Structurele elementen en ontwerpmethoden van mechanische structurele onderdelen

01
Geometrische elementen van constructiedelen
De functie van de mechanische structuur wordt voornamelijk gerealiseerd door de geometrische vorm van de mechanische onderdelen en de relatieve positionele relatie tussen de verschillende onderdelen.De geometrie van een onderdeel bestaat uit het oppervlak.Een onderdeel heeft meestal meerdere oppervlakken en sommige van deze oppervlakken staan ​​in direct contact met de oppervlakken van andere onderdelen.Dit deel van het oppervlak wordt een functioneel oppervlak genoemd.Het verbindingsdeel tussen de functionele oppervlakken wordt het verbindingsoppervlak genoemd.
Het functionele oppervlak van een onderdeel is een belangrijke factor die de mechanische functie bepaalt, en het ontwerp van het functionele oppervlak is de kern van het structurele ontwerp van het onderdeel.De belangrijkste geometrische parameters die het functionele oppervlak beschrijven, omvatten de geometrische vorm, grootte, aantal oppervlakken, positie, volgorde, enz. van het oppervlak.Door het variatieontwerp van het functionele oppervlak kan een verscheidenheid aan structurele schema's worden verkregen om dezelfde technische functie te realiseren.
02
Koppelingen tussen structuren
In een machine of machines bestaat geen enkel onderdeel op zichzelf.Daarom moeten in het constructief ontwerp, naast het bestuderen van de functies en andere kenmerken van de onderdelen zelf, ook de onderlinge relaties tussen de onderdelen worden bestudeerd.
De correlatie van onderdelen is onderverdeeld in twee typen: directe correlatie en indirecte correlatie.Waar twee delen een directe assemblagerelatie hebben, worden ze direct gerelateerd.Correlatie die geen directe assemblagerelatie heeft, wordt een indirecte correlatie.Indirecte correlatie is onderverdeeld in twee typen: positiecorrelatie en bewegingscorrelatie.Positiecorrelatie houdt in dat de twee delen eisen stellen aan de onderlinge positie.De hartafstand van twee aangrenzende transmissieassen in het verloopstuk moet bijvoorbeeld een bepaalde nauwkeurigheid garanderen en de twee assen moeten evenwijdig zijn om de normale ingrijping van de tandwielen te garanderen.Bewegingscorrelatie betekent dat het bewegingstraject van een onderdeel gerelateerd is aan een ander onderdeel.Het bewegingstraject van de draaibankgereedschappen moet bijvoorbeeld evenwijdig zijn aan de middellijn van de spil.Dit wordt verzekerd door de parallelliteit van de bedgeleiderail en de as van de spindel.Daarom is de positie tussen de spil en de geleiderail gerelateerd;de gereedschapspaal en de spil zijn gerelateerd aan de beweging.
De meeste onderdelen hebben twee of meer direct gerelateerde onderdelen, dus elk onderdeel heeft twee of meer onderdelen die structureel gerelateerd zijn aan andere onderdelen.In het structurele ontwerp moeten de direct gerelateerde delen van de twee delen tegelijkertijd worden overwogen om de warmtebehandelingsmethode, vorm, grootte, precisie en oppervlaktekwaliteit van het materiaal redelijk te kunnen selecteren.Tegelijkertijd moet het ook rekening houden met het voldoen aan indirect gerelateerde voorwaarden, zoals dimensionale ketting- en nauwkeurigheidsberekeningen.Over het algemeen geldt dat als er meer direct verwante delen van een onderdeel zijn, de structuur gecompliceerder is;hoe meer indirect gerelateerde onderdelen van een onderdeel, hoe hoger de precisie-eis

news

03
Problemen waar aandacht aan moet worden besteed bij het constructief ontwerp
Er zijn veel materialen die kunnen worden geselecteerd in mechanisch ontwerp.Verschillende materialen hebben verschillende eigenschappen.Verschillende materialen komen overeen met verschillende verwerkingstechnieken.Bij structureel ontwerp moeten geschikte materialen redelijkerwijs worden geselecteerd op basis van functionele vereisten en moeten geschikte materialen worden bepaald op basis van het type materiaal.Verwerkingstechnologie en het bepalen van de juiste structuur volgens de vereisten van de verwerkingstechnologie, alleen door het juiste structuurontwerp kan het geselecteerde materiaal de voordelen ervan volledig benutten.
Om materialen correct te selecteren, moeten ontwerpers de mechanische eigenschappen, verwerkingsprestaties en kosten van de geselecteerde materialen volledig begrijpen.Bij het structurele ontwerp moeten verschillende ontwerpprincipes worden gevolgd, afhankelijk van de kenmerken van het geselecteerde materiaal en de bijbehorende verwerkingstechnologie.
De mechanische eigenschappen van staal onder spanning en compressie zijn bijvoorbeeld in principe hetzelfde, dus de stalen balkstructuur is meestal symmetrisch.De druksterkte van gietijzeren materialen is veel groter dan de treksterkte.Daarom zijn de doorsneden van gietijzeren constructies die onderhevig zijn aan buigmomenten meestal asymmetrisch, zodat de maximale drukspanning tijdens belasting groter is dan de maximale trekspanning.Figuur 5.2 is een vergelijking van twee gietijzeren beugels.In het ontwerp van de staalconstructie worden de sterkte en stijfheid van de constructie meestal verhoogd door de dwarsdoorsnede te vergroten.Als de wanddikte echter te groot is in de gegoten structuur, is het moeilijk om de gietkwaliteit te garanderen, dus de gegoten structuur wordt meestal versterkt door verstijfde platen en scheidingswanden.De stijfheid en sterkte van de constructie.Vanwege de slechte stijfheid van plastic materialen, kan de interne spanning die wordt veroorzaakt door ongelijkmatige koeling na het vormen gemakkelijk structurele kromtrekken veroorzaken.Daarom zijn de dikte van de ribben en de wand van de kunststofstructuur vergelijkbaar en uniform en symmetrisch.
Voor onderdelen die een warmtebehandeling vereisen, zijn de vereisten voor structureel ontwerp als volgt: (1) De geometrische vorm van het onderdeel moet eenvoudig en symmetrisch zijn en de ideale vorm is bolvormig.(2) Voor onderdelen met ongelijke doorsneden moet de verandering in maat en doorsnede voorzichtig zijn om plotselinge veranderingen te voorkomen.Als de veranderingen in aangrenzende delen te groot zijn, zullen de grote en kleine secties ongelijkmatig worden gekoeld, wat onvermijdelijk interne spanningen zal veroorzaken.(3) Vermijd scherpe randen en scherpe hoeken.Om te voorkomen dat de scherpe randen en scherpe hoeken smelten of oververhitten, wordt over het algemeen een afschuining van 2 tot 3 mm op de rand van de sleuf of het gat gesneden.(4) Vermijd secties met een groot verschil in dikte, die gemakkelijk te vervormen zijn en een grotere neiging hebben om te barsten tijdens afschrikken en afkoelen.

 


Posttijd: 08-okt-2021