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从减省耗材的角度优化机械结构设计

作者www.kndj.net 发布时间: 17/08/27

    产品结构设计是针对产品内部结构、机械部分的设计;一个好产品首先要实用,因此,产品设计首先是功能,其次才是形状。产品实现其各项功能完全取决于一个优秀的结构设计。结构设计是机械设计的基本内容之一,也是整个产品设计过程中最复杂的一个工作环节,在产品形成过程中,起着至关重要的作用。
从减省耗材的角度优化机械结构设计
 
节约材料保证机械设能的结构设计
 
    既要节约材料,又要保证构件的机械性能(强度,刚度等),作到两全其美。这样首先要考虑的问题就是结构屈曲变形的问题,“屈曲”是由于刚度不足而产生的破坏,则度又叫刚性或回弹率c屈曲是薄壳,是常见的破坏方式,局部屈曲分:受压屈曲,受弯屈曲和扭转屈曲三种。如何强化薄壳,梁和柱是解决屈曲问题的主要方案。预防屈曲的措施如下:
 
(1)采用加强方法,加筋,压瓦楞,表面网纹结构,均可提高构件的强度和刚度,以防止局部屈曲。
 
(2)选用具有较高弹性模量B和较高剪切模量G的硬质材料。
 
(3)梁和拄的设计,用管子代替实心棒承受的转载荷大,因空心管其重量x、y、z:轴三座标的惯性矩较大,故在抗弯曲和抗扭转方面比实心棒效果更好。
 
(4)增加壁厚,选用令直径厚壁管,承受弯曲时不致于屈曲。
 
(5)薄壁管弯形时,可装入填充物如砂子、蜡或树脂等,弯形时这些填充钩可加强管壁并产生流体静压力,弯形后将填充物熔化,回收以备再用。
 
节约树料助产品(零件、部件)结构设计
 
    电子元器件中,有许多产品结构不单是为了确保其机械强度,而更多地考虑其电性能。如变压器的功能,导磁率是它的主要质量指标和设计的主导思想,如何在保证质量的条件下缩小体积,减少材料消耗,就是改进产品结构设计的方向。
 
    例如变压器阻流圈铁;路的设计,有CD型和ED型两种,其铁芯均需用冷轧硅钢带(D310)制造。ED型采用冲压片重叠装配而成,CD型采用卷绕工艺制成。但CD型铁芯比ED型铁芯有显著的优点;它质量稳定,损耗小,导磁串高,相同横截面积的c型铁芯导磁率B位为15000-17000高斯,而E型结构的铁芯B值一般在9000—12000高斯;相同容量的C型铁芯比E型钦芯重员可减轻三分之一左右,节约了钢材。生产一台250瓦的同功率的变压器.按采用C型铁芯耗用继钢片1.88公斤,而采用E型铁芯需耗用硅钢片3.04公斤;同时C型银芯外形美观,装越简便。因此,在各种变压器和阻流圈的设计中均应尽量采用C型铁芯结构,既提高了产品质量,每台又减少消耗硅钢片1.16公斤(约38%)。

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