出版说明

前言

第4篇机械零部件结构设计

第1章概论

1机械零部件结构设计内容和实例4-3

11结构设计内容4-3

12结构设计实例4-3

2机械零部件结构设计基本要求4-5

3机械零部件结构方案的评价4-5

31评价的标准4-6

32技术性评价方法4-6

33经济性评价方法4-6

34评价举例4-7

第2章满足功能要求的结构设计

1利用自由度分析法的结构设计4-8

11机械零件的自由度4-8

12应用举例4-9

121联轴器结构设计4-9

122轴承组合结构设计4-9

2利用功能面的结构设计4-10

21功能面及其参数变化4-10

22应用举例4-12

第3章满足工作能力要求的结构设计

1提高强度的结构设计4-16

11提高零部件的受力合理性4-16

111载荷均匀分布4-16

112载荷分担4-19

113力流最短4-19

114自平衡设计4-20

115自加强4-21

12提高静强度的设计4-21

121降低零件载荷或应力的最大值4-21

122增大截面系数4-22

123采用空心轴提高强度4-23

124用拉压代替弯曲4-23

125等强度设计4-23

126弹性强化和塑性强化4-24

13提高疲劳强度的设计4-25

131减小应力幅4-25

132减小应力集中4-26

133改善表面状况4-28

134表面强化处理4-28

135将转轴变为心轴4-29

14提高接触强度的设计4-29

141增大综合曲率半径4-29

142以面接触代替点、线接触4-29

143采用合理的材料和热处理4-29

15提高冲击强度的设计4-30

151适当减小零件刚度4-31

152使用缓冲器4-31

153增加承受冲击的零件数4-31

154提高零件材料的冲击韧性4-31

2提高刚度的结构设计4-32

21选择弹性模量高的材料4-32

22用拉压代替弯曲4-32

23改善零件结构减小弯矩值4-33

24合理设计支承方式和位置4-34

25合理设计截面形状4-34

26用加强肋和隔板增强刚度4-36

27用预变形抵抗有害变形4-37

28提高零件表面接触刚度4-37

3提高耐磨性的结构设计4-38

31改变摩擦方式4-38

32使磨损均匀的设计4-38

33采用材料分体结构4-40

34采用磨损补偿结构4-41

35局部更换易损零件4-42

4提高耐腐蚀性的结构设计4-42

41防止沉积区和沉积缝4-42

42防止接触腐蚀4-43

43便于更换腐蚀零件4-43

44用覆盖保护层减轻腐蚀4-44

5提高精度的结构设计4-44

51精度与阿贝原则4-44

52利用误差补偿提高精度4-45

53误差传递4-46

54利用误差均化提高精度4-47

55合理配置误差4-48

56消除空回4-48

57选择适当的材料4-49

6考虑噪声和发热的结构设计4-49

61考虑发热的结构设计4-49

611降低发热影响的措施4-49

612降低发热影响的结构设计4-50

目录目录62考虑噪声的结构设计4-51

621噪声的限制值4-51

622减小噪声的措施4-52

623减小噪声的结构设计4-53

7零部件结构设计实例4-53

71减速器结构设计4-53

711概述4-53

712减速器结构设计4-54

72滚动轴承部件结构设计4-57

721使轴承支承受力合理的设计4-57

722提高轴承支承刚度的设计4-59

723提高轴承精度的设计4-61

724满足高速要求的设计4-63

725适应结构需要的设计4-64

726轴承润滑结构设计4-65

第4章满足加工工艺的结构设计

1概述4-67

11零件结构设计工艺性的概念4-67

12影响零件结构设计工艺性的因素4-67

13零件结构设计工艺性的基本要求4-67

2铸件结构设计工艺性4-68

21常用铸造金属材料和铸造方法4-68

211常用铸造金属材料的铸造性和

结构特点4-68

212常用铸造方法的特点和

应用范围4-68

22铸造工艺对铸件结构设计工艺性的

要求4-70

23合金铸造性能对铸件结构设计工艺性

的要求4-75

231合理设计铸件壁厚4-75

232铸件的结构圆角与圆滑过渡4-76

233合理的铸件结构形状4-80

24铸造方法对铸件结构设计工艺性的

要求4-82

241压铸件的结构特点4-82

242熔模铸件的结构特点4-83

243金属型铸件的结构特点4-85

25铸造公差4-85

26铸件缺陷与改进措施4-86

3锻件结构设计工艺性4-93

31锻造方法与金属材料的可锻性4-93

311各种锻造方法及其特点4-93

312金属材料的可锻性4-96

32锻造方法对锻件结构设计工艺性的

要求4-96

321自由锻件的结构设计工艺性4-96

322模锻件的结构设计工艺性4-99

33模锻件结构设计的注意事项4-103

4冲压件结构设计工艺性4-105

41冲压方法和冲压材料的选用4-105

411冲压的基本工序4-105

412冲压材料的选用4-107

42冲压件结构设计的基本参数4-108

421冲裁件4-108

422弯曲件4-110

423拉深件4-113

424成形件4-115

43冲压件结构设计的注意事项4-117

44冲压件的尺寸和角度公差、形状和

位置未注公差、未注公差尺寸的

极限偏差4-119

5焊接件结构设计工艺性4-125

51焊接方法及其应用4-125

511焊接方法的分类、特点及应用4-125

512常用金属材料的适用焊接方法4-125

52焊接结构的设计原则4-127

521焊接性4-127

522结构刚度和减振能力4-129

523应力集中4-129

524焊接残余应力和变形4-129

525焊接接头性能的不均匀性4-129

526应尽量减少和排除焊接缺陷4-129

53焊接接头的形式4-129

531焊接接头的特点4-129

532接头形式及选用 4-130

54焊缝坡口的基本形式与尺寸4-130

541坡口参数的确定4-130

542碳钢、低合金钢的焊条电弧焊、

气焊及气体保护焊焊缝坡口的

基本形式与尺寸4-130

543碳钢、低合金钢埋弧焊焊缝坡口

的形式与尺寸4-136

544铝合金气体保护焊焊缝坡口

形式与尺寸4-142

545铜及铜合金焊接坡口形状及

尺寸4-146

546接头坡口的制作4-146

55焊接件结构设计应注意的问题4-146

56焊接件的几何尺寸公差和形状公差4-149

561线性尺寸公差4-149

562角度尺寸公差4-149

563直线度、平面度和平行度公差4-150

564焊前弯曲成形的筒体允差4-150

565焊前管子的弯曲半径、圆度公差

及允许波纹度4-150

57焊接质量检验4-151

6金属切削加工件结构设计工艺性4-151

61金属材料的可加工性4-151

62金属切削加工件的一般标准4-152

621标准尺寸4-152

622圆锥的锥度与锥角系列4-154

623棱体的角度与斜度4-155

624中心孔4-156

625零件的倒圆、倒角4-157

626圆形零件自由表面过渡圆角半径

和静配合连接轴用倒角4-158

627球面半径4-159

628燕尾槽4-159

629T形槽4-159

6210弧形槽端部半径4-161

6211砂轮越程槽4-161

6212刨切、插切、珩磨越程槽4-162

6213退刀槽4-162

6214插齿、滚齿退刀槽4-163

6215滚花4-164

6216分度盘和标尺刻度4-164

6217锯缝尺寸4-164

63切削加工件的结构设计工艺性4-165

631零件工作图的尺寸标注应适应

加工工艺要求4-165

632零件应有安装和夹紧的基面4-166

633减少装夹和进给次数4-167

634减少加工面积，简化零件形状4-167

635尽可能避免内凹表面及内表面的

加工4-169

636保证零件加工时的必要的

刚性4-169

637零件结构要适应刀具尺寸要求，

并尽可能采用标准刀具4-170

64自动化生产对零件结构设计工艺性

的要求4-171

7热处理零件结构设计工艺性4-172

71零件热处理方法的选择4-172

711退火及正火4-172

712淬火及回火4-173

713表面淬火4-175

714钢的化学热处理4-175

72影响热处理零件结构设计工艺性的

因素4-176

721零件材料的热处理性能4-176

722零件的几何形状和刚度4-178

723零件的尺寸大小4-178

724零件的表面质量4-178

73对零件的热处理要求4-178

731在工作图上应标明的热处理

要求4-178

732金属热处理工艺分类及代号的

表示方法4-178

74热处理零件结构设计的注意事项4-180

741防止热处理零件开裂的

注意事项4-180

742防止热处理零件变形的注意

事项4-183

743防止热处理零件硬度不均的注意

事项4-186

第5章满足材料要求的结构设计

1工程塑料件结构设计工艺性4-188

11工程塑料的选用4-188

12工程塑料零件的制造方法4-188

121工程塑料的成型方法4-188

122工程塑料的机械加工4-189

13工程塑料零件设计的基本参数4-189

14工程塑料零件结构设计的注意事项4-192

2橡胶件结构设计工艺性4-194

21橡胶制品质量指标的含义4-194

22橡胶的选用4-194

23橡胶件结构设计的工艺性4-195

231脱模斜度4-195

232断面厚度与圆角4-195

233囊类零件的口径腹径比4-195

234波纹管制品的峰谷直径比4-196

235孔4-196

236镶嵌件4-196

24橡胶件的精度4-196

241模压制品的尺寸公差4-196

242压出制品的尺寸公差4-197

243胶辊尺寸公差4-199

244橡胶制品的尺寸测量4-202

3陶瓷件结构设计工艺性4-202

4粉末冶金件结构设计工艺性4-204

41粉末冶金材料的分类和选用4-204

411粉末冶金减摩材料4-205

412粉末冶金摩擦材料4-205

413粉末冶金过滤材料4-205

414粉末冶金铁基结构材料4-205

42粉末冶金零件结构设计的基本参数4-205

43粉末冶金零件结构设计的注意事项4-208

第6章零部件的装配和维修工艺性

1一般装配对零部件结构设计

工艺性的要求4-212

11组成单独的部件或装配单元4-212

12应具有合适的装配基面4-212

13结合工艺特点考虑结构的合理性4-212

14考虑装配的方便性4-212

15考虑拆卸的方便性4-212

16考虑修配的方便性4-212

17选择合理的调整补偿环4-212

18减少修整外观的工作量4-212

2自动装配对零件结构设计工艺性的

要求4-217

3吊运对零件结构设计工艺性的要求4-219

4零部件的维修工艺性4-219

参考文献4-221