Konstruktionselemente und Konstruktionsmethoden mechanischer Konstruktionsteile

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Geometrische Elemente von Bauteilen
Die Funktion der mechanischen Struktur wird hauptsächlich durch die geometrische Form der mechanischen Teile und die relative Positionsbeziehung zwischen den verschiedenen Teilen realisiert.Die Geometrie eines Teils setzt sich aus seiner Oberfläche zusammen.Ein Teil hat normalerweise mehrere Oberflächen, und einige dieser Oberflächen stehen in direktem Kontakt mit den Oberflächen anderer Teile.Dieser Teil der Oberfläche wird als Funktionsfläche bezeichnet.Der Verbindungsteil zwischen den Funktionsflächen wird als Verbindungsfläche bezeichnet.
Die Funktionsfläche eines Bauteils ist ein wichtiger Faktor, der die mechanische Funktion bestimmt, und die Gestaltung der Funktionsfläche ist der Kernpunkt der konstruktiven Gestaltung des Bauteils.Zu den wichtigsten geometrischen Parametern, die die Funktionsfläche beschreiben, gehören die geometrische Form, Größe, Anzahl der Flächen, Lage, Ordnung etc. der Fläche.Durch die Variationsgestaltung der Funktionsfläche lassen sich vielfältige konstruktive Gestaltungen zur Realisierung der gleichen technischen Funktion erzielen.
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Verbindungen zwischen Strukturen
In einer Maschine oder Maschine existiert kein Teil isoliert.Daher müssen neben der Untersuchung der Funktionen und anderer Merkmale der Teile selbst auch die Wechselbeziehungen zwischen den Teilen bei der Konstruktion untersucht werden.
Die Korrelation von Teilen wird in zwei Arten unterteilt: direkte Korrelation und indirekte Korrelation.Wenn zwei Teile eine direkte Baugruppenbeziehung haben, werden sie direkt miteinander verbunden.Eine Korrelation, die keine direkte Assembly-Beziehung hat, wird zu einer indirekten Korrelation.Die indirekte Korrelation wird in zwei Typen unterteilt: Positionskorrelation und Bewegungskorrelation.Positionskorrelation bedeutet, dass die beiden Teile Anforderungen an die gegenseitige Position haben.Beispielsweise muss der Achsabstand zweier benachbarter Übertragungswellen im Untersetzungsgetriebe eine gewisse Genauigkeit gewährleisten, und die beiden Achsen müssen parallel sein, um den normalen Eingriff der Zahnräder sicherzustellen.Bewegungskorrelation bedeutet, dass die Bewegungsbahn eines Teils mit einem anderen Teil in Beziehung steht.Beispielsweise muss die Bewegungsbahn des Werkzeughalters der Drehmaschine parallel zur Mittellinie der Spindel sein.Dafür sorgt die Parallelität der Bettführungsschiene und der Achse der Spindel.Daher ist die Position zwischen der Spindel und der Führungsschiene verwandt;der Werkzeughalter und die Spindel sind mit der Bewegung verbunden.
Die meisten Teile haben zwei oder mehr direkt verwandte Teile, sodass jedes Teil zwei oder mehr Teile hat, die strukturell mit anderen Teilen verwandt sind.Bei der konstruktiven Auslegung müssen gleichzeitig die direkt zusammenhängenden Teile der beiden Teile berücksichtigt werden, um Wärmebehandlungsverfahren, Form, Größe, Präzision und Oberflächengüte des Materials sinnvoll auszuwählen.Gleichzeitig muss auch berücksichtigt werden, dass indirekte Bedingungen erfüllt werden, wie z. B. Maßketten- und Genauigkeitsberechnungen.Im Allgemeinen ist die Struktur komplizierter, wenn es direkter verwandte Teile eines Teils gibt;Je indirekter verwandte Teile eines Teils sind, desto höher ist die Genauigkeitsanforderung

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Probleme, die bei der Tragwerksplanung beachtet werden sollten
Es gibt viele Materialien, die in der mechanischen Konstruktion ausgewählt werden können.Unterschiedliche Materialien haben unterschiedliche Eigenschaften.Unterschiedliche Materialien entsprechen unterschiedlichen Verarbeitungstechniken.Bei der konstruktiven Gestaltung müssen geeignete Materialien sinnvoll nach funktionalen Anforderungen ausgewählt und geeignete Materialien nach Art des Materials bestimmt werden.Verarbeitungstechnik und entsprechend den Anforderungen der Verarbeitungstechnik die passende Struktur bestimmen, nur durch die entsprechende Strukturauslegung kann der ausgewählte Werkstoff seine Vorteile voll ausspielen.
Um Materialien richtig auszuwählen, müssen Designer die mechanischen Eigenschaften, die Verarbeitungsleistung und die Kosten der ausgewählten Materialien vollständig verstehen.Bei der konstruktiven Gestaltung sind je nach Eigenschaften des gewählten Materials und der entsprechenden Verarbeitungstechnik unterschiedliche Gestaltungsprinzipien zu beachten.
Beispielsweise sind die mechanischen Eigenschaften von Stahl unter Zug und Druck im Wesentlichen gleich, sodass die Stahlträgerkonstruktion größtenteils symmetrisch ist.Die Druckfestigkeit von Gusseisenwerkstoffen ist viel größer als die Zugfestigkeit.Daher sind die Querschnitte biegemomentbeanspruchter Gusseisenkonstruktionen meist asymmetrisch, so dass die maximale Druckspannung bei Belastung größer ist als die maximale Zugspannung.Abbildung 5.2 ist ein Vergleich zweier gusseiserner Halterungen.Bei der Konstruktion von Stahlkonstruktionen werden die Festigkeit und Steifigkeit der Konstruktion normalerweise durch Erhöhen der Querschnittsgröße erhöht.Wenn jedoch die Wandstärke in der Gussstruktur zu groß ist, ist es schwierig, die Gussqualität sicherzustellen, daher wird die Gussstruktur normalerweise durch versteifte Platten und Trennwände verstärkt.Die Steifigkeit und Festigkeit der Struktur.Aufgrund der geringen Steifigkeit von Kunststoffmaterialien kann die durch ungleichmäßiges Abkühlen nach dem Formen verursachte Eigenspannung leicht zu strukturellem Verzug führen.Daher sind die Dicke der Rippen und der Wand der Kunststoffstruktur ähnlich und gleichmäßig und symmetrisch.
Für Teile, die eine Wärmebehandlung erfordern, sind die Anforderungen an die Konstruktion wie folgt: (1) Die geometrische Form des Teils sollte einfach und symmetrisch sein, und die ideale Form ist kugelförmig.(2) Bei Teilen mit ungleichen Querschnitten muss die Änderung der Größe und des Querschnitts sanft erfolgen, um plötzliche Änderungen zu vermeiden.Wenn die Änderungen in angrenzenden Teilen zu groß sind, werden die großen und kleinen Abschnitte ungleichmäßig gekühlt, was zwangsläufig zu inneren Spannungen führt.(3) Vermeiden Sie scharfe Kanten und scharfe Ecken.Um zu verhindern, dass die scharfen Kanten und scharfen Ecken schmelzen oder überhitzen, wird im Allgemeinen eine Fase von 2 bis 3 mm an der Kante des Schlitzes oder Lochs geschnitten.(4) Vermeiden Sie Abschnitte mit großem Dickenunterschied, die sich leicht verformen lassen und beim Abschrecken und Abkühlen stärker zur Rissbildung neigen.

 


Postzeit: 08. Oktober 2021