机械结构设计基本原则

机械结构设计基本原则

目录

一、改善力学性能的结构设计原则...

（一）载荷分担原则...

（二）均匀受载原则（载荷均布）...

（三）附加力自平衡原则（载荷平衡）...

（四）减小应力集中...

（五）提高接触强度原则...

（六）提高刚度原则...

（七）变形协调原则...

（八）等强度原则...

（九）其它...

二、改善制造工艺性的结构设计原则...

（一）焊接件结构设计原则...

（二）铸件结构设计原则...

（三）切削件结构设计原则...

（四）锻件结构设计原则...

（五）薄板件结构设计原则...

（六）其它...

三、提高装配质量的结构设计原则...

（一）便于运送原则...

（二）便于方位识别原则...

（三）方便抓取原则...

（四）方便定位原则...

（五）简化装配操作原则...

（六）可装配原则...

（七）各装配面依次装配原则...

（八）简单联接件原则...

（九）便于拆卸原则...

四、提高精度的结构设计原则...

（一）阿贝（Abbe）原则...

（二）误差校正与补偿...

（三）误差均化...

（四）误差配置...

（五）位置精确微调...

五、宜人化结构设计原则...

（一）减小操作者疲劳的结构...

（二）易于发力的结构...

（三）减少操作者观察错误的结构...

（四）减少操作者操作错误的结构...

（五）考虑人体的振动特性的结构及减少操作环境噪声的结构0. （六）减弱工作环境光线照度的结构...

（七）保证合适工作环境温度的结构...

六、其它机械结构设计要求简介...

（一）减轻腐蚀的结构...

（二）符合材料热胀冷缩性质的结构...

讨论题...

机械结构设计基本原则

机械工程师更好地适应现代机械设计的要素之一就是掌握丰富的工程知识。工程知识是连接基础理论与实践经验的桥梁，是现代工程师专业知识结构的本质特征。掌握一定的工程知识是正确进行机械结构设计的前提，有些结构错误对一个缺乏工程知识的设计者来说是不易事先觉察的。（见图）

这一节从改善力学性能、制造工艺性、制造精度及装配精度等方面来介绍一些机械结构设计的基本原则。这些基本原则体现了一些重要的机械结构设计工程知识，分类符合机械工程师的工作特点，简捷明了，具体生动，操作性强，便于学习。

一、改善力学性能的结构设计原则

机械结构形式千差万别，但其功能的实现几乎都与力（力矩）的产生、转换传递有关。机械零件具有足够的承载能力是保障机械结构功能实现的先决条件。所以在机械结构设计中，根据力学理论对零件的强度、刚度和稳定性进行分析是必不可少的，并在此基础上，进行结构优化设计。

计算机辅助结构优化设计已被广泛应用于工程实际中。但它所依赖的力学模型与复杂的实际结构及工况有差距，力学模型的精度通常很难提高；对稍微复杂一些的实际结构仍然停留在零件尺寸的优化上，而基本结构一般还得预先选定；只能针对一个具体的实例得到一个特定的数值解，并不能给予方向性指导。因此计算机辅助结构优化设计不能代替工程知识的分析与总结，结合实例分析，掌握提高结构承载能力的结构设计原则，并为结构的创新设计提供可借鉴的思路。

（一）载荷分担原则

如果同一零件上同时承担了多种载荷的作用，则可考虑将这些载荷分别由不同的零件来承担。采取一定的结构形式，将载荷分给两个或多个零件来承担，从而减轻单个零件的载荷，这种方法称为载荷分担。这样有利于提高机械结构的承载能力。

如图5-10a所示，轴已经承受了弯矩的作用，如果齿轮再经过轴将转矩传递给卷筒，则轴为转轴，受力较大。如果将齿轮和卷筒改用螺栓直接联接，则轴不受转矩作用，轴为转动心轴，结构较合理（见图5-10b）。

如图5-11所示，靠摩擦传递横向载荷的普通螺栓联接常用销、套筒、键等抗剪元件来承担

如图

情况下，可选用推力轴承和径向接触轴承的组合结构来分别承受轴向载荷和径向载荷。

如图5-13所示的带轮结构，传动带产生的轴压力和传动带传递的转矩分别通过不同的路径传递。这样，轴只承受转矩，轴压力则直接由箱体承担了。

（二）均匀受载原则（载荷均布）

在确定工作载荷的大小的情况下，可以考虑通过在结构上均匀分布载荷的方法，来提高结构承载能力。尽量避免集中载荷，尽可能地将载荷分散在结构上，即为载荷均布。

如图5-14所示，经过简单的受力分析可知，受集中力的简支梁在C点的受力比受分布力的简支梁在C

如图5-15

得行星轮之间的载荷分配出现不均匀的现象。在图b中，将太阳轮改为浮动，则可达到各行星轮均载的目的。

如图5-16所示为改善齿轮轮齿齿向载荷分布状态而采用的桶形齿结构。正常齿上，载荷分布偏于轮齿的两端部分。将轮齿修成桶形齿后，依靠齿面受力的弹性变形使载荷沿齿宽方向

纹牙间载荷分配不均匀的现象，可采用悬置螺母、内斜螺母、环槽螺母等结构（见图5-17b、c、d）。

（三）附加力自平衡原则（载荷平衡）

在力的传递过程中，一些机械结构常常不可避免地出现不做功的附加力，例如，斜齿轮啮合的轴向力，产生摩擦力的正压力，往复和旋转运动的惯性力，流体机械叶片上压力差引起的轴向力等，这些对结构功能毫无作用的附加力，加大了结构的负载，降低了机械结构的承载能力。如果使其在同一零件内与其它同类载荷构成平衡力系则其它零件不受这些载荷的影响，有利于提高结构的承载能力，这就是载荷平衡原则。力自平衡措施的措施主要有：引入平衡件和对称安装。

在高速回转机械中，必须靠结构的措施及动平衡的方法使旋转惯性力降低到允许的大小，这就要求回转件的质量须尽量相对与回转中心呈对称分布。可通过对回转件在动平衡机上做动平衡实验，测出并消除超出允许值的不平衡质量。

做往复运动的机械，如连杆机构，也可在设计中采取结构措施和动平衡的方法，使其在运转时产生尽可能小的惯性力。

如图5-18a、5-19a所示的结构工作时产生的轴向力最终要影响到轴的受力，而在图5-18b、5-19b

（四）减小应力集中

应力集中是影响承受交变应力的结构承载能力的重要因素，结构设计应设法缓解应力集中。在应力集中的部位，零件的疲劳强度将显著降低。最大应力比该截面上的平均应力可以大2~5倍以上。应力集中与零件的局部变化形式（见图5-20）及零件的受力状态（见图5-21）

力集中情况。从图中可以看出，在螺栓头与杆过渡处应力发生急剧变化，应力集中非常严重。一般可采用过渡圆角结构来缓解，但不够好，图中列出了四中过渡结构，其中以d图结构的效果最佳。

如图5-23

注意避免多个应力集中源叠加。如图5-24所示的轴结构中台阶和键槽端部都会引起轴在弯

（五）提高接触强度原则

根据赫兹公式，提高高副接触强度有两条途径：一是减小接触处的分布载荷，一是增大两接触零件在接触部位的综合曲率半径。

如图5-25所示，连杆机构的杆1与销2为线接触，如在销轴处增加零件3，则变线接触为面接触；c图为斜面——推杆机构，零件6把推杆4与斜面5的点接触改为面接触；e图增加了零件10，也将点接触变为了面接触；将零件10改为零件11，则可以在零件9和11之间产生液体动压润滑。这样就减小接触处的分布载荷，降低了接触应力，提高了接触强度，

（六）提高刚度原则

在进行结构设计时，在不增加零件质量的前提下，要尽量提高零件结构的刚度。对于不同类型的零件，应根据其结构特点采用相应的措施。但总的来说要注意以下几点：

1.用受压、拉零件替代受弯曲零件；

2.合理布置受弯曲零件支承（见图5-27）；

3.合理设计受弯曲零件的截面形状；

4.合理采用筋板，尽可能使筋板受压；

5.采用预变形方法。

比如三角形桁架代替受弯曲的悬臂梁，刚度就要好得多。

如图5-28所示，选择不同类型的轴承对系统刚度也有明显的影响，且常与对弯曲强度的影

（七）变形协调原则

一个零件和另一个零件相接触，当在接触处难以同步变形时，零件间的接触区域里应力会急剧上升，这是应力集中的另一种情况。在接触处降低零件在力流方向上的刚度，尽量使两零件在接触区域里同步变形，降低应力集中的影响，此及为变形协调原则。

如图5-29所示，过盈配合联接结构在轮毂端部应力集中严重，可通过降低轴或轮毂相应部

如图5-30

承的失效，其原因即为轴承不能随着轴的变形而变形。因此滑动轴承轴承座的结构设计应该使轴承在轴受载荷作用时能和轴协调变形。

如图5-31a所示，是一起重机行走机构的驱动轴，由于结构及其它条件的制约，轴上齿轮不能安装在轴的中点位置上，这将导致两行走轮因轴变形引起的扭角也不等。这种力矩传递的不同步使得起重机的行走总有自动转弯的趋势。改进的方法是将齿轮两侧的轴的扭转刚度设计相等，如图

（八）等强度原则

一般，机械设计中的强度要求是通过零件中最大工作应力等于或小于材料许用应力来满足，这样材料并为得到充分利用。最理想的设计是应力处处相等，同时达到材料的许用应力值。工程中大量出现的变截面梁就是按照等强度原则来设计的。比如，摇臂钻的横臂AB，汽车用的板簧和阶梯轴等（见图5-32）。

按照等强度原则设计时要注意两点：其一应用等强度原则的前提是要方便制造；其二是要注

（九）其它

设计原则很多，下面介绍一些其它设计原则：

1.空心截面原则

弯曲应力或扭转应力在横截面上都是越远离中心越大，而在中心处却很小，为了充分利用材料，应尽量将材料放在远离截面中心处，使其成为空心结构，从而提高零件的强度和刚度。此即为空心截面原则。

2.受扭截面封闭原则

受扭转作用的薄壁零件的截面应尽量制造成为封闭形状，因为封闭形状比开口形状抗剪切能力强，抗扭刚度大。此即为受扭截面封闭原则。

3.最佳着力点原则

着力点的位置要尽量通过中心点、结点等位置，避免产生附加弯矩，这样有助于提高零件的承载能力。

4.受冲击载荷结构柔性原则

为了提高零件的抗冲击的能力，应减小系统的刚度，加大柔性，这将有助于改善系统的性能。

5.避免长压杆失稳原则

6.热变形自由原则

二、改善制造工艺性的结构设计原则

（一）焊接件结构设计原则

一般来说可以通过三条途径来保证或提高焊接质量：材料、工艺、结构。其中，结构设计上的缺陷能严重地影响焊接零件乃至整个机械设备的质量和功能。

1．避免高应力区原则

焊缝及其影响区的动载强度一般比周围材料的强度要低，还存在内应力，因此应尽量将焊缝设置于应力水平较低的区域。

如图5-33a所示，当焊接两块板厚不同的零件时，因几何尺寸突变，所以在焊接区域里存在严重的应力集中。此时在结构设计时要留有过渡结构，缓解几何尺寸的突变（见图5-33b）。如图5-34a所示压力容器，当焊缝处在曲率突变位置时，尽管壁厚一致，但应力也很大，不可取，采用如图5-34b所示的结构效果就要好些。

2．

复杂结构的焊缝常出现多条焊缝交叉重叠的情况。焊缝交汇处刚性大，结构翘曲严重，从而加大焊缝内应力，而且结构多次过热，材料性能下降，易出现裂纹，这些都会影响焊接结构的性能。

改进方法有三种：加辅助结构（见图5-36a）、切除部分（见图5-36b）、焊缝错开（见图5-36c）

3．

在焊接构件承受弯曲应力时，应将焊缝置于压应力一侧。

4．避免尖角原则

尖角处焊接定位困难，尖角易被熔化，焊接质量不易保证。如图5-37所示，改进后的结构效果要好得多。

5．对称性原则

焊接件设计应具有对称性。焊缝布置与焊接顺序也应对称，这样就可以利用各条焊缝冷却时

6．

5-39）。

（二）铸件结构设计原则

铸件的结构设计对铸件的制造成本，铸件的质量有决定性的影响。铸件的结构设计要充分地考虑铸造材料和工艺的特性。

1.壁厚均匀原则

均匀的壁厚可以提高铸件的质量，减少铸件中断面厚度大的部分的尺寸，避免金属聚集一致

2.

加肋结构是铸件中常见的结构。在设置加强肋时应避免在冷却过程中因收缩不一致而产生的内应力和裂纹。具体措施有：蜂窝状加强肋（见图5-41a）、斜弯加强肋（图见图5-41b）、加强肋错位（见图5-41c）和加强肋切断（见图5-41d）。

如图5-41b所示，为避免铸件冷却时阻碍金属收缩，产生内应力而导致轮辐产生裂纹，

3.

铸件应优先承受压力，因为铸铁的抗压强度比抗拉强度高得多（见图5-42）。

铸件内部肋的安置应考虑几何原理。如图5-43a所示加强肋按矩形分布，对铸件强度和刚度有一些的影响，因矩形是不稳定的形状。若按三角形安置，形状稳定，造型较好，结构比较合理（见图5-43b）。

铸件在必要时应局部加强（见图5-44）。

4.

复杂模具制造困难、成本高、难以保证质量。一般要求结构形状简单（见图5-45a），避免隐蔽、分离部分（见图5-45b），圆角尺寸统一（见图5-45c），优先采用对称形状，

如图

消。

如图5-47所示的面积较大的薄壁零件，不应设计成水平的平面结构。水平平面浇铸时容易造成冷隔或形成气孔。如改为有斜坡的平面，则有利于排出液态金属中的杂质和由于铁液漫

5.

有关铸件结构设计的其它要求举例说明如下：起模方便（见图5-48a），流动畅通（见图

（三）切削件结构设计原则

减少加工成本，提高机加工质量是切削件结构设计的基本要求，切削件的结构设计要充分考虑机加工工艺的特性。

1.便于退刀原则

方便退刀可以节省加工时间，从而达到降低加工成本的目的。退刀槽和越程槽是两种最常见

2.

减少加工量可以提高生产效率，还可以节省材料。常用的方法有：选择合适的毛坯、采用组

3.

机械零件在机加工时必须夹持在机床上，因此机械零件上必须有便于夹持的部位。此外夹持零件必须有足够大的支持力，以保证在切削力的作用下，零件不会晃动，这样才能保证加工质量（见图

4.

在加工机械零件的不同表面时，应避免多次装夹。希望能在一次固定中加工尽可能多的零件表面。这样，不但可以节约加工时间，而且可以提高加工精度。比如一根轴上的键槽应该布置在同一条直线上。

如图5-52所示为一轴承座，a图所示的结构两孔因中间隔有凸台，而不能一次加工出来。在b

5.

在斜面上钻孔不但位置不准，而且易损伤刀具，应尽量避免，可采用改变孔的位置或改

6.贯通孔优先原则

贯通孔通常比盲孔易加工，易提高加工质量。

如图5-54a所示的结构，加工时，刀具只能是悬臂式支承，此时刀具会产生较大的变形，从而使孔的加工精度下降。在两孔间距较大时，甚至会出现废品。b图所示的结构是刀臂两端支承成为可能。

7.其它

有关切削件结构设计的其它要求举例说明如下：便于切削（见图5-55a）、孔周边条件相近（见图5-55b

（四）锻件结构设计原则

锻件是指靠挤压成型的零件。锻造可以改善材料性能，材质分布更趋均匀，使得锻件有较好的抗动载荷的能力。一般锻件结构设计要遵循以下原则。

1.分界面合理原则

锻模的分界面的选定要便于在锻造过程中材料的流动，而且还要便于模具的制造。

如图5-56所示，b图的结构比a图的结构有利于材料的流动。

如图5-57所示，a图所示的模膛结构加工较困难必须用铣和磨的方法才能加工出来，而b

2.

3.

对称结构方便制造，非对称结构应尽量避免（见图5-59a）；锻件内外台阶大小应向一个方向变化，尽量避免多个台阶（见图5-59b）；尽量避免使用肋板（见图5-59c）。

4.

待加工表面应凸出于其它锻造表面（见图5-60a）；应留有夹紧支撑点，以便于切削加工（见图5-60b）。

（五）薄板件结构设计原则

薄板指板厚相对其长宽小得多的钢板。充分考虑薄板的加工工艺的要求和特点，一般薄板件结构设计要遵循以下原则。

1.简单形状原则

切割面几何形状简单，则切割下料方便，切割的线路短，切割量小。如图5-61所示，直线比曲线简单。

2.节省材料原则

在薄板零件的结构设计中要尽量减少下脚料，这样可以减少制造成本。如图5-62所示，b

3.避免过窄结构原则

如图5-63所示，两孔之间的距离太小，加工时可能会产生裂纹。细长的板条刚度低，在裁

4.

薄板在切削加工后，进行弯曲成型加工，弯曲棱边应垂直与切割面或者交汇处设计一个圆角，

结构设计的四项原则

结构设计的“四项基本原则” 刚柔相济，多道防线，抓大放小，打通关节 1、刚柔相济 合理的建筑结构体系应该是刚柔相济的。结构太刚则变形能力差，强大的破坏力瞬间袭来时，需要承受的力很大，容易造成局部受损最后全部毁坏；而太柔的结构虽然可以很好的消减外力，但容易造成变形过大而无法使用甚至全体倾覆。结构是刚多一点好，还是柔多一点好？刚到什么程度或柔到什么程度才算合适呢？这些问题历来都是专家们争论的焦点，现今的规范给出的也只是一些控制的指标，但无法提供“放之四海皆准”的精确答案。最后，专家们达成难以准确言传的共识：刚柔相济乃是设计者的追求。道也许都是相通的。 想想看，人应该是刚多一点好还是柔多一点好呢？思考的哲人们对此各抒已见，力求给出处世的灵丹妙方。总的来讲，做人太刚和太柔都不受推崇。过份刚强者，应变能力差，难以找到共同受力的合作者，便要我行我素，要鹤立鸡群，即使面对任何突然袭来的恶势力，亦敢于硬顶硬撞而不留变通的余地，这种时候必须有足够的刚度才能立于不败，否则一旦后继乏力，油尽灯枯就会发生脆性破坏，导致伤痕累累、体无完肤的灭顶之灾。在盛赞这种刚

气之余，却鲜有人能够或者愿意完全去做到，英雄的眼泪大抵只有英雄自己能体味。人们唯有感叹道：精神可嘉，方法难取！ 世人处世多以“柔”为本，退一步海阔天空，和为贵。柔者易于找到共同受力的构件以协同消化和抵抗外力。但过柔亦为人所不耻。因为“柔”必然产生变形以适应外力，太柔的结果必然是太大的变形，甚至会导致立足不稳而失去根本。处世极为圆滑者，八面玲珑，见风使舵，整日上窜下跳，左右逢源，活得游刃有余，这种柔得无形，表面上着实不容易受到伤害，骨子里却难免有“似我非我”的疑问，弄不好会个性丧失、面目全非，可能还免不了要背上奴颜婢膝的骂名。 所以古人在长期的实践后发现了中庸之道最适合生存。用现代的话来讲大意是做人最好既有原则性又有灵活性，也就是刚柔相济。刚是立足之本，必要刚度不能少，如此方能控制变形在可以忍受的范围内，才不会失掉本质的东西；柔为护身之法，血肉之躯刚度毕竟有限，要学会以柔克刚，不断提高消化转换外力的能力，有时候，牺牲一点变形来抵抗突然到来的摧毁力是必要的，也是值得的，但应以不失去自我为度。 只可惜“道可道，道难行”。不是想刚就能刚，想柔便得柔的，刚柔相济只是理想中的“模糊结构”，每个人的组成材料千差万别，生存的地基也不尽相同，所受的外力更难统一定性。如此的差异下，企望哲人们找到统一的、万无一失的处世良方实在勉为其难。不过，每个人如果都能给自己多一点时间，去思考一下适合于自身的结构体系，想必这世界会有另一番光景。

机械工程师知识架构

机械工程师知识架构 —2018.12.15 第一大类是所有工程师的基础； 第二大类是设计工程师、工艺工程师、热处理工程师需要掌握的； 第三大类是设计工程师需要掌握的； 第四大类是工艺工程师需要掌握的，设计工程师需要了解的； 第五大类是设计工程师领导人需要掌握的，设计工程师需要了解的； 第六大类是质量工程师需要掌握的，设计工程师需要了解计量与检测； 第七大类是数控工程师需要掌握的，计算机绘图所有工程师需要掌握的； 第八大类是物流工程师、设备工程师、工厂布局工程师需要掌握的 一、工程制图与公差配合 1．工程制图的一般规定 （1）图框 （2）图线 （3）比例 （4）标题栏、明细表 （5）视图表示方法 （6）图面的布置 （7）剖面符号与画法 2．零部件图样的规定画法 （1）机械系统零、部件图样的规定画法（螺纹及螺纹紧固件的画法齿轮、齿条、蜗杆、蜗轮及链轮的画法花键的画法及其尺寸标注弹簧的画法） （2）机械、液压、气动系统图的示意画法（机械零、部件的简化画法和符号管路、接口和接头简化画法及符号常用液压元件简化画法及符号） 3．原理图 （1）机械系统原理图的画法 （2）液压系统原理图的画法 （3）气动系统原理图的画法

4．示意图 5．尺寸、公差、配合与形位公差标注 （1）尺寸标注 （2）公差与配合标注（基本概念公差与配合的标注方法） （3）形位公差标注 6．表面质量描述和标注 （1）表面粗糙度的评定参数 （2）表面质量的标注符号及代号 （3）表面质量标注的说明 7．尺寸链 二、工程材料 1．金属材料 （1）材料特性（力学性能物理性能化学性能工艺性能） （2）晶体结构（晶体的特性金属的晶体结构金属的结晶金属在固态下的转变合金的结构） （3）铁碳合金相图（典型的铁碳合金的结晶过程分析碳对铁碳合金平衡组织和性能的影响铁碳合金相图的应用） （4）试验方法（拉力试验冲击试验硬度试验化学分析金相分析无损探伤） （5）材料选择（使用性能工艺性能经济性） 2．其他工程材料 （1）工程塑料（常用热塑性工程塑料常用热固性工程塑料常用塑料成型方法工程塑料的应用） （2）特种陶瓷（氧化铝陶瓷氮化硅陶瓷碳化硅陶瓷氮化硼陶瓷金属陶瓷） （3）光纤（种类应用） （4）纳米材料（种类应用） 3．热处理 （1）热处理工艺（钢的热处理铸铁热处理有色金属热处理） （2）热处理设备（燃料炉电阻炉真空炉感应加热电源）

设计组织架构需要遵循基本原则

设计组织架构需要遵循 基本原则 Company Document number：WUUT-WUUY-WBBGB-BWYTT-1982GT

设计组织架构需要遵循基本原则西方管理学家总结的基本原则： 在长期的企业组织变革实践活动中，西方管理学家曾提出过一些组织设计基本原则，如管理学家厄威克曾比较系统地归纳了古典管理学派泰罗、法约尔、马克斯·韦伯等人的观点，提出了8条指导原则：目标原则、相符原则、职责原则、组织阶层原则、管理幅度原则、专业化原则、协调原则和明确性原则。 美国管理学家孔茨等人，在继承古典管理学派的基础上，提出了健全组织工作的l5条基本原则：目标一致原则、效率原则、管理幅度原则、分级原则、授权原则、职责的绝对性原则、职权和职责对等原则、统一指挥原则、职权等级原则、分工原则、职能明确性原则、检查职务与业务部门分设原则、平衡原则、灵活性原则和便于领导原则。 国内管理专家总结的基本原则： ①战略匹配原则 一方面，战略决定组织结构，有什么样的战略就有什么样的组织结构；另一方面，组织结构又支持战略实施，组织结构是实施战略的一项重要工具，一个好的企业战略要通过与企业相适应的组织结构去完成方能起作用。实践证明，一个不适宜的组织结构必将对企业战略产生巨大的损害作用，它会使良好的战略设计变得无济于事。因此，企业组织结构是随着战略而定的，它必须根据战略目标的变化而及时调整。通常情况下企业根据近期和中长期发展战略需要制订近期和中远期组织结构。

②顾客满意原则 顾客是企业赖以生存和发展的载体，企业设计的组织架构和业务流程必须是以提高产品和服务，满足顾客需求为中心的。要确保设计的组织架构和流程能够以最快捷的速度提供客户满意的产品的服务，组织中各部门的工作要优质、高效达到始于顾客需求，终于顾客满意的效果。 ③精简且全面原则 精简原则是为了避免组织在人力资源方面的过量投入，降低组织内部的信息传递、沟通协调成本和控制成本，提高组织应对外界环境变化的灵活性；对于非核心职能，可能的话应比较自建与外包的成本，选择成本最低的方案。全面原则则是体现麻雀虽小，五脏俱全的思想，即组织功能应当齐全，部门职责要明确、具体，这样即使出现一人顶多岗的情况，也能使员工明确认知自身的岗位职责。 ④分工协作原则 如果组织中的每一个人的工作最多只涉及到单个的独立职能，或者在可能的范围内由各部门人员担任单一或专业化分工的业务活动，就可提高工作效率，降低培训成本。分工协作原则不仅强调为了有效实现组织目标而使组织的各部门、各层次、各岗位有明确的分工。还强调分工之后的协调。因此在组织机构设计时，必须强调职能部门之间、分子公司之间的协调与配合，业务上存在互补性或上下游关系时，更需要保持高度的协调与配合，以实现公司的整体目标。 ⑤稳定与灵活结合原则

机械结构设计的方法和基本要求

机械结构设计的方法和基本要求 摘要：随着现代机械制造业的快速发展，对机械产品质量也提出更高的要求。 从现行大多机械设备设计情况看，更注重以自动化、轻量化、精密型以及高效型 等为设计方向。但也有部分设备运行中在噪声、振动问题上较为严重，不仅影响 设备综合性能的发挥，也容易对操作人员带来一定的伤害。通过实践研究发现， 将动态设计方法引入其中，对提升机械结构设计水平可起到明显作用。 关键词：机械结构设计；方法；要求 引言 机械结构设计是在总体设计的基础上，根据所确定的原理方案，确定并绘出 具体的结构图，以体现所要求的功能。是将抽象的工作原理具体化为某类构件或 零部件，具体内容为在确定结构件的材料、形状、尺寸、公差、热处理方式和表 面状况的同时，还须考虑其加工工艺、强度、刚度、精度以及与其它零件相互之 间关系等问题。 1机械零件结构工艺性分析的重要性 日常生产中，在对机器零件进行设计时，要求其结构不仅具体满足使用条件，而且要求结构的工艺性能良好，即具有很强的可行性和经济性。只有满足机械结 构设计的工艺性，才能保障生产地顺利进行，还具有零件装载完整、成本消耗少 等优点，能在市场竞争中处于优势地位。因此机器零件的结构工艺性设计是进行 机械设计的关键，其涉及面广、综合性强，值得深入研究。 此外，重视对机械零件的结构工艺性进行分析，可以促进机械加工工艺过程 合理化，减少工作量，提高工作效率。具体来讲，应该做好以下几方面工作：1）认真分析机械零件的结构对机械零件（尤其是复杂零件）的结构进行分析时，首 先要通过对图纸的详细分析，弄清各零件在产品中的装配关系和作用，再对该零 件指数（包括形状、尺寸等）和性质（如粗糙度等）进行详细分析；2）认真分 析零件加工工艺性在对机械零件的结构进行了详细、认真分析的基础上，搞清楚 各形状和尺寸的设计基准，分析个表面工艺性，检查各加工面设计基准与定位基 准是否重合，避免基准链换算而增加计算工作量。 2.机械结构设计常见问题分析 2.1机械结构在温度变化较大时，会产生较大的尺寸变化 较长零部件或者机械结构在温度变化较大时，会产生较大的尺寸变化，在设 计时应考虑温度变化产生的自由伸缩空间，如可以采用能够自由移动的支座、自 由胀缩的管道结构等。 2.2滑动轴承采用接触式密封结构 由于滑动轴承比滚动轴承的间隙大，而且滑动轴承发生一些磨损后，轴心产 生相应的移动，因此滑动轴承宜采用接触式密封结构。 2.3同一轴上布置两个键时，根据不同的键类型，选择不同的结构方式 半圆键是靠侧面传力的，由于键槽较深，若在同一个横剖面内采用对称布置 两个半圆键，将严重削弱轴的强度，最好将两个半圆键设计在同一轴向母线上， 平键两侧是工作面，上表面与轮毂键槽底面间有间隙，工作时靠轴槽、键及毂槽 的侧面受挤压来传递转矩，不能实现轴上零件的轴向固定，靠上下面压紧产生承 受载荷，连接处的偏压也承受载荷。 2.4对于带传动、链传动错误的结构设计 带传动结构设计时，由于紧边下垂较小，而松边下垂较大，应使紧边在下，

组织结构设计的基本原则

组织结构设计，指对企业的组织等级、运营结构及管理模式等进行再造的过程，EMBA、MBA等常见经营管理教育均组织结构设计方法有所探究。 一、定义 组织结构设计，是通过对组织资源（如人力资源）的整合和优化，确立企业某一阶段的最合理的管控模式，实现组织资源价值最大化和组织绩效最大化。狭义地、通俗地说，也就是在人员有限的状况下通过组织结构设计提高组织的执行力和战斗力。 企业的组织结构设计是这样的一项工作：在企业的组织中，对构成企业组织的各要素进行排列、组合，明确管理层次，分清各部门、各岗位之间的职责和相互协作关系，并使其在企业的战略目标过程中，获得最佳的工作业绩。 从最新的观念来看，企业的组织结构设计实质上是一个组织变革的过程，它是把企业的任务、流程、权力和责任重新进行有效组合和协调的一种活动。根据时代和市场的变化，进行组织结构设计或组织结构变革（再设计）的结果是大幅度地提高企业的运行效率和经济效益。 二、目的

创建柔性灵活的组织，动态地反映外在环境变化的要求，并在组织成长过程中，有效地积聚新的组织资源，同时协调好组织中部门与部门之间的关系，人员与任务间的关系，使员工明确自己在组织中应有的权力和应承担的责任，有效地保证组织活动的开展。 三、主要内容 1、职能设计 职能设计是指企业的经营职能和管理职能的设计。企业作为一个经营单位，要根据其战略任务设计经营、管理职能。如果企业的有些职能不合理，那就需要进行调整，对其弱化或取消。 2、框架设计 框架设计是企业组织设计的主要部分，运用较多。其内容简单来说就是纵向的分层次、横向的分部门。 3、协调设计

协调设计是指协调方式的设计。框架设计主要研究分工，有分工就必须要有协作。协调方式的设计就是研究分工的各个层次、各个部门之间如何进行合理的协调、联系、配合，以保证其高效率的配合，发挥管理系统的整体效应。 4、规范设计 规范设计就是管理规范的设计。管理规范就是企业的规章制度，它是管理的规范和准则。结构本身设计最后要落实并体现为规章制度。管理规范保证了各个层次、部门和岗位，按照统一的要求和标准进行配合和行动。 5、人员设计 人员设计就是管理人员的设计。企业结构本身设计和规范设计，都要以管理者为依托，并由管理者来执行。因此，按照组织设计的要求，必须进行人员设计，配备相应数量和质量的人员。 6、激励设计 激励设计就是设计激励制度，对管理人员进行激励，其中包括正激励和负激励。正激励包括工资、福利等，负激励包括各种约束机制，也就是所谓的奖惩制度。激励制度既有利于调动管理人员的积极性，也有利于防止一些不正当和不规范的行为。

最新整理机械结构设计基础知识复习过程

机械结构设计基础知识 1前言 1.1机械结构设计的任务 机械结构设计的任务是在总体设计的基础上，根据所确定的原理方案，确定并绘出具体的结构图，以体现所要求的功能。是将抽象的工作原理具体化为某类构件或零部件，具体内容为在确定结构件的材料、形状、尺寸、公差、热处理方式和表面状况的同时，还须考虑其加工工艺、强度、刚度、精度以及与其它零件相互之间关系等问题。所以，结构设计的直接产物虽是技术图纸，但结构设计工作不是简单的机械制图，图纸只是表达设计方案的语言，综合技术的具体化是结构设计的基本内容。 1.2机械结构设计特点 机械结构设计的主要特点有：（1）它是集思考、绘图、计算（有时进行必要的实验）于一体的设计过程，是机械设计中涉及的问题最多、最具体、工作量最大的工作阶段，在整个机械设计过程中，平均约80%的时间用于结构设计，对机械设计的成败起着举足轻重的作用。（2）机械结构设计问题的多解性，即满足同一设计要求的机械结构并不是唯一的。（3）机械结构设计阶段是一个很活跃的设计环节，常常需反复交叉的进行。为此，在进行机械结构设计时，必须了解从机器的整体出发对机械结构的基本要求 2机械结构件的结构要素和设计方法 2.1结构件的几何要素 机械结构的功能主要是靠机械零部件的几何形状及各个零部件之间的相对位置关系实现的。零部件的几何形状由它的表面所构成，一个零件通常有多个表面，在这些表面中有的与其它零部件表面直接接触，把这一部分表面称为功能表面。在功能表面之间的联结部分称为联接表面。 零件的功能表面是决定机械功能的重要因素，功能表面的设计是零部件结构设计的核心问题。描述功能表面的主要几何参数有表面的几何形状、尺寸大小、表面数量、位置、顺序等。通过对功能表面的变异设计，可以得到为实现同一技术功能的多种结构方案。 2.2结构件之间的联接 在机器或机械中，任何零件都不是孤立存在的。因此在结构设计中除了研究零件本身的功能和其它特征外，还必须研究零件之间的相互关系。 零件的相关分为直接相关和间接相关两类。凡两零件有直接装配关系的，成为直接相关。没有直接装配关系的相关成为间接相关。间接相关又分为位置相关和运动相关两类。位置相关是指两零件在相互位置上有要求，如减速器中两相邻的传动轴，其中心距必须保证一定的精度，两轴线必须平行，以保证齿轮的正常啮合。运动相关是指一零件的运动轨迹与另一零件有关，如车床刀架的运动轨迹必须平行于于主轴的中心线，这是靠床身导轨和主轴轴线相平行来保证的，所以，主轴与导轨之间位置相关；而刀架与主轴之间为运动相关。 多数零件都有两个或更多的直接相关零件，故每个零件大都具有两个或多个部位在结构上与其它零件有关。在进行结构设计时，两零件直接相关部位必须同时考虑，以便合理地选择材料的热处理方式、形状、尺寸、精度及表面质量等。同时还必须考虑满足间接相关条件，如进行尺寸链和精度计算等。一般来说，若某零件直接相关零件愈多，其结构就愈复杂；零件的间接相关零件愈多，其精度要求愈高。例如，轴毂联接见图1。 2.3结构设计据结构件的材料及热处理不同应注意的问题 机械设计中可以选择的材料众多，不同的材料具有不同的性质，不同的材料对应不同的加工工艺，结构设计中既要根据功能要求合理地选择适当的材料，又要根据材料的种类确定适当的加工工艺，并根据加工工艺的要求确定适当的结构，只有通过适当的结构设计才能使所选择的材料最充分的发挥优势。 设计者要做到正确地选择材料就必须充分地了解所选材料的力学性能、加工性能、使用成本等信息。结构设计中应根据所选材料的特性及其所对应的加工工艺而遵循不同的设计原则。

机械结构设计准则汇总

机械结构设计准则汇总 第一部分、塑料件 1、概述： 注塑件设计的一般原则: z 充分考虑塑料件的成型工艺性，如流动性； z 塑料件的形状在保证使用要求的前提下，应有利于充模，排气，补缩， 同时能适应高效冷却硬化； z 塑料设计应考虑成型模具的总体结构，特别是抽芯与脱出制品的复杂程 度，同时应充分考虑到模具零件的形状及制造工艺，以便使制品具有较 好的经济性： z 塑料件设计主要内容是零件的形状、尺寸、壁厚、孔、圆角、加强筋、 螺纹、嵌件、表面粗糙度的设计。 1.1、常用塑料介绍 常用的塑料主要有 ABS、AS、PC、PMMA、PS、HIPS、PP、POM 等，其 中常用的透明塑料有 PC、PMMA、PS、AS。高档电子产品的外壳通常采用 ABS+PC；显示屏采用 PC，如采用 PMMA 则需进行表面硬化处理。日常生活中 使用的中底挡电子产品大多使用 HIPS 和 ABS 做外壳，HIPS 因其有较好的抗老 化性能，逐步有取代 ABS 的趋势。 1.2、常见表面处理介绍 表面处理有电镀、喷涂、丝印、移印。ABS、HIPS、PC 料都有较好的表面处 理效果。而 PP 料的表面处理性能较差，通常要做预处理工艺。近几年发展起来 的模内转印技术（IMD）、注塑成型表面装饰技术（IML）、魔术镜（HALF MIRROR）制造技术。 IMD 与 IML 的区别及优势： 1、 IMD 膜片的基材多数为剥离性强的 PET，而 IML 的膜片多数为 PC。 2、 IMD 注塑时只是膜片上的油墨跟树脂接合，而 IML 是整个膜片履在树 脂上。 9 3、 IMD 是通过送膜机器自动输送定位，IML 是通过人工操作手工挂。 1.3、外形设计 对于塑料件，如外形设计错误，很可能造成模具报废，所以要特别小心。外 形设计要求产品外观美观、流畅，曲面过渡圆滑、自然，符合人体工程。 现实生活中使用的大多数电子产品，外壳主要都是由上、下壳组成，理论上 上下壳的外形可以重合，但实际上由于模具的制造精度、注塑参数等因素影响， 造成上、下外形尺寸大小不一致，即面刮（面壳大于底壳）或底刮（底壳大于面壳）。可接受面刮<0.15mm，可接受底刮<0.1mm。所以在无法保证零段差时，尽 量使产品：面壳>底壳。 一般来说，上壳因有较多的按键孔，成型缩水较大，所以缩水率选择较大， 一般选 0.5%。 底壳成型缩水较小，所以缩水率选择较小，一般选 0.4%。

塑料件结构设计基本原则

塑料件结构设计基本原则

可怜的机械狗之塑料件结构设计基本原则（一） 一，产品结构设计前言 正式进入话题之前，咱先抱怨两句，机械工程的待遇可真不咋地，奉劝想要进入机械行业的童鞋们三思后行。待遇低，工作环境差就算了，可美女咋也凤毛麟角呢！都说机械好就业，工作稳定，可那初始工资真是没得说，就说自己刚毕业时，每月2000块，去厂房里做装配工，铁块在手里滚来滚去，整天脏兮兮的，还累的跟狗一样。可相比较其他呢，那些学计算机的，学财务，学管理的，那待遇真是没法比，想我当时就是因为看这个专业名字好听，就跳坑里了。虽然这个说，可梦想仍在，咱还是要向着那里走着，一点一点地走。 进入正题，在玩具，消费类电子产品，大小家电，汽车等相关行业中，都离不开产品的结构设计，各种有形的产品，配件等都必须先确定其外形，所以是产品结构设计是产品研发阶段的核心之一。就拿消费类电子产品来说，结构，硬件，软件是产品研发的三个主要工作团体，而硬件与结构又是结合最紧密的。 一般公司要研发一款产品，首先是市场部签

发开发指令，经过部门评审后，研发部开始进行结构外观建模，然后再进行建模评审，评审通过后，才开始内部的结构设计，然后才是做手板，开模，试模，试产，量产等。而其中的内部结构设计就是产品结构设计师最主要的工作内容。在我国，工业外观设计跟结构设计是分开的，就是说决定产品初步外观的并不是机构工程师，而是工业设计师，他们会依照市场调差和基本的性能需要去绘制产品的外观，这个当然需要一定绘画艺术和审美能力。可怜大多说人都怀疑作为理工科的结构工程师欠缺这些细胞，可事实好像也是这样。最近接手国外的一个充电器产品，是他们已经做好了3D图，要我们来开模生产，可是拿到手后根本开不了膜，不符合开模要求，当然做个样品可以用3D打印做出来，可想要大批量的还是要靠传统模具。这体现了结构工程师的作用了，尽可能保证产品用料，外观，性能，工艺，装配的最佳化，就是在各个环节省钱省时省力，想想就够累的啊！ 二，塑料件料厚 我们接触的很多产品是塑料件，其大部分塑料件都是通过塑胶模具注塑成型，而料厚是塑料

《机械设计基础》答案.. ()()

《机械设计基础》作业答案 第一章 平面机构的自由度和速度分析 1－1 1－2 1－3 1－4 1－5 自由度为： 或： 1－6 自由度为 或： 1－10 自由度为： 或： 1－11 1－13：求出题1-13图导杆机构的全部瞬心和构件1、3的角速度比。 1－14：求出题1-14图正切机构的全部瞬心。设s rad /101=ω，求构件3的速度3v 。 1－15：题1-15图所示为摩擦行星传动机构，设行星轮2与构件1、4保持纯滚动接触，试用瞬心法求轮1与轮2的角速度比21/ωω。 构件1、2的瞬心为P 12 P 24、P 14分别为构件2与构件1相对于机架的绝对瞬心

1－16：题1-16图所示曲柄滑块机构，已知：s mm l AB /100=，s mm l BC /250=， s rad /101=ω，求机构全部瞬心、滑块速度3v 和连杆角速度2ω。 在三角形ABC 中， BCA AB BC ∠= sin 45sin 0 ，52sin = ∠BCA ，5 23cos =∠BCA ， 0 45 sin sin BC ABC AC =∠，mm AC 7.310≈ 1－17：题1-17图所示平底摆动从动件凸轮1为半径20=r 的圆盘，圆盘中心C 与凸轮回转中心的距离mm l AC 15=，mm l AB 90=，s rad /101=ω，求00=θ和0180=θ时，从动件角速度2ω的数值和方向。 00=θ时 方向如图中所示 当0180=θ时 方向如图中所示

第二章 平面连杆机构 2-1 试根据题2-1图所注明的尺寸判断下列铰链四杆机构是曲柄摇杆机构、双曲柄机构还是双摇杆机构。 （1）双曲柄机构 （2）曲柄摇杆机构 （3）双摇杆机构 （4）双摇杆机构 2-3 画出题2-3图所示各机构的传动角和压力角。图中标注箭头的构件为原动件。 2-4 已知某曲柄摇杆机构的曲柄匀速转动，极位夹角θ为300，摇杆工作行程需时7s 。试问：（1）摇杆空回程需时几秒？（2）曲柄每分钟转数是多少？ 解：（1）根据题已知条件可得： 工作行程曲柄的转角01210=? 则空回程曲柄的转角02150=? 摇杆工作行程用时7s ，则可得到空回程需时： （2）由前计算可知，曲柄每转一周需时12s ，则曲柄每分钟的转数为 2-5 设计一脚踏轧棉机的曲柄摇杆机构，如题2-5图所示，要求踏板CD 在水平位置上下各摆100，且mm l mm l AD CD 1000,500==。（1）试用图解法求曲柄AB 和连杆BC 的长度；（2）用式（2-6）和式（2-6）＇计算此机构的最小传动角。 解： 以踏板为主动件，所以最小传动角为0度。 2-6 设计一曲柄摇杆机构。已知摇杆长度mm l 1003=，摆角030=ψ，摇杆的行程速比变化系数2.1=K 。（1）用图解法确定其余三杆的尺寸；（2）用式（2-6）和式（2-6）＇

结构设计的基本原则

结构设计的“四项基本原则” (2007-03-30 15:07:49) 转载 标签： 结构设计 刚柔相济，多道防线，抓大放小，打通关节 1、刚柔相济 合理的建筑结构体系应该是刚柔相济的。结构太刚则变形能力差，强大的破坏力瞬间袭来时，需要承受的力很大，容易造成局部受损最后全部毁坏；而太柔的结构虽然可以很好的消减外力，但容易造成变形过大而无法使用甚至全体倾覆。结构是刚多一点好，还是柔多一点好？刚到什么程度或柔到什么程度才算合适呢？这些问题历来都是专家们争论的焦点，现今的规范给出的也只是一些控制的指标，但无法提供“放之四海皆准”的精确答案。最后，专家们达成难以准确言传的共识：刚柔相济乃是设计者的追求。道也许都是相通的。 想想看，人应该是刚多一点好还是柔多一点好呢？思考的哲人们对此各抒已见，力求给出处世的灵丹妙方。总的来讲，做人太刚和太柔都不受推崇。过份刚强者，应变能力差，难以找到共同受力的合作者，便要我行我素，要鹤立鸡群，即使面对任何突然袭来的恶势力，亦敢于硬顶硬撞而不留变通的余地，这种时候必须有足够的刚度才能立于不败，否则一旦后继乏力，油尽灯枯就会发生脆性破坏，导致伤痕累累、体无完肤的灭顶之灾。在盛赞这种刚气之余，却鲜有人能够或者愿意完全去做到，英雄的眼泪大抵只有英雄自己能体味。人们唯有感叹道：精神可嘉，方法难取！世人处世多以“柔”为本，退一步海阔天空，和为贵。柔者易于找到共同受力的构件以协同消化和抵抗外力。但过柔亦为人所不耻。因为“柔”必然产生变形以适应外力，太柔的结果必然是太大的变形，甚至会导致立足不稳而失去根本。处世极为圆滑者，八面玲珑，见风使舵，整日上窜下跳，左右逢源，活得游刃有余，这种柔得无形，表面上着实不容易受到伤害，骨子里却难免有“似我非我”的疑问，弄不好会个性丧失、面目全非，可能还免不了要背上奴颜婢膝的骂名。 所以古人在长期的实践后发现了中庸之道最适合生存。用现代的话来讲大意是做人最好既有原则性又有灵活性，也就是刚柔相济。刚是立足之本，必要刚度不能少，如此方能控制变形在可以忍受的范围内，才不会失掉本质的东西；柔为护身之法，血肉之躯刚度毕竟有限，要学会以柔克刚，不断提高消化转换外力的能力，有时候，牺牲一点变形来抵抗突然到来的摧毁力是必要的，也是值得的，但应以不失去自我为度。只可惜“道可道，道难行”。不是想刚就能刚，想柔便得柔的，刚柔相济只是理想中的“模糊结构”，每个人的组成材料千差万别，生存的地基也不尽相同，所受的外力更难统一定性。如此的差异下，企望哲人们找到统一的、万无一失的处世良方实在勉为其难。不过，每个人如果都能给自己多一点时间，去思考一下适合于自身的结构体系，想必这世界会有另一番光景。 2、多道防线 安全的结构体系是层层设防的，灾难来临，所有抵抗外力的结构都在通力合作，前仆后继。这时候，如果把“生存”的希望全部寄托在某个单一的构件上，是非常非常危险的。多肢墙比单片墙好，框架剪力墙比纯框架好等等，就是体现了多道防线的设计思路。也许我们会自信计算的正确性，但更要牢记绝对安全的防备构件是不存在的，还是应该多多考虑：当第一道防线跨了，

机械结构设计基本原则

机械结构设计基本原则 目录 一、改善力学性能的结构设计原则... (一）载荷分担原则.．. (二）均匀受载原则（载荷均布）... （三)附加力自平衡原则（载荷平衡)... （四)减小应力集中．.． （五）提高接触强度原则．．. (六）提高刚度原则... (七）变形协调原则... （八）等强度原则... (九）其它．.. 二、改善制造工艺性的结构设计原则．．. （一）焊接件结构设计原则..． （二)铸件结构设计原则.．. (三）切削件结构设计原则... (四)锻件结构设计原则... (五)薄板件结构设计原则... (六）其它... 三、提高装配质量的结构设计原则... （一）便于运送原则... （二)便于方位识别原则．.. (三)方便抓取原则.．. （四)方便定位原则.．. (五）简化装配操作原则...

（六)可装配原则..． (七)各装配面依次装配原则．．. (八）简单联接件原则... (九）便于拆卸原则．.. 四、提高精度的结构设计原则... (一)阿贝（Abbe）原则..． (二）误差校正与补偿.．． (三)误差均化．.． (四)误差配置．.. (五)位置精确微调... 五、宜人化结构设计原则... （一）减小操作者疲劳的结构.．. (二）易于发力的结构..． （三）减少操作者观察错误的结构．．． (四）减少操作者操作错误的结构... （五)考虑人体的振动特性的结构及减少操作环境噪声的结构0. （六)减弱工作环境光线照度的结构.．. (七)保证合适工作环境温度的结构... 六、其它机械结构设计要求简介... （一）减轻腐蚀的结构... （二）符合材料热胀冷缩性质的结构.．. 讨论题...

机械结构设计的原则和特点

5.1.1机械结构设计的任务 机械结构设计的任务是在总体设计的基础上，根据所确定的原理方案，确定并绘出具体的结构图，以体现所要求的功能。是将抽象的工作原理具体化为某类构件或零部件，具体内容为在确定结构件的材料、形状、尺寸、公差、热处理方式和表面状况的同时，还须考虑其加工工艺、强度、刚度、精度以及与其它零件相互之间关系等问题。所以，结构设计的直接产物虽是技术图纸，但结构设计工作不是简单的机械制图，图纸只是表达设计方案的语言，综合技术的具体化是结构设计的基本内容。 5.1.2机械结构设计特点 机械结构设计的主要特点有：（1）它是集思考、绘图、计算（有时进行必要的实验）于一体的设计过程，是机械设计中涉及的问题最多、最具体、工作量最大的工作阶段，在整个机械设计过程中，平均约80%的时间用于结构设计，对机械设计的成败起着举足轻重的作用。（2）机械结构设计问题的多解性，即满足同一设计要求的机械结构并不是唯一的。（3）机械结构设计阶段是一个很活跃的设计环节，常常需反复交叉的进行。为此，在进行机械结构设计时，必须了解从机器的整体出发对机械结构的基本要求 5.2机械结构件的结构要素和设计方法 5.2.1结构件的几何要素 机械结构的功能主要是靠机械零部件的几何形状及各个零部件之间的相对位置关系实现的。零部件的几何形状由它的表面所构成，

一个零件通常有多个表面，在这些表面中有的与其它零部件表面直接接触，把这一部分表面称为功能表面。在功能表面之间的联结部分称为联接表面。 零件的功能表面是决定机械功能的重要因素，功能表面的设计是零部件结构设计的核心问题。描述功能表面的主要几何参数有表面的几何形状、尺寸大小、表面数量、位置、顺序等。通过对功能表面的变异设计，可以得到为实现同一技术功能的多种结构方案。 5.2.2结构件之间的联接 在机器或机械中，任何零件都不是孤立存在的。因此在结构设计中除了研究零件本身的功能和其它特征外，还必须研究零件之间的相互关系。 零件的相关分为直接相关和间接相关两类。凡两零件有直接装配关系的，成为直接相关。没有直接装配关系的相关成为间接相关。间接相关又分为位置相关和运动相关两类。位置相关是指两零件在相互位置上有要求，如减速器中两相邻的传动轴，其中心距必须保证一定的精度，两轴线必须平行，以保证齿轮的正常啮合。运动相关是指一零件的运动轨迹与另一零件有关，如车床刀架的运动轨迹必须平行于于主轴的中心线，这是靠床身导轨和主轴轴线相平行来保证的，所以，主轴与导轨之间位置相关；而刀架与主轴之间为运动相关。 多数零件都有两个或更多的直接相关零件，故每个零件大都具有两个或多个部位在结构上与其它零件有关。在进行结构设计时，两零件直接相关部位必须同时考虑，以便合理地选择材料的热处理方式、

结构设计的原则

结构设计的原则 1强柱弱梁 强柱弱梁（strong column and weak beam）指的是使框架结构塑性铰出现在梁端的设计要求。用以提高结构的变形能力，防止在强烈地震作用下倒塌。“强柱弱梁”不仅是手段，也是目的，其手段表现在人们对柱的设计弯矩人为放大，对梁不放大。其目的表现在调整后，柱的抗弯能力比之前强了，而梁不变。即柱的能力提高程度比梁大。这样梁柱一起受力时，梁端可以先于柱屈服。 强柱弱梁是一个从结构抗震设计角度提出的一个结构概念。就是柱子不先于梁破坏，因为梁破坏属于构件破坏，是局部性的，柱子破坏将危及整个结构的安全---可能会整体倒塌，后果严重。要保证柱子更“相对”安全，故要“强柱弱梁”。 二十世纪70年代后期，新西兰的T.Paulay和R.Park提出了保证钢筋混凝土结构具有足够弹塑性变形能力的能力设计方法。该方法是基于对非弹性性能对结构抗震能力贡献的理解和超静定结构在地震作用下实现具有延性破坏机制的控制思想提出的，可有效保证和达到结构抗震设防目标，同时又使设计做到经济合理。 能力设计方法的核心是，(1)引导框架结构或框架-剪力墙（核心筒）结构在地震作用下形成梁铰机构，即控制塑性变形能力大的梁端先于柱出现塑性铰，即所谓“强柱弱梁”；(2) 避免构件（梁、柱、墙）剪力较大的部位在梁端达到塑性变形能力极限之前发生非延性破坏，即控制脆性破坏形式的发生，即所谓“强剪弱弯”；(3)通过各类构造措施保证将出现较大塑性变形的部位确实具有所需要的非弹性变形能力。 到二十世纪80年代，各国规范均在不同程度上采用了能力设计方法的思路。 能力设计方法的关键在于将控制概念引入结构抗震设计，有目的的引导结构破坏机制，避免不合理的破坏形态。该方法不仅使得结构抗震性能和能力更易于掌握，同时也使得抗震设计变得更为简便明确，即后来在抗震概念设计中提出的主动抗震设计思想。 第一，楼板的作用，在我们的结构设计中一般都是不考虑楼板参与整体计算的，大部分情况下是直接将荷载倒算的梁上，而在计算水平荷载（地震跟风荷载）的时候考虑楼板对梁刚度的提高作用，用一个中梁刚度放大系数（及边梁刚度放大系数）来考虑楼板的作用，但梁配筋的时候又只考虑矩形截面，这样一来形成了本来是T型梁承受荷载，钢筋却完全集中在矩形截面中，而T型截面的翼缘也没有少陪钢筋（因为板中钢筋不能少配),这从无梁楼盖的配筋形式中可以发现我们现阶段采用的设计方法一方面是非常费，另一方面还吃力不讨好，对抗震规范的基本要求“强柱弱梁”没有任何好处（其实还起到坏处）。所以，在以后的设计中应加强对楼板的利用，让楼板参与计算必将是大势所趋。 第二，程序计算过程中没有考虑柱刚域的影响，在实际设计过程中对梁支座钢筋的超配，支座处裂缝验算对支座钢筋的加大（说明：楼板及其配钢筋对裂缝大有帮助）等都是造成“强梁弱柱”的罪魁祸首。

结构设计原理 第二章 混凝土 习题及答案

第二章混凝土结构的设计方法 一、填空题 1、结构的、、、统称为结构的可靠性。 2、当结构出现或或或状态时即认为其超过了承载力极限状态。 3、当结构出现或或或 状态时即认为其超过了正常使用极限状态。 4、结构的可靠度是结构在、、完成的概率。 5、可靠指标 = ，安全等级为二级的构件延性破坏和脆性破坏时的目标可靠指标分别是和。 6、结构功能的极限状态分为和两类。 7、我国规定的设计基准期是年。 8、结构完成预定功能的规定条件是、、。 9、可变荷载的准永久值是指。 10、工程设计时，一般先按极限状态设计结构构件，再按 极限状态验算。 二、判断题 1、结构的可靠度是指：结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的概率值。 2、偶然作用发生的概率很小，持续的时间很短，但一旦发生，其量值可能很大。 3、钢筋强度标准值的保证率为%。HPB235级钢筋设计强度210N/mm2，意味着尚有%的钢筋强度低于210N/mm2。 4、可变荷载准永久值：是正常使用极限状态按长期效应组合设计时采用的

可变荷载代表值。 5、结构设计的基准期一般为50年。即在50年内，结构是可靠的，超过50年结构就失效。 6、构件只要在正常使用中变形及裂缝不超过《规范》规定的允许值，承载力计算就没问题。 7、某结构构件因过度的塑性变形而不适于继续承载，属于正常使用极限状态的问题。 8、请判别以下两种说法的正误：(1)永久作用是一种固定作用；(2)固定作用是一种永久作用。 9、计算构件承载力时，荷载应取设计值。 10、结构使用年限超过设计基准期后，其可靠性减小。 11、正常使用极限状态与承载力极限状态相比，失效概率要小一些。 12、没有绝对安全的结构，因为抗力和荷载效应都是随机的。 13、实用设计表达式中的结构重要性系数，在安全等级为二级时，取 00.9 γ=。 14、在进行正常使用极限状态的验算中，荷载采用标准值。 15、钢筋强度标准值应具有不少于95%的保证率。 16、结构设计的目的不仅要保证结构的可靠性，也要保证结构的经济性。 17、我国结构设计的基准期是50年，结构设计的条件：正常设计、正常施工、正常使用。 18、结构设计中承载力极限状态和正常使用极限状态是同等重要的，在任何情况下都应计算。 19、结构的可靠指标β愈大，失效概率就愈大；β愈小，失效概率就愈小。 20、(结构的抗力)R

机械设计基础知识

一、提高强度和刚度的结构设计 1.避免受力点与支持点距离太远 2.避免悬臂结构或减小悬臂长度 3.勿忽略工作载荷可以产生的有利作用 4.受振动载荷的零件避免用摩擦传力 5.避免机构中的不平衡力 6.避免只考虑单一的传力途径 7.不应忽略在工作时零件变形对于受力分布的影响 8.避免铸铁件受大的拉伸应力; 9.避免细杆受弯曲应力 10.受冲击载荷零件避免刚度过大 11.受变应力零件避免表面过于粗糙或有划痕 12.受变应力零件表面应避免有残余拉应力 13.受变载荷零件应避免或减小应力集中 14.避免影响强度的局部结构相距太近 15.避免预变形与工作负载产生的变形方向相同 16.钢丝绳的滑轮与卷筒直径不能太小 17.避免钢丝绳弯曲次数太多，特别注意避免反复弯曲 18.起重时钢丝绳与卷筒联接处要留有余量 19.可以不传力的中间零件应尽量避免受力 20.尽量避免安装时轴线不对中产生的附加力 21.尽量减小作用在地基上的力 二、提高耐磨性的结构设计 1.避免相同材料配成滑动摩擦副 2.避免白合金耐磨层厚度太大 3.避免为提高零件表面耐磨性能而提高对整个零件的要求 4.避免大零件局部磨损而导致整个零件报废 5.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 6.润滑剂供应充分，布满工作面 7.润滑油箱不能太小 8.勿使过滤器滤掉润滑剂中的添加剂 9.滑动轴承的油沟尺寸、位置、形状应合理 10.滚动轴承中加入润滑脂量不宜过多 11.对于零件的易磨损表面增加一定的磨损裕量 12.注意零件磨损后的调整 13.同一接触面上各点之间的速度、压力差应该小 14.采用防尘装置防止磨粒磨损 15.避免形成阶梯磨损 16.滑动轴承不能用接触式油封 17.对易磨损部分应予以保护 18.对易磨损件可以采用自动补偿磨损的结构 三、提高精度的结构设计 1.尽量不采用不符合阿贝原则的结构方案 2.避免磨损量产生误差的互相叠加 3.避免加工误差与磨损量互相叠加 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 5.对于要求精度较高的导轨，不宜用少量滚珠支持 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

机械结构设计规范

机械结构设计规范 编制 审核 批准 发布日期

目次 1常用标准件优选清单 2常用外购件优选清单 3钣金件设计规范 4焊接件设计规范 5铸件设计规范 6机加件设计规范 7公差设计规范 8便于装配、维护及可靠性设计规范 9外观设计/表面处理规范 10技术要求规范 11常用材料及图样标注 12结构设计检查表

1常用标准件优选清单 常用标准件优选清单见HIFU-DP-121001(GF)重庆海扶（HIFU）技术有限公司产品常用紧固标准件优选清表。 2常用外购件优选清单 2.1选用原则 满足性能指标，供货稳定，供货周期不超过2个月；性价比优，能够用其他品牌及型号替换。 2.2滚珠丝杆类 台湾TBI、台湾上银 2.3直线导轨类： 台湾上银 2.4减速器： 2.4.1 行星减速器：德国纽卡特（NEUGART） 2.4.2 蜗轮蜗杆减速器：台湾成大 3钣金件设计规范 3.1弯曲棱边应与切割边垂直。如不能保证，应在弯曲棱边和切割边的交汇处设计一个R大于2倍板厚 的圆角。如图1所示。 3.2弯曲棱边与槽孔棱边的距离应大于弯曲半径加2倍壁厚的距离，或者让槽孔横跨整个弯曲棱边。如图 2所示。 3.3复杂结构应组合制造。将复杂结构分拆成几件简单结构，再组焊在一起。如图3所示。

4焊接件设计规范 4.1 几何连续性原则 应避免在几何突变处设置焊缝。如果不能避免，则设定过渡结构。如图4所示。 4.2 避免焊缝重叠 应避免多条焊缝交汇。改进措施：加辅助结构；切除部分；焊缝错开。如图5所示。 · 4.3 焊缝根部优先受压 焊缝根部有裂纹，易产生缺口作用。焊缝根部承受拉载荷能力＜承受压载荷能力。如图6所示。 4.4 最少的焊接 应减少焊缝的数量，减小焊缝的长度。如图7所示。

《机械设计基础》试题及答案讲解学习

《机械设计基础》试 题及答案

机械设计基础 一．填空题： 1 .凸轮主要由（凸轮），（从动件）和 ( 机架 )三个基本构件组成。 2 .凸轮机构从动件的形式有由（尖顶）从动件，( 滚子）从动件和（平底）从动件。 3 .按凸轮的形状可分为（盘型）凸轮、（移动）凸轮、（圆柱）凸轮、（曲面） 4. 常用的间歇运动机构有（棘轮）机构，（槽轮）机构，（凸轮间歇）机构和 ( 不完全齿 ) 机构等几种。 5 螺纹的旋向有（左旋）和（右旋）; 牙形有 ( 三角形 ). ( 梯形 ). ( 矩形 ). ( 锯齿形 ) 6.标准外啮合斜齿轮传动的正确啮合条件是：两齿轮的（法面模数）和 （法面压力 角）都相等，齿轮的（螺旋）相等（旋向）_相反 7 已知一平面铰链四杆机构的各杆长度分别为a=150, b=500, c=300, d=400，当取c 杆为机架时，它为（曲柄摇杆）机构；当取d杆为机架时，则为（双摇杆）机构。 8 平面连杆机构当行程速比K（＞1 ）时，机构就具有急回特性。 9 曲柄摇杆机构产生“死点”位置的条件是：当为（曲柄）主动件（曲柄与机架）共线时。 13 螺纹联接的基本类型有（螺栓联接）、（双头螺柱联接）、（螺钉联接）、（紧定螺钉联接）四种。 14 轮系按其轴相对机架是固定还是运动的可分为（定轴）轮系和（周转）轮系。 15 滚动轴承代号为62305/P5；各部分的含义是：“6”表示（沟球轴承）；“23”表示（宽度系数）；“05”表示（内径代号）；P5表示（精度公差等级）。 16.螺纹的公称直径是指它的（大径），螺纹“M12X1.5左”的含义是（左旋细牙螺纹公称直径12 ）。