第二十章机械零件的构形与表达(二)2013

1、20.4、机械零件的三维表达20.3、机械零件的构形20.3、机械零件的构形1、基本概念2、机械零件的构形步骤 3、机械零件的构形方法 4、构形方式拓展5、零件构形相关问题机械零件构形： 确定零件的合理形状称为零件的合理构形，简称构形。1、基本概念合理构形：在满足设计性能要求的前提下，尽可能使零件形状简单、便于制造、结构紧凑、重量轻、成本低 。 构形时一般考虑的顺序是：2、 机械零件的构形步骤 工作部分 安装部分连接部分 箱体类零件构形举例：构造齿轮泵泵体 通过泵体内齿轮的转动，把油吸入泵内提高压力后排出泵外。齿轮泵： 3、 机械零件的构形方法 整体设计示意图泵体泵盖主动齿轮 从动齿轮 从动轴

2、 螺钉密封件垫片 压盖主动轴压盖螺母3、 机械零件的构形方法 (1)工作部分的构形 对于任何零件：工作部分是零件的主要部分。 工作部分是为实现零件的主要功能而设计的主要结构部分。3、 机械零件的构形方法 工作部分的构形原则：“由内定外”。对于箱体类零件和轮盘类零件： 工作部分形状通常取决于其内部所包容的零件的形状和运动情况。对于这类零件，内腔形状(工作部分)是主要的。这样构形使得结构紧凑，可达到良好的效果。先对内部形状进行构形；外部形状基本上与内部形状相仿。3、 机械零件的构形方法 ： 容纳齿轮以及支承齿轮轴的一端。另一端由泵盖支承。要求：3、 机械零件的构形方法 根据“由内定外”的原则，构造

3、泵体中包容齿轮的部分。3、 机械零件的构形方法 支承从动轴右端3、 机械零件的构形方法 （2）安装部分构形： 是为实现零件与其它零件间的连接而设计的，构形时要考虑被联结的零件。 对于箱体类零件，这一部分常常分成几部分。泵体与进出油管的联接；泵体与泵盖的联接；泵体与基座的联接；泵体与压盖、压盖螺母联接。本例安装部分包含四部分：3、 机械零件的构形方法 泵体与进出油管的联接3、 机械零件的构形方法 泵体与泵盖的联接3、 机械零件的构形方法 泵体与基座的联接3、 机械零件的构形方法 泵体与压盖、压盖螺母联接3、 机械零件的构形方法 （3）连接部分构形 对于大部分箱体零件：其箱体的外形就可看作是“连接

4、部分”，同时有一些结构连接几何上分离的部分。把零件上的“工作部分”与“安装部分”连接起来。形状取决于“工作部分”和“安装部分”的形状。3、 机械零件的构形方法 3、 机械零件的构形方法 进一步讨论：厚： 重量大问题1：重量3、 机械零件的构形方法 改进一： 对螺孔进行“内定外”构形。效果： 重量减轻，但接触面积减小，影响密封性能。3、 机械零件的构形方法 改进二： 将与泵盖联接部分减薄。效果： 重量减轻，但影响强度、刚度。3、 机械零件的构形方法 改进三： 整体减薄，局部加厚。效果： 重量减轻，、满足强度、刚度、密封要求。3、 机械零件的构形方法 问题2：刚度3、 机械零件的构形方法 改进：

5、加肋板。 上部凸起与下部连通。作用： 提高刚度。3、 机械零件的构形方法 加工方面考虑：减少加工面积；铸造圆角。3、 机械零件的构形方法 加工方面考虑：内腔“8”字形，齿轮接触面。3、 机械零件的构形方法 加工方面考虑： 退刀槽、刀痕。3、 机械零件的构形方法 4、 构形方式拓展传动齿轮轴传动齿轮轴3 3螺钉螺钉1515右端盖右端盖7 7轴套轴套9 9压紧螺母压紧螺母1010齿轮轴齿轮轴2 2泵体泵体6 6垫片垫片5 5左端盖左端盖1 1销销4 4传动齿轮传动齿轮1111垫圈垫圈1212螺母螺母1313键键14144、 构形方式拓展4、 构形方式拓展4、 构形方式拓展4、 构形方式拓展5、零件

6、构形相关问题 铸件表面相交处应有圆角，以免铸件冷却时产生缩孔或裂纹，同时防止脱模时砂型落砂。缩孔裂纹 铸造圆角A、铸造对零件结构的要求1) 与加工相关的问题 拔模斜度 铸件在内外壁沿起模方向应有斜度, 称为拔模斜度。拔模斜度 壁厚均匀缩孔壁厚均匀壁厚不均匀壁厚逐渐过渡内切圆的直径差别不能大于2025% 5、零件构形相关问题5、零件构形相关问题避免厚薄悬殊的截面添加工艺孔 尽量减少分箱面 5、零件构形相关问题不好好 退刀槽和砂轮越程槽退刀槽和砂轮越程槽退刀槽和砂轮越程槽退刀槽和砂轮越程槽 作用：便于退刀和零件轴向定位。作用：便于退刀和零件轴向定位。作用：便于退刀和零件轴向定位。作用：便于退刀和零

7、件轴向定位。砂轮越程槽砂轮越程槽砂轮越程槽砂轮越程槽退刀槽退刀槽退刀槽退刀槽b b b bb b b bb b b b砂轮砂轮砂轮砂轮90909090 钻孔端面钻孔端面钻孔端面钻孔端面作用：避免钻孔偏斜和钻头折断。作用：避免钻孔偏斜和钻头折断。作用：避免钻孔偏斜和钻头折断。作用：避免钻孔偏斜和钻头折断。（2）机械加工对零件结构的影响）机械加工对零件结构的影响5、零件构形相关问题B、5、零件构形相关问题凸台凹坑凹腔凹槽接触加工面 凸台和凹坑作用：减少机械加工量及保证两表面接触良好。5、零件构形相关问题5、零件构形相关问题 工艺孔5、零件构形相关问题中间孔无法加工设计工艺孔，打通后再堵上5、零件构

8、形相关问题5、零件构形相关问题减少装夹次数不好好序号结构的工艺性不好结构的工艺性好说明1键槽的尺寸、方位相同，可在一次装夹中加工出全部键槽，提高生产率2退刀槽尺寸相同，可减少刀具种类，减少换刀时间3三个凸台表面在同一平面上，可在一次进给中加工完成5、零件构形相关问题序号结构的工艺性不好结构的工艺性好说明4小孔与壁距离适当，便于引进刀具5方形凹坑的四角加工时无法清角，影响配合 6型腔淬硬后，骑缝销孔无法用钻铰方法配作 5、零件构形相关问题A、避免应力集中2）与零件性能、寿命相关的构形问题5、零件构形相关问题5、零件构形相关问题避免尖角和棱角 B、增强刚度：加肋板5、零件构形相关问题C、减轻零件重量 ：局部加强与整体减薄 方案a:均匀壁厚重方案b:受力部位加厚，整体加薄轻 5、零件构形相关问题去掉多余金属 凸台齿轮5、零件构形相关问题 某铝制零件的连接凸缘，经常拆卸，螺纹部分极易损坏，致使整个零件报废。 如果在铝制零件上嵌入一钢制螺套，可相应提高整个零件的寿命