机械结构 第三章 结构改错.doc

第一节 切削件结构实例一、应便于加工1．便于退刀图 3-1 需 磨削 加工，必须有“越程槽”图 3-2 锥面两边不出头，不行！任何一边都必须保证刀具出头图 3-3、 图 3-4 加工螺纹 ，必须有“退刀槽” （图 3-3b 槽太浅！）图 3-4 退刀槽宽度应足够2．便于切削尖角倒（角、圆） （目的：去毛刺、导向） 倒角比倒圆好加工、导向性好（另外：棱角倒钝） 1） 形状简单——避免球面锥面优先柱面（2） 内外有别——外表面倒棱内表面圆弧已加工，尽量避免结构内部加工键槽或高精度配合3） 应能加工——留有足够刀具空间3．便于孔加工（1） 避免斜面开孔——钻孔难定位，刀具出口孔端是斜面可能因周边约束条件不均匀使孔弯曲2）贯通孔优先（3）孔周边约束条件必须相近 二、提高切削效率的结构实例1．减少加工量——选择形状接近的毛坯；采用组合部件；平缓过渡；减少行程；减少切削加工面2．一次成形——同一构件上的两切削加工面尽量在同一夹持条件下完成——使切削见结构尺寸单向变化3．减少调刀和换刀次数图 3-33 ① 同一平面上的工艺凸台应尽量等高；② 工艺凸台加工后高度约 2 ~ 3mm。

图 3-34 ① 退刀槽宽度随轴的直径变大而加大（中型机床中槽宽以 2 ~ 4mm 为多） ；② 同一根轴的直径变化一般不大，槽宽一般取一致4．工件装夹方便．三、减少轴上应力集中的结构实例凸台、挡肩、环形槽、径向穿孔等结构易产生疲劳裂纹和轴疲劳损坏，改进方法：（1 ） 不同界面之间平缓过渡（2） 减低缺口周围刚度（3） 避免尖锐棱边图 3-38（b） 左上：应力分散了， 右上：左槽为越程槽，但端面强度受影响 右槽开出削弱了接触刚度左下：偏离径向受力 右下：① 同右上；四、便于拆卸的结构实例第二节 铸件结构实例一、铸件壁厚应尽可能小[注] 1．以确保强度为前提（刚度问题另有解决办法）2．壁厚设计原则：① 选择合理的壁厚② 整个铸件壁厚尽可能均匀3．壁厚减小不是盲目的，即横截面形状是有讲究的如：图 3-44 图 3-454．减小壁厚（① 可减轻重量；② 可节省材料；③ 可提高自身固有频率）二、避免直长筋具体措施——蜂窝状加强筋；斜弯加强筋；加强筋错位；加强筋切断 加强筋——总是比主结构尺寸要小（较薄） ；作用是提高局部刚度（或强度） 三、注意防止局部尺寸过大不良后果——构件壁厚不同，冷却速度相异，产生铸造应力、变形和裂纹、局部产生缩孔，成为构件的薄弱环节铸造工艺：流动性 —— 钢比铁流动性差；收缩率 —— 钢比铁收缩率大。

铸造时： 浇注 金属液充满铸型 冷却凝固铸造应力—— 薄、厚壁交接部位，薄处已凝固，厚处仍在收缩；缩孔、缩松 —— 厚壁处收缩时无液体补充 （解决办法：加冒口）设计时注意：1．尽量避免厚薄不均；2．尽量减小厚壁处的尺寸（见图 3-50 ） ；3．厚、薄壁间尺寸平缓过渡（见图 3-51 ） 四、保持良好的受力状态[注] 关于“ 铸铁”和“钢”① 铸铁的抗压强度与钢差不多；② 但铸铁的抗拉强度远低于钢；③ 铸铁（主要是灰铸铁）的铸造性能远优于铸钢，∴ 铸铁件（主要是灰铸铁）的应用远多于铸钢件；④ 铸件主要用做支承件，多用于受压场合图 3-53（b） 使尺寸大的主结构受拉，尺寸小的筋受压（应记住此结构） 五、便利模具制作1. 结构形状简单 2. 避免隐蔽分离 3. 圆角尺寸统一，优先采用对称形状4. 少用模芯 5. 复合结构六、起模方便1． 预留起模斜度 2. 分界面位于最大膨胀的表面 3. 避免内切结构——复杂结构放外表面七、铁水流动畅通1. 足够大的流道截面 2.流道截面逐渐变小 3. 流道留有坡度八、便于切削加工1.减少切削加工量 2. 留有足够加工余量 3. 钻孔面应水平 4. 留有凸台第三节 轴支承结构实例一、轴必须轴向静定静定 —— 轴的轴向位置确定，且不能轴向移动；静不定 —— 轴的轴向位置没有确定；超静定 —— 轴的轴向位置想确定，但无法确定；自由伸缩 —— 热变形后的热胀冷缩不受限制；松弛支承 —— 不参与轴向定位，不限制轴的轴向移动。

[注] 图 3-72、图 3-73 使用的均是纯径向支承轴承，只能承受径向力，不能承受轴向力图 3-72 “静不定” ，需改进a）上：没有定位（两轴承与孔肩均有间隙）（a）下：没有定位（两内圈均可相对滚子轴向移动）（b）上：左支承定位，右支承浮动（右轴承在孔中轴向可移动） （b）上：左支承定位，右支承浮动（右轴承内圈轴向可移动） 图 3-73 “超静定” ，需改进a）上：无法定位（两轴承不能同时靠住轴肩与孔肩）（a）下：无法定位（同上）（b）上： 左支承定位，右支承浮动（右轴承在孔中轴向可移动？）（b）上：左支承定位，右支承浮动（右轴承内圈轴向可移动）三种（轴的）轴向定位方式：① 一端定位支承方式（固定—松弛支承方式）② 两端定位—调隙支承方式③ 两端定位—游隙支承方式二、固定支承必须能双向受力 固定支承 —— 使轴在受到轴向力时能够固定不动的那个（或两个及两个以上）支承 （固定 — 指轴在轴线两个方向上均不能移动）[注] 1. 在实际结构中，所谓需承受轴向力，那么这个轴向力一般是指：① 外载荷； ② 传动力2．图 3-77 中： 深沟球轴承、内外圈带折边的圆柱滚子轴承属于可以承受较小轴向力的纯径向轴承，它们均可在理论上“轴不承受轴向力时”用作固定支承。

3．图 3-77 中： 圆锥滚子轴承、角接触球轴承（以及推力球轴承）是平时使用最普遍的、可以承受轴向载荷的轴承这几种轴承可以由两个以上的任意组合，承受两个不同方向的轴向力（[注] 这种轴承是具有方向性的）三、固定轴承必须四面定位四、松弛支承至少一圈固定[注] “定位 ”和“固定”是两个不同的概念轴 在 受到 轴向力 时，该处轴承 不能限制 轴 的 轴向移动松弛轴承轴向定位原则是，轴承不受轴向力时，尽量多加轴向定位，避免轴承游动① 外圈固定，内圈与滚动体可相对轴移；② 内圈固定，外圈与箱体可相对轴移；③ 外圈固定，内圈与轴可相对轴移；[注] 这里所说的 “外圈固定 ”，是指外圈相对箱体的固定；“内圈固定” ，则是指内圈相对轴的固定五、可分离轴承必须能调圆锥滚子轴承、角接触轴承等可根据需要自由调隙，可用于精度要求高的场合这种轴承内外圈可分离，间隙不定，必须调隙，方法——螺母或垫圈一端调隙轴承综述：1．轴若承受轴向力，则必须使用能承受轴向力的轴承（ 如“角接触球轴承” 、 “圆锥滚子轴承” 、“推力球轴承”等） ；2．轴若理论上不承受轴向力，则也可用深沟球轴承定位；3．书上所说“固定支承”应该理解为能对轴起到轴向定位作用的支承；而“松弛支承”则是指该支承不限制轴的轴向移动（例如：“超静定”可能引起的轴或轴承的变形；以及热胀冷缩引起的“轴的轴向移动” 。

等等 ） ；4．凡是具有角度的轴承（含推力球轴承）在使用时都必须调整间隙；六、轴支承结构要便利安装拆卸七、滚动、滑动轴承不可混用滚动、滑动轴承特性差异较大，不能混用八、轴承轴向定位必须可靠用轴肩对轴承进行端面定位是最常用的轴向定位方式，两端面之间放过渡件或将轴肩圆角向后移九、轴承的配合轴承的配合一般采用过渡配合十、避免双重配合用箱盖兼做轴承轴向固定，在密封面上加一层软性密封片可有效避免双重配合。