1、第十二章 機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概論,12-1結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的地位 12-2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的內(nèi)涵 12-3結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本過(guò)程 12-4結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),12-1結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的地位,一.機(jī)械設(shè)計(jì)的成果都是以一定的結(jié)構(gòu)形式表現(xiàn)出來(lái)的。 二.機(jī)械設(shè)計(jì)中，各種計(jì)算都要以一定的結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)。 三.在設(shè)計(jì)中，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是個(gè)很活躍的因素，正確地選擇或設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，常可以顯著地提高設(shè)計(jì)的質(zhì)量。,12-2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的內(nèi)涵,一.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的定義 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就是將抽象的工作原理變成技術(shù)圖樣的過(guò)程。 二.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括的內(nèi)容 1.功能設(shè)計(jì)：為滿足主要機(jī)械功能要求，在技術(shù)上的具體化。 2.質(zhì)量設(shè)計(jì)：兼顧各種要求和限制，提高產(chǎn)品的質(zhì)

2、量和性能價(jià)格比，它是現(xiàn)代工程設(shè)計(jì)的特征。 3.優(yōu)化設(shè)計(jì)和創(chuàng)新設(shè)計(jì)：用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)變?cè)确椒ㄏ到y(tǒng)地構(gòu)造優(yōu)化設(shè)計(jì)解空間，用創(chuàng)造性設(shè)計(jì)思維方法和其它科學(xué)方法優(yōu)選和創(chuàng)新。,12-3結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本過(guò)程,一.明確待設(shè)計(jì)構(gòu)件的主要任務(wù)和限制 二.粗略估算構(gòu)件的主要尺寸 三.尋找成品，例如：標(biāo)準(zhǔn)件、常用件、通用件等，找不到則： 1.畫(huà)工作面草圖； 2.在工作面之間填材料； 3.改變工作面大小、方位、數(shù)量及構(gòu)件材料、表面特性、連接方式、系統(tǒng)地產(chǎn)生新方案； 4.按技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)指標(biāo)評(píng)價(jià)，選擇最佳方案； 5.尋找所選方案中的缺陷和薄弱環(huán)節(jié)； 6.對(duì)照各種要求、限制，反復(fù)改進(jìn)； 7.強(qiáng)度、剛度及各種功能指標(biāo)核算； 8.

3、機(jī)械制圖 9.制備技術(shù)文件。,創(chuàng)新設(shè)計(jì)的類(lèi)型,一.開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)新任務(wù)、新方案，以開(kāi)創(chuàng)和探索創(chuàng)新 如：支票打印機(jī) 二.變異設(shè)計(jì)以已有的產(chǎn)品為基礎(chǔ)，針對(duì)缺點(diǎn)或新要求進(jìn)行變異。 如：洗衣機(jī)系列產(chǎn)品 三.反求設(shè)計(jì)針對(duì)已有的先進(jìn)產(chǎn)品或設(shè)計(jì)，進(jìn)行深入的分析和研究，探索并掌握關(guān)鍵技術(shù)，在消化吸收的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出同類(lèi)的創(chuàng)新產(chǎn)品。 如：新型全自動(dòng)洗衣機(jī)的設(shè)計(jì),創(chuàng)新設(shè)計(jì)的特點(diǎn),一.獨(dú)創(chuàng)性和新穎性 二.實(shí)用性 三.多方案選優(yōu),創(chuàng)新設(shè)計(jì)的基本技法簡(jiǎn)介,1.智力激勵(lì)法（brain storm) 2.德?tīng)柗疲―elphi）法（意見(jiàn)征詢表發(fā)給專(zhuān)家） 3.635法（6個(gè)人、每人提3個(gè)想法、5分鐘） 4.5W2H法（why、what

4、、who、when、where; How to do? How much?） 5.設(shè)問(wèn)法（轉(zhuǎn)化、引伸、變動(dòng)、放大、縮小、替代、重組等） 6.特性列舉法（缺點(diǎn)列舉法、希望列舉法等） 7.聯(lián)想發(fā)明法（相關(guān)聯(lián)的、相對(duì)立的、有因果關(guān)系或從屬關(guān)系的等） 8.組合創(chuàng)新法,結(jié)構(gòu)方案的創(chuàng)新設(shè)計(jì),一.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特征創(chuàng)造性、細(xì)節(jié)性、多樣性、復(fù)雜性：不唯一性 二.結(jié)構(gòu)方案變異設(shè)計(jì) 1.功能面的變異 2.連接的變異 3.支承的變異 4.材料的變異 三.提高性能的設(shè)計(jì)(自學(xué)12.2，p391399) 四.宜人化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 五.新型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),1.功能面的變異表面的形狀、尺寸大小、表面數(shù)量、順序、位置等,例如：螺釘頭的功能面

5、變異,2.連接的變異,例如：軸轂連接,軸與輪轂連接相對(duì)自由度的類(lèi)型,固定連接：軸與轂完全固定，不具有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，需要限制6個(gè)方面的自由度。,滑動(dòng)連接：連接后軸與轂可以沿軸向相對(duì)移動(dòng)，其他自由度被限制，需要限制5個(gè)自由度。,轉(zhuǎn)動(dòng)連接：連接后，轂可以在軸向相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，其他自由度被限制，需要限制5個(gè)自由度,移動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)連接：連接后，轂既可以沿軸向相對(duì)移又可以相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，其他自由度被限制，需要限制4個(gè)自由度,3.支承的變異,單軸支點(diǎn)位置的變異,錐齒輪傳動(dòng)軸系支點(diǎn)位置變異,支點(diǎn)軸承類(lèi)型的變異,4.材料的變異,例如：彈性聯(lián)軸器的材料與結(jié)構(gòu),1.適合人的生理特點(diǎn)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),減少疲勞的設(shè)計(jì),2.適合人的心理特點(diǎn)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),減少觀察錯(cuò)誤的設(shè)計(jì) 例如：顯示器表盤(pán)設(shè)計(jì),減少操作錯(cuò)誤的設(shè)計(jì) 例如：操作手柄的形狀設(shè)計(jì),1.彈性結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),2.組合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),3