机械装备结构设计内容优化

机械装备按用途，可分为动力机械（如电动机、内燃机、蒸汽机等）、金属切削机械（如车床、钻床、镗床、磨床、齿轮加工机床、螺纹加工机床、铣床、刨插床、拉床、电加工机床、锯床和其他机床等）、交通运输机械（如飞机、汽车、铁路机车、船舶等）、起重运输机械（如各种起重机、运输机、升降机、卷扬机等）、工程机械（如挖掘机、铲运机、工程起重机、压路机、打桩机、钢筋切割机、混凝土搅拌机、凿岩机、军工专用工程机械等）、轻工机械（如纺织机械、食品加工机械、印刷机械、制药机械、造纸机械等），以及专用机械（如冶金机械、采煤机械、化工机械、石油机械等）。图1-1所示为一些常见的典型机械装备。

（a）氢燃料内燃机

（b）液压挖掘机

图1-1 典型机械装备示例

减速器是各种机械装备中常用的部件，用于实现运动和动力的传递。图1-2为两级圆柱斜齿轮减速器的工作原理，该减速器通过斜齿轮实现两级减速，从而使运动和动力由输入轴Ⅰ传递到输出轴Ⅲ。根据图1-2的工作原理，可设计出图1-3所示的两级齿轮减速器的结构设计总装图。

图1-2 两级变速箱工作原理图

（1）设计减速器结构的主要步骤包括以下几点。

①明确设计要求，包括减速比、传动功率、使用寿命等。(www.xing528.com)

②齿轮设计：根据齿轮的工作情况，按照齿轮的接触疲劳强度和弯曲疲劳强度等设计准则，确定齿轮的基本尺寸，选择齿轮的材料和热处理方法。

③轴的设计：根据弯扭组合疲劳强度条件确定轴的几何尺寸，选择轴的材料和热处理方法。

④轴系设计：选择轴承，确定轴的支撑方式，轴上零件的定位方式；

⑤减速器箱体设计。

⑥方案可行性评估及完善。

⑦绘制减速器结构图。

（2）由两级齿轮减速器的结构设计过程可知，一般机械结构设计包含以下两方面的内容。

①功能设计。为实现机械的功能进行的设计，即通过机械装备结构设计实现机械的功能原理方案。

②保质设计。为保证机械装备结构的力学性能、工艺条件、经济性和安全性等要求所进行的设计。

图1-3 两级齿轮减速器的结构设计总装图