机械结构创新性设计研究
机械结构创新性设计研究
机械设计主要由硬件设计与软件设计两部分组成，设计机械的主要任务就是按照机械自身性能
与相关使用要求参数在润滑机械设计方案、工作原理与形状等方面实行构思、计算与分析，再
使其可以通过图纸表达与描述图形的方式来呈现，这个设计过程就是机械的软设计，然而机械
的硬设计方面，则是按照工程设计图使用各种加工机械来进行加工，将设计过程转为设计的实
体，这个过程就是机械的硬设计。而具备优良的机械软、硬设计都是机械设计得以保证的前
提。
1 功能性质
不管是什么样的零部件，均具备自身无可替代的功能，设计结构的过程中，必须充分保证设计
功能可以实现，这也是创意设计的基本目的，自身结构存在差异性的机械零部件功能也基本不
同，就机械工程零部件来说，功能基本包含相对位置、力学功能与运动学的功能。其中力学功
能由承载力与传递力两个部分组成，而力的传递就是把各个零部件之间的传递作为前提，作为
力流必经通道，在力传递过程中必然会承受荷载作用，例如一些连接键就具备该功能。同时承
载全部机械设备的工作过程承受的结构部件带来的力作用，例如一些浮动轴平行刃的剪切机实
行剪切轧件的过程中，都是通过充分连接上刀台与下刀台中大拉杆来承受力的作用，而一般机
架不用承受任何外力，而运动学的功能则是由运动加速度、轨迹与速度共同构成，且相对位置
一般是两个以上结构的零部件按照相关规定来确定轨迹与位置，其中减速器的墙体中成轴孔一
般是用来确保各轴间齿轮齿合准确咬合实际位置。
但是部分结构零件功能较少，甚至只有一种，而部分零件功能却比较多样，例如轧钢机主的机
列中方向的接轴。方向的接轴既可以传送运动与动力，还可以与轧辊辊缝的改变相适应，当两
轧辊中心距发生突变时，许多机械在结构方面存在较大的差异性，但是接轴各端叉头的镗孔中
心相对应位置不一样，因此滑块磨损与运动学上就存在差异性，应用的场合也不一样。
2 力流的合理性
在结构中进行力流传递时，其传递路径的长短以及合理性对机械运行有着重要影响。而力流长
度的合理性通常包含比较普通的轧机，这类轧机具有高大工程的机架，另一种则是没有机架的
轧机。因为没有相关机架，应力中回线的长度与普通的轧机比起来较短，而轧机的刚度会变
大，使得其成为短应力的线轧机。相反的是，许多力流线的长度较长的实例，使用起来也较
好，主要是由于轴扭转、变形出现齿面截荷不同程度的现象。
3 荷载分布的均匀化
把受力不均的传力零件进行分布或是进行集中载荷，让零部件中所承受载荷变成几近均匀载
荷。而关于二级展开圆柱的减速器相对两轴承的支撑来说是没有对称性的，一旦受载，因为轴
出现弯曲与变形情况，相应轴上齿轮容易出现偏斜，导致齿轮作用荷载沿的接触线不能均匀分
布。如果把齿轮中截面改成鼓形，会让两端齿厚比较中部来说较小，齿轮在工作过程中，都是
依靠齿面变形弹性截荷均匀分布。
普通螺栓实行连接过程中，螺栓受拉或者是螺母在受压时，因为螺母与螺杆中所受旋合段轴向
力具有差异性，使得各圈旋合纹牙间载荷也不同，这也是由于力流按照最短传输路径进行流动
而导致的。因此只有改进设计螺母的结构，才可以让旋合段各个螺纹牙截荷可以均匀分布。
4 设计力平衡
一般机器在运转过程中，不只具备工作荷载的作用，机械系统的内部，部分零件因为自身结构
特殊性会产生外力。工作中前者必不可少，也就是有用的力；而后者一般在工作中可有可无，
也就是没有用的力，例如圆锥齿轮与圆柱齿轮轴向力。其中设计力平衡也就是在机械设计结构
的辅助下，全部或者是部分都可以不用考虑无用力，从而消除或是减轻其所带给机械设计的不
利影响。设计力平衡也就是使用以毒攻毒的方式，其中人字齿轮产生就是较为典型的实例。且
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机械结构创新性设计研究机械设计主要由硬件设计与软件设计两部分组成，设计机械的主要任务就是按照机械自身性能与相关使用要求参数在润滑机械设计方案、工作原理与形状等方面实行构思、计算与分析，再使其可以通过图纸表达与描述图形的方式来呈现，这个设计过程就是机械的软设计，然而机械的硬设计方面，则是按照工程设计图使用各种加工机械来进行加工，将设计过程转为设计的实体，这个过程就是机械的硬设计。而具备优良的机械软、硬设计都是机械设计得以保证的前提。1功能性质不管是什么样的零部件，均具备自身无可替代的功能，设计结构的过程中，必须充分保证设计功能可以实现，这也是创意设计的基本目的，自身结构存在差异性的机械零部件功能...
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作者：闻远设计
分类：非标机械电气自动化
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