免较大又较薄的水平面# \$ |7 `1 O+ h' h0 c( ]
7.避免采用产生较大内应力的形状% v$ E# I! p& e% m9 v* V
8.防止合型偏差对外观造成不利影响1 E2 c" c0 I8 C, `8 }, f% \
9.采用易于脱芯的结构- B# s* }8 F/ Q7 U+ R
10.分型面要尽量少+ X# ^/ D1 z- [8 M- Y
11.铸件壁厚力求均匀/ R" R4 b) w$ `% i( r, ^1 Y% Q
12.用加强肋使壁厚均匀
& n2 W1 N' @- ?9 \* V5 ~13.考虑凝固顺序设计铸件壁厚 ?1 v! A$ Y! f! R
14.内壁厚应小于外壁厚0 H) ?' s9 |* |# K0 d* J$ a
15.铸件壁厚应逐渐过渡
) T8 f4 y( b6 E g2 u- }' Y16.两壁相交时夹角不宜太小9 p3 _7 X. {0 `" ^. L/ C
17.铸件内腔应使造芯方便
# \; E% w5 P! e) D& A6 z18.不用或少用型芯撑! R0 s6 r' w; [7 M; ^
19.尽量不用型芯& Z7 s M1 H5 ]5 s1 b
20.铸件的孔边应有凸台
6 {8 G: G; X4 X9 i: A21.铸件结构应有利于清除芯砂
& t1 E0 d9 v! d6 p& p% f' h22.型芯设计应有助于提高铸件质量2 O' r& U/ s( m3 U4 c" w
23.铸件的孔尽可能穿通
' E! ^. C& ?% i+ F24.合理布置加强肋: t! S) T: E. a
25.保证铸件自由收缩，避免产生缺陷
' }" ]. g5 L9 X1 v26.注意肋的受力
$ }) Q7 G* f7 A$ E4 S4 p5 A27.肋的设置要考虑结构稳定性6 q3 P( h5 k. P+ \4 k$ z2 k
28.去掉不必要的圆角: R9 \2 @6 e; y% x* p5 X' u
29.化大为小，化繁为简
' O' W! Y: M2 C( P F; F; J30.注意铸件合理传力和支持
. q4 i/ D, O8 f& I- r; R# u七、锻造和冲压件结构设计" F$ Z ?- I$ i
1.自由锻零件应避免锥形和楔形* i- p4 L9 | v, y
2.相贯形体力求简化
0 K! y. x" \1 e: w- A3.避免用肋板: ~; L0 |4 T& X/ @( Q3 S
4.自由锻件不应设计复杂的凸台0 R+ u: Y: ~9 n; W
5.自由锻造的叉形零件内部不应有凸台
6 i% z9 O" u7 O) X" V# p/ ?9 I$ @6.模锻件的分模面尺寸应当是零件的最大尺寸，且分模面应为平面% S3 [8 E! R6 {3 N3 v
7.模锻件形状应对称
, o [- K% c# k* G/ s3 G* z( O8.模锻件应有适当的圆角半径
" X/ Y/ x5 v5 F9 c+ K5 r" w8 {9.模锻件应适于脱模
' O+ P9 u; E; v6 |& m" k5 v4 {10.模锻件形状应尽量简单- K( V( |% x7 [+ q4 z
11.冲压件的外形应尽可能对称: L) { \4 N( b" |( l3 [
12.零件的局部宽度不宜太窄
4 v, s. @9 l1 ~& k1 |13.凸台和孔的深度和形状应有一定要求
9 J$ M+ r. p- s. i, o- }& ^4 F14.冲压件设计应考虑节料
! s# ~- L" M4 N/ }4 z15.冲压件外形应避免大的平面4 ^% |$ \) x# P
16.弯曲件在弯曲处要避免起皱
0 H' ?4 ~. M, _2 F17.注意设计斜度5 R# c8 c8 {: ?) G5 A0 j
18.防止孔变形$ T* s* L; `2 q) F( K
19.简化展开图
) I w$ e W+ K' P20.注意支撑不应太薄- |! B$ _, ~6 M$ ?8 C
21.薄板弯曲件在弯曲处要有切口5 [% B: i+ T( {1 P0 N) T4 V2 m6 y
22.压肋能提高刚度但有方向性
1 Q5 t4 g) V5 i6 p+ q- ?: h% c23.拉延件外形力求简单6 l4 J; Z/ W r( a8 H
24.拉延件的凸边应均匀
8 N: j/ b0 X; c( r3 a/ p. ?25.利用切口工艺可以简化结构) w; J- r `2 `- W+ @) o% e0 Q
26.冲压件标注尺寸应考虑冲模磨损
! x; O/ B f9 O( `: @7 E* ^27.标注冲压件尺寸要考虑冲压过程
8 Q2 {. U* M4 L八、焊接零件毛坯的结构
/ p# A0 u9 w3 R1 u/ M1.合理设计外形6 A/ ?* A7 ^+ ~' d- M
2.减少边角料" z4 F* w, l0 p5 k, z7 F4 m& i, J, v+ b
3.采用套料剪裁& \) W, F2 p- I1 O
4.断面转折处不应布置焊缝 u) h3 l3 _ i
5.焊件不能不顾自己特点，简单模仿铸件6 _; \ t# g5 y A+ W( ~* o
6.截面形状应有利于减少变形和应力集中
) S% O2 U3 d0 q: e1 g* t7.正确选择焊缝位置
; h, K0 k, `8 U c1 \3 r/ B( w; r8.不要让焊接影响区相距太近' w( k3 k* d! e
9.注意焊缝受力) P' W* c. ~' u' y* Q
10.焊缝的加强肋布置要合理
% ~' k" ]* A1 I! d( E11.减小焊缝的受力
2 u' `& C' B u12.减小热变形6 c2 w/ D! Z% e6 n( u8 }
13.合理利用型材，简化焊接工艺) N9 h) I* x/ O) t3 p" L* L
14.焊缝应避开加工表面
2 t% _0 Z. C8 `15.考虑气体扩散
8 ]% e- L+ H5 b! W n; j& T8 H16.可以用冲压件代替加工件, h# y$ w6 Q0 b5 |, P; W
17.采用板料弯曲件以减少焊缝
* n0 P6 y: |) b8 d8 R九、机械加工件结构设计) G/ B( y( W z8 Y! z$ C6 ~
1.注意减小毛坯尺寸. v# o8 M* ~3 E1 x, _3 r7 n' a( _
2.加工面与不加工面不应平齐
6 D, _$ k/ M, k3 v/ s4 s3.减小加工面的长度
2 a4 X9 n" Z4 T* Y6 @ X- V) P X4.不同加工精度表面要分开
; @( X' m0 H# } s* z, T, l5.将形状复杂的零件改为组合件以便于加工
! }: L m8 c$ W/ U) |0 Q! I6.避免不必要的精度要求 K8 }: R% x- u5 K) V' j7 Z' d/ u
7.刀具容易进入或退出加工面( W, @0 e/ z6 U5 J" k1 [
8.避免加工封闭式空间# d# Y* f3 \$ m. b# M( x, J
9.避免刀具不能接近工件" j3 T9 |& S$ C. t" W: k5 a
10.不能采用与刀具形状不适合的零件结构形状+ A0 n0 o; e$ P' u' ~
11.要考虑到铸造误差的影响
+ ?! a5 K+ r+ G- \# X12.避免多个零件组合加工, G2 ]' O# |- M4 i5 a& m
13.复杂加工表面要设计在外表面而不要设计在内表面上' M3 s; ?5 r. Z$ m4 y. D
14.避免复杂形状零件倒角
$ U6 x% f3 e) `7 J6 d' @# F15.必须避免非圆形零件的止口配合
- e* m8 s1 q6 G! I$ A16.避免不必要的补充加工
7 F. p, H2 Z! i4 k6 y; E$ o17.避免无法夹持的零件结构6 b' Q) Z" r* z2 b% n, L2 u6 e7 E
18.避免无测量基面的零件结构
& f/ N$ g7 m" \' x2 S# [19.避免加工中的冲击和振动7 v9 c: Z+ O9 m3 @
20.避免在斜面上钻孔- f. k+ {2 s! z+ F4 V4 b. L, s
21.通孔的底部不要产生局部未钻通4 y& l; D+ F) H% t' U
22.减少加工同一零件所用刀具数6 W: U/ w/ O W& W
23.避免加工中的多次固定
8 k) x& j2 n! x) m0 _24.注意使零件有一次加工多个零件的可能性
7 s/ z. H. V+ b {( X" v十、热处理和表面处理件结构设计$ ~& w7 x! T% ~
1.避免零件各部分壁厚悬殊
4 C ]" h1 m1 E7 |! ]9 H2.要求高硬度的零件（整体淬火处理）尺寸不能太大0 E. N& [% T0 B
3.应避免尖角和突然的尺寸改变. N' [, S8 c' y6 g0 F* G
4.避免采用不对称的结构) K; k5 B0 {4 E) Y9 L+ h! p3 t6 G
5.避免开口形零件淬火
! |1 I2 Z$ A* T# b6 j& _' V6.避免淬火零件结构太复杂
! [ i9 `: `# k! T A7.避免零件刚度过低，产生淬火变形8 m, `2 v- ^3 Z
8.采用局部淬火以减少变形
. ]5 r, r" V% K9 k9.避免孔距零件边缘太近, O% f2 M( c6 H4 ], V
10.高频淬火齿轮块两齿轮间应有一定距离
; z' V& p' W5 o% i( |$ b' `11.电镀钢零件表面不可太粗糙" P' ^/ q5 x6 `2 w0 p% u" A
12.电镀的相互配合零件在机械加工时应考虑镀层厚度
q7 |9 t5 G" b# ?2 b- d% ~13.注意电镀零件反光不适于某些工作条件6 Y$ Q$ ~0 d4 A! E, x
十一、考虑装配和维修的机械结构设计) g: V3 d5 ^ M* w4 A8 l+ o& a. n
1.拆卸一个零件时避免必须拆下其他零件
+ g5 v& z9 R' K' g0 U2.避免同时装入两个配合面
: ]' j. d$ I! W) ]4 h3.要为拆装零件留有必要的操作空间8 ?6 `& U; l" a; a( H
4.避免因错误安装而不能正常工作$ h2 ?. F$ p9 J. p
5.采用特殊结构避免错误安装+ ?" _8 V5 y& d
6.采用对称结构简化装配工艺$ N Z) }0 p7 l, i
7.柔性套安装时要有引导部分2 |- x* }# I: b6 r' A; i3 M0 B
8.难以看到的相配零件，要有引导部分
5 s* C) c; T% V- Y& S ^9.为了便于用机械手安装，采用卡扣或内部锁定结构
- @' D9 B" r8 N3 [$ k% w! P10.紧固件头部应具有平滑直边，以便拾取
. p, i: v7 n$ K7 V- ]/ t, o11.零件安装部位应该有必要的倒角0 K( Y4 u* I3 {7 G
12.自动上料机构供料的零件，应避免缠绕搭接' p. g4 m" X/ T# ~7 B4 R: z5 P5 P8 _
13.简化装配运动方式
3 G+ }) h2 }4 P7 q7 a14.对一个机械应合理划分部件
. I4 f6 [9 p0 ]- E: t: y15.尽量减少现场装配工作量
$ U1 s+ w* B% b+ G* e8 t16.尽量采用标准件$ k9 D2 ~. M/ A# i# K \
17.零件在损坏后应易于拆下回收材料
3 L8 E, G$ p8 K
' Z$ [* ~, ~' g$ l 9 Q% a" P2 N6 Q# M4 O2 W9 ~
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发表于 2015-5-13 15:10:35
