机械设计与加工提高精度的结构要点

提高精确度的结构设计

1.尽量不要采用不符合阿贝原则的结构方案。

2.避免磨损导致的误差叠加。

3.避免加工误差和磨损的叠加。

4.导轨驱动力的作用点应作用在两导轨摩擦力的压力中心上，使两导轨摩擦力产生的力矩相互平衡。

5.对于精度要求高的导轨，不宜用少量滚珠支撑。

6.在要求运动精度的减速传动链中，最后一级的传动比应取最大值。

7.用于测量的螺母数量不能太少。

8.螺旋轴承的轴向运动必须严格限制。

9.避免轴承精度不合理匹配。

10.避免轴承径向跳动配置不合理。

11.避免固定螺钉影响滚动导轨的精度。

12.当推杆与导轨之间的间隙过大时，应采用正弦机构代替切线机构。

13.正弦机构的精度高于切线机构。

考虑人机工程学的结构设计

1.操作姿势的合理选择

2.设备的工作台高度与人体尺寸之比应采用合理的数值。

3.合理安排调整环节，加强设备的适用性。

4.机械控制、控制和显示装置应布置在操作员前方最合理的位置。

5.显示设备处于合理的形式”

6.仪表板上的字母应该清晰可辨。

7.旋钮尺寸和形状应合理。

8.按键要容易操作。

9.操作手柄所需的力和手的活动范围不能太大。

10.手柄形状便于操作和施力。

1.合理设计椅子的大小和形状。

12.合理设计椅子的材质和弹性。

13.工作环境中不允许有过大的噪音。

14.操作场所的照度不能太低。

考虑加热、腐蚀、噪音和其他问题的结构设计

1.避免使用低效的机械结构。

2.润滑油箱的尺寸应该足够大。

3.分流系统的回流流体应该被冷却。

4.避免高压容器和管道暴露在烈日下。

5.暴露在高温下的零件不应由橡胶、聚乙烯塑料等制成。

6.油箱不应布置在精密机械的箱体零件内，以免热变形。

7.对于长的机械零件，应考虑到它们在因温度变化而导致尺寸变化时能自由变形。

8.硬化材料的工作温度不能太高。

9.避免因高压阀放气而导致的湿气凝结。

10.热膨胀大的盒子可以支撑在中间。

11.当一侧暴露在阳光下时，使用螺栓法兰作为管道连接。

12.由于两侧温度和伸长量的差异，产生弯曲。

13.与腐蚀性介质接触的结构应避免裂缝。

14.容器中的液体应该能够排干净。

15.注意避免轴和轮毂之间接触面上的机械化学磨损(微动磨损)。

16.避免易腐蚀的螺丝结构。

17.钢管与铜管连接时，容易发生电化学腐蚀，所以可以定期更换一段管子。

18.避免容易腐蚀的结构。

19.注意避免热交换器管道的冲击微动磨损。

20.减少或避免运动部件的冲击和碰撞，以降低噪音。

21.高速转子必须平衡。

22.受影响零件的质量不能太小。

23.为了吸收振动，零件应该有很强的阻尼。

铸造结构设计

1.分型面应该简单。

2.避免铸件表面凹陷。

3.尽可能集中表面凸起。

4.大型铸件的外表面不应有小的凸出部分。

5.改进妨碍绘图的结构。

6.避免大而薄的水平面。

7.避免产生大内应力的形状。

8.防止闭合偏差对外观的不利影响。

9.采用易于拆芯的结构。

10.分型面要尽可能少。

11.铸件的壁厚应均匀。

12.用加强筋使壁厚均匀。

13.考虑凝固顺序设计铸件壁厚。

14.内壁厚度应小于外壁厚度。

15.铸件的壁厚应逐渐过渡。

16.两个壁之间的夹角不能太小。

17.铸件内腔应便于制芯。

18.不使用或少使用核心支持。

19.尽量不要用磁芯。

20.铸件的孔边要有凸台。

21.铸造结构应该有利于去除芯砂。

2.型芯设计应有助于提高铸件质量。

23.铸件的孔洞应尽可能被穿透。

24.加强筋的合理布置

25.确保铸件自由收缩，避免缺陷。

26.注意肋骨的受力情况。

27.肋的设置应考虑结构的稳定性。

28.去掉不必要的圆角。

29.让事情变得小而简单。

30.注意铸件的合理传力和支撑。

以及锻造冲压件的结构设计。

1.自由锻造零件应避免锥形和楔形。

2.相交的形式应该简化。

3.避免使用肋骨。

4.自由锻件不应设计有复杂的凸台。

5.自由锻造的叉形件内部不应有凸台。

6.模锻件的分型面尺寸应为零件的最大尺寸，分型面应平整。

7.模锻件的形状应该是对称的。

8.模锻件应具有合适的圆角半径。

9.模锻件应适合脱模。

10.模锻件的形状应尽可能简单。

11.冲压件的形状应尽可能对称。

12.零件的局部宽度不能太窄。

13.凸台和孔的深度和形状要有一定的要求。

14.冲压件设计应考虑材料节约。

15.冲压件的形状应避免大平面。

16.弯曲零件应避免在弯曲处起皱。

17.注意设计坡度。

18.防止孔变形。

19.简化展开的图表。

20.注意支架不能太薄。

21.薄板的弯曲部分应在弯曲处有缺口。

2.压筋可以提高刚性但有指向性。

23.拉伸零件的形状要简单。

24.拉伸件的凸边应均匀一致。

25.通过使用切割工艺可以简化结构。

26.确定冲压件尺寸时，应考虑冲模磨损。

27.标记冲压件时应考虑冲压工艺。

定位销和连接销的结构设计

1.两个定位销之间的距离应尽可能远。

2.对于对称零件，定位销不应布置在对称位置。

3.两个定位销不应布置在两个零件上。

4.配合件的销孔应同时加工。

5.淬火零件的销孔也应与之匹配

6.定位销应垂直于结合面。

7.确保插销容易拔出。

8.定位销不应安装在过盈配合表面上。

9.对于不容易观察到的销装配，应采取适当的措施。

10.定位销的安装不应造成零件拆卸困难。

11.使用销传递力时，避免不平衡的力。

胶粘零件的结构设计

1.当两个气缸对接时，应在内部增加一个套管或附加连接柱。

2.改进胶接接头的结构，降低胶接面的应力。

3.剥离力较大的部分采取加强措施。

4.粘合结构不同于铸造和焊接部分。

5.粘接用于修补时不能简单粘接，要加大粘接面积。

6.除了粘接之外，还应该增加波形键来修复较重的零件。

7.除了胶合之外，还应采取其他措施来修补开裂的零件。

和花键结构设计。

1.键槽底部的圆角半径要足够大。

2.平键双方应该密切合作。

3.当两个平键用于一个轴零件时，需要更高的加工精度。

4.当使用两个斜键时，它们应该相隔90°。~120。

5.当使用两个半圆键时，它们应该在轴向上在同一母线上。

6.当两个零件通过平键固定在轴上时，键槽应在同一母线上。

7.不要在零件的薄弱部位开键槽。

8.键槽长度不应通向轴的阶梯部分。

9.钩头斜键不应用于高速。

10.带键槽的长轴容易弯曲。

11.平键拧紧固定螺钉，使轴上的零件产生偏心。

12.锥形轴与平键尽可能平行于轴线。

13.当几个零件串在轴上时，不宜分别用键连接。

14.特别要注意花键轴的端部强度。

15.注意轮齿的刚度分布，不要使扭矩只靠一些花键传递。

干涉配合结构设计

1.匹配零件必须易于装载。

2.过盈配合零件应有明确的定位结构。

3.避免同时按压两个配合面。

4.对于过盈配合的零件，应考虑方便拆卸。

5.避免以相同的配合尺寸安装多个过盈配合件。

6.注意工作温度对过盈配合的影响。

7.注意离心力对过盈配合的影响。

8.考虑两个零件过盈配合装配后其他尺寸的变化。

9.圆锥形配件无法通过轴肩定位。

10.锥形配件的锥度不能太小。

11.嵌入铸铁件的小轴容易松动。

12.由于温度的影响，不锈钢套筒会松开过盈配合。

13.过盈配合的轴和轮毂应有一定长度的配合面。

14.综合使用过盈配合和键时，应先安装键槽。

15.不要使两个直径相同的孔过盈配合。

16.避免通过过盈配合在套筒上形成不对称切口。

柔性传动结构设计

1.注意增加皮带传动小轮的包角。

2.上下两个位置有两个轴的皮带轮应该使皮带的下垂有利于增加包角。

3.小滑轮的直径不能太小。

4.皮带传输速度不能过低或过高。

5.滑轮的中心距不能太小。

6.皮带传动的中心距应该是可调的。

7.皮带应该易于更换。

8.当皮带轮过宽时，不适合悬臂安装。

9.皮带传动靠自重张紧，自重不足时应增加辅助装置。

10.注意两轴的平行度和滑轮的中心位置。

1.平带传动的小皮带轮应稍有凸起。

12.滑轮的工作表面应光滑。

13.半交叉平带传动不能反转。

14.高速皮带轮表面应开槽。

15.同步带传动的安装要求比普通平带高。

16.同步带轮应考虑安装挡圈。

17.增加齿顶和齿轮顶的圆角半径。

18.正时皮带的外径应采用正偏差。

19.链传动应该在边缘上很紧。

20.上下排列两个链轮时，小链轮要在上面。

21.一条链条不能驱动水平线上的多个链轮。

22.注意柔性传动的张力变化对轴承负荷的影响。

23.最好用少量的油润滑链条。

24.链传动的中心距应该是可调的。

25.链条夹紧弹簧的方向应适应链条的运行方向。

26.应覆盖皮带和链条驱动。

27.绳轮直径不得任意缩小。

28.应避免钢丝绳的反复弯曲。

29.设计者必须严格规定钢丝绳的报废标准。

30.钢丝绳必须定期润滑。

31.卷筒表面应该有绳槽。

齿轮传动结构设计

1.齿轮布置应考虑有利于轴和轴的承载能力。

2.人字齿轮两个方向齿的接合点(A)应先啮合。

3.齿轮轴应在齿轮直径较小时制造。

4.齿轮齿根圆的直径可以小于轴的直径。

5.小齿轮的宽度大于小齿轮的宽度。

6.齿轮块在加工齿轮时要考虑刀具切削的距离。

7.齿轮和轴之间的连接应减少装配过程中的加工。

8.注意确保齿轮沿齿宽的刚度一致。

9.利用齿轮的不均匀变形来补偿轴的变形。

10.分裂齿轮应分开没有辐条。

11.轮齿的硬化层不应中断。

12.锥齿轮轴必须在两个方向上固定。

13.锥齿轮轴的尺寸应能进行轴向调整。

14.组合锥齿轮结构中的螺栓不应被拉动。

蜗杆传动结构设计

1.蜗杆自锁不可靠。

2.冷却风扇应安装在蜗杆上。

3.蜗杆减速器外部散热片的方向与冷却方式有关。

4.蜗杆比蜗轮更容易受热影响。

5.蜗杆的位置与转速有关。

6.蜗杆的刚度不仅由工作时的力决定。

7.蜗杆传动的复杂应力影响精密机械精度。

8.蜗杆传动的力影响转动的灵活性。

以及减速器和变速器的结构设计。

1.传输设备应努力形成一个组件。

2.一次传动的传动比不能太大或太小。

3.传输大功率应采用分流传输。

4.尽量避免立式减速机。

5.注意异径管内外的压力平衡。

6.包装不应该用在盒子的表面。

7.立箱应防止中分面漏油。

8.减速器中应有足够的油，并应及时更换。

9.行星齿轮减速器应具有均载装置。

10.齿轮箱移动齿轮应处于空档位置。

11.变速箱齿轮应该是圆齿。

12.摩擦轮和摩擦无级变速器应避免几何滑动。

13.主动摩擦轮用软材料

14.对于锥形摩擦轮传动，压缩弹簧应安装在小锥形摩擦轮上。

15.设计要尽量增加传力的方式，把按压力变成内力。

16.CVT的机械特性应与工作机和原动机相匹配。

17.V带无级变速器皮带轮工作锥的母线不是一条直线。

传输系统结构设计

1.避免铰链四杆机构的运动不确定性。

2.注意机构的死点。

3.避免导轨的横向推力。

4.限位开关应设置在连杆机构中行程较大的构件上。

5.注意传动角度不要太小。

6.摆动从动件圆柱凸轮的摆杆不宜过短。

7.正确安排偏置从动件盘形凸轮的导轨位置，以移动从动件。

8.平面连杆机构的平衡

9.设计间歇运动机构时应考虑运动系数。

10.利用瞬时止动接头分析锁紧装置的可靠性。

11.选择齿轮传动的类型，首先考虑使用圆柱齿轮。

12.当机械要求反转时，一般可以考虑电机反转。

13.必须考虑原动机的起动性能。

14.起重机的起升机构不得使用摩擦传动。

15.对于需要缓慢运动的机构，螺旋比齿条好。

16.使用大传动比的标准减速器，批量更换传动装置。

17.用减速电机替换原动机和传动装置。

18.采用轴装减速器。

离合器结构设计

1.合理选择联轴器类型。

2.耦合平衡

3.滑动摩擦的联轴器应保持良好的润滑状态。

4.高速旋转的联轴器不能有突起突出。

5.使用带肩槽对中的联轴器时，应考虑轴的拆装。

6.当要求轴两端的传动部件同步转动时，不应使用带弹性元件的弹性联轴器。

7.当中间轴没有轴承支撑时，不要在两端使用十字滑块联轴器。

8.单个万向联轴器无法实现两轴同步转动。

9.不要将齿轮联轴器的护套用作制动轮。

10.注意齿轮联轴器的润滑。

11.尼龙绳联轴器的注意事项

12.剪切销安全离合器的注意事项

13.当要求快速分离时，不要使用油润滑摩擦片离合器。

14.高温工作时不宜使用多片摩擦离合器。

15.离合器控制环应安装在与从动轴相连的半离合器上。

轴结构设计

1.最小化轴截面突变处的应力集中。

2.减少轴在过盈配合时的应力集中。

3.注意轴上键槽引起的应力集中。

4.以降低装配和拆卸过盈配合零件的难度。

5.装配起点不得尖锐，两个配合面的起点不得同时装配。

6.轴肩或轴环应用于轴上零件的定位。

7.盲孔内安装过盈配合轴时应考虑排气。

8.合理布置轴上零件，改进结构，减少轴受力。

9.采用负荷分流来提高轴的强度和刚度。

10.采用中心等距驱动，防止两端扭转变形差异。

11.提高轴的表面质量和疲劳强度。

12.轴上多个键槽的设置要合理。

13.空心轴键槽的下壁厚度不能太薄。

14.轴上的键槽应该容易加工。

15.在轴上钻细长孔很困难。

16.旋转轴上的切削螺纹应有利于紧固螺母的锁紧。

17.确保止动垫圈正确安装在轴上。

18.确保轴与安装部件之间的压紧或预留间隙的尺寸差异。

19.避免弹性挡圈承受轴向力。

20.空心轴节省材料。

21.不要使轴的工作频率与其固有频率一致或接近。

22.高速轴的弹性联轴器应尽可能靠近轴承。

23.避免轴的轴承反作用力为零。

24.不建议在大轴的轴端直接连接小轴。

25.轴颈表面应有足够的硬度。

滑动轴承的结构设计

1.使润滑油顺利进入摩擦表面。

2.润滑油应从非轴承区引入轴承。

3.不要打开轴承中间的整圈油槽。

4.建议在对开轴瓦的连接处开一条油槽。

5.使油环供油充分可靠。

6.不要堵塞加油孔。

7.不要形成润滑油的非流动区域。

8.防止锐边或尖角切断油膜。

9.防止台阶磨损。

10.不要使轴瓦的止推端面线接触。

11.推力轴承和轴颈不应全部接触。

12.重型大型机械高速转轴的启动需要高压顶轴系统的轴承。

13.负荷大或温升高的轴承，轴承座与轴瓦的接触面不应挖空。

14.不要发生轴瓦或衬套不能装配或拆卸的情况。

15.以减少由中间轮和悬臂轴的支撑轴承产生的边缘压力。

16.当轴承孔不同心或加载后轴弯曲变形时，应选择自调心滑动轴承。

17.轴瓦和轴承座不允许相对移动。

18.双金属轴承中的两种金属应附着牢固。

19.确保合理的运行间隙。

20.确保轴在工作时热膨胀所需的间隙。

21.考虑磨损后的间隙调整。

22.在高速和轻载条件下使用的圆柱形轴瓦应防止失稳。

23.在高速轻载条件下，应选择抗振性好的轴承。

24.含油轴承不应用于高速或连续旋转。

25.滑动轴承不应与密封圈结合。

26.在提升轴承盖或上半箱的过程中，不要使轴瓦脱落。