01
Rakenneosien geometriset elementit
Mekaanisen rakenteen toiminta toteutuu pääasiassa mekaanisten osien geometrisella muodolla ja eri osien välisellä suhteellisella sijaintisuhteella.Kappaleen geometria koostuu sen pinnasta.Osalla on yleensä useita pintoja, joista osa on suorassa kosketuksessa muiden osien pintojen kanssa.Tätä pinnan osaa kutsutaan toiminnalliseksi pinnaksi.Toiminnallisten pintojen välistä liitososaa kutsutaan liitospinnaksi.
Osan toiminnallinen pinta on tärkeä mekaanisen toiminnan määräävä tekijä, ja toiminnallisen pinnan suunnittelu on osan rakennesuunnittelun ydinkysymys.Tärkeimmät toiminnallista pintaa kuvaavat geometriset parametrit ovat pinnan geometrinen muoto, koko, pintojen lukumäärä, sijainti, järjestys jne.Toiminnallisen pinnan variaatiosuunnittelun kautta voidaan saada erilaisia rakenteellisia kaavioita saman teknisen toiminnon toteuttamiseksi.
02
Linkit rakenteiden välillä
Koneessa tai koneessa mikään osa ei ole eristettynä.Siksi osien itsensä toimintojen ja muiden ominaisuuksien tutkimisen lisäksi rakennesuunnittelussa tulee tutkia myös osien keskinäisiä suhteita.
Osien korrelaatio on jaettu kahteen tyyppiin: suora korrelaatio ja epäsuora korrelaatio.Kun kahdella osalla on suora kokoonpanosuhde, ne liittyvät suoraan toisiinsa.Korrelaatiosta, jolla ei ole suoraa kokoonpanosuhdetta, tulee epäsuora korrelaatio.Epäsuora korrelaatio on jaettu kahteen tyyppiin: sijaintikorrelaatio ja liikekorrelaatio.Sijaintikorrelaatio tarkoittaa, että kahdella osalla on vaatimuksia keskinäiselle sijainnille.Esimerkiksi kahden vierekkäisen voimansiirron akselin keskietäisyyden supistimessa on varmistettava tietty tarkkuus ja molempien akselien on oltava yhdensuuntaiset hammaspyörien normaalin niveltymisen varmistamiseksi.Liikekorrelaatio tarkoittaa, että yhden osan liikerata liittyy toiseen osaan.Esimerkiksi sorvin työkalutolpan liikeradan on oltava yhdensuuntainen karan keskilinjan kanssa.Tämä varmistetaan alustan ohjauskiskon ja karan akselin yhdensuuntaisuudella.Siksi karan ja ohjauskiskon välinen sijainti on suhteessa;työkalutolppa ja kara liittyvät liikkeeseen.
Useimmissa osissa on kaksi tai useampia suoraan toisiinsa liittyviä osia, joten jokaisessa osassa on kaksi tai useampia osia, jotka liittyvät rakenteellisesti muihin osiin.Rakennesuunnittelussa tulee huomioida molempien osien suoraan toisiinsa liittyvät osat samanaikaisesti, jotta materiaalin lämpökäsittelymenetelmä, muoto, koko, tarkkuus ja pintalaatu voidaan järkevästi valita.Samalla sen on otettava huomioon myös epäsuorien liittyvien ehtojen, kuten mittaketjun ja tarkkuuslaskelmien, täyttäminen.Yleisesti ottaen, jos osassa on enemmän toisiinsa liittyviä osia, sen rakenne on monimutkaisempi;Mitä enemmän epäsuorasti liittyviä osia osassa on, sitä korkeampi tarkkuusvaatimus on
03
Ongelmat, joihin kannattaa kiinnittää huomiota rakennesuunnittelussa
Mekaanisessa suunnittelussa on valittavissa monia materiaaleja.Eri materiaaleilla on erilaisia ominaisuuksia.Eri materiaalit vastaavat erilaisia käsittelytekniikoita.Rakennesuunnittelussa sopivat materiaalit tulee valita järkevästi toiminnallisten vaatimusten mukaisesti ja sopivat materiaalit materiaalityypin mukaan.Prosessointitekniikkaa ja määritä asianmukainen rakenne käsittelytekniikan vaatimusten mukaisesti, vain asianmukaisen rakennesuunnittelun avulla valittu materiaali voi antaa täyden mahdollisuuden hyödyntää sen etuja.
Jotta materiaalit voidaan valita oikein, suunnittelijoiden on ymmärrettävä täysin valittujen materiaalien mekaaniset ominaisuudet, käsittelyteho ja kustannukset.Rakennesuunnittelussa tulee noudattaa erilaisia suunnitteluperiaatteita valitun materiaalin ominaisuuksien ja vastaavan käsittelytekniikan mukaan.
Esimerkiksi teräksen mekaaniset ominaisuudet jännityksen ja puristuksen alaisena ovat periaatteessa samat, joten teräspalkkirakenne on pääosin symmetrinen.Valurautamateriaalien puristuslujuus on paljon suurempi kuin vetolujuus.Siksi taivutusmomenteille altistuvat valurautarakenteiden poikkileikkaukset ovat enimmäkseen epäsymmetrisiä, joten suurin puristusjännitys kuormituksen aikana on suurempi kuin suurin vetojännitys.Kuva 5.2 on kahden valurautakannattimen vertailu.Teräsrakennesuunnittelussa rakenteen lujuutta ja jäykkyyttä lisätään yleensä lisäämällä poikkileikkauskokoa.Jos seinämän paksuus on kuitenkin liian suuri valurakenteessa, on valulaatua vaikea varmistaa, joten valurakennetta vahvistetaan yleensä jäykistetyillä levyillä ja väliseinillä.Rakenteen jäykkyys ja lujuus.Muovimateriaalien heikon jäykkyyden vuoksi epätasaisen jäähtymisen aiheuttama sisäinen jännitys muovauksen jälkeen voi helposti aiheuttaa rakenteiden vääntymistä.Siksi muovirakenteen ripojen ja seinämän paksuus on samanlainen ja tasainen ja symmetrinen.
Lämpökäsittelyä vaativille osille rakennesuunnittelun vaatimukset ovat seuraavat: (1) Kappaleen geometrisen muodon tulee olla yksinkertainen ja symmetrinen ja ihanteellinen muoto on pallomainen.(2) Poikkileikkaukseltaan epätasaisten osien koon ja poikkileikkauksen muutoksen on oltava hellävarainen äkillisten muutosten välttämiseksi.Jos muutokset vierekkäisissä osissa ovat liian suuria, suuret ja pienet osat jäähtyvät epätasaisesti, mikä väistämättä muodostaa sisäistä jännitystä.(3) Vältä teräviä reunoja ja teräviä kulmia.Terävien reunojen ja terävien kulmien sulamisen tai ylikuumenemisen estämiseksi raon tai reiän reunaan leikataan yleensä 2-3 mm viiste.(4) Vältä osia, joiden paksuusero on suuri ja jotka ovat helposti muotoutuvia ja joilla on suurempi taipumus halkeilla sammutuksen ja jäähdytyksen aikana.
Postitusaika: 08.10.2021