【專業知識】機械設計中常需要的十八般武藝,看完真的會武力大漲奧!


一、雙螺母防松

【專業知識】機械設計中常需要的十八般武藝,看完真的會武力大漲奧!的圖1

采用雙螺線防松,禁止采用圖(a)結構,應采用圖(b)結構,下面采用扁螺母,上面采用厚螺母,但考慮到下面用扁螺母扳手進不去,無法擰緊,而只能用兩個厚螺母結構,如圖(c)。(薄螺母在上面的這種搭配形式為什么就不合理呢?我們需要從螺栓受力的角度來分析,首先螺栓需要預擰緊,利用雙螺母防松時,兩個螺母之間還有軸向頂緊力,當連接部位承受外載荷時,螺栓傳遞的力還要增加,薄螺母螺紋的圈數少,可以承受的載荷比厚螺母小,如果載荷過大,螺紋截面受到的應力就會很大,有可能產生脫扣的風險,也就是我們通常所說的滑扣,因此雙螺母防松時放在上面的一定要是厚螺母。)

兩個螺母對頂擰緊,使螺栓在旋合段內受拉而螺母受壓,構成螺紋連接副的縱向壓緊。安裝方法:先用規定的擰緊力矩的80%擰緊下面的螺母,再用100%的擰緊力矩擰緊上面的螺母;下面的螺母螺紋牙只受對頂力,其高度可以減小,一般用薄螺母;而上面的螺母用I型標準螺母;有的為防止裝錯和保證下面的螺母有足夠的強度,則采用兩個等高的螺母(I型)。

螺母防松也稱對頂螺母防松,當兩個對頂螺母擰緊后,兩個對頂的螺母之間始終存在相互作用的壓力,兩螺母中有任何一個要轉動都需要克服旋合螺紋之間的摩擦力。即使外載荷發生變化,對頂螺母之間的壓力也一直存在,因此可以起到放松作用。該結構簡單、防松效果好、成本低、質量大,多用于低速重載或載荷平穩的場合。

二、兩個定位銷應有不同長短

【專業知識】機械設計中常需要的十八般武藝,看完真的會武力大漲奧!的圖2

大型箱體的組裝往往需要設置數只定位銷,禁止將所有的定位銷都做成一樣的高,如圖a,因為同時對準數只定位銷進行合箱是比較困難的,應該將定位銷做成不一樣的長短,如圖b,合箱時,先對準一個定位銷,就容易一些。

三、在齒輪傳動中,大,小齒輪的正確配置

為了補償可能的安裝誤差以保證接觸線長度和保證運行過程中的磨損,在一般情況下,應使小齒輪寬比大齒輪寬大5~10mm。而且由于同樣的工作時間下小齒輪運作磨損的圈數比大齒輪的多,為保證齒輪的強度所以使得小齒輪的硬度比大齒輪的高

四、經常拆裝合的螺釘連接

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螺釘連接如圖a所示,這種連接的特點是螺釘直接擰入被連接的螺紋孔中,不用螺母,結構比較單、緊湊,使用于結構不能采用螺栓連接的場合,螺釘連接不宜用在受力大或經常拆裝的場合,如果經常拆裝,易使螺紋磨損,可能導致被連接件報廢,如果要經常拆裝,則可采用雙頭螺栓(雙頭螺柱)連接,如圖b,擰入深度為H,當螺孔為鋼或者為表鋼時,H≈d;當螺孔為鑄鐵時,H=(1.25~1.5)d,當螺孔為鋁合金時,H=(1.5~2.5)d,螺紋孔H1=H+(2~2.5)p(p為螺紋螺距),鉆孔深度H2=H1+(0.5~1)d 。

五、高速軸的中間聯軸承器

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    (a)                    (b)                

在高速旋轉的軸端懸上安裝聯軸器時,禁止圖a結構,應使得懸臂長度尺量減小,懸臂越大,變形和不平衡重量越大,因此,在懸臂端安裝聯軸器時,除應尺力減輕聯軸器的重量外,還應尺量靠近軸承處。

六、小直徑的深孔加工

【專業知識】機械設計中常需要的十八般武藝,看完真的會武力大漲奧!的圖5

小直徑的深孔加工困難,成本高,效率低,禁止在旋轉軸上設計深的、小直徑的潤滑孔,如圖a所示,在可能的條件下,盡可能開大一些的孔,必要時,應如圖b所示,制成不同的直徑。

七.兩相互連接的零件通孔和螺紋孔不匹配;

例如:

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裝配時需要二次加工擴螺紋孔并更換螺釘


【專業知識】機械設計中常需要的十八般武藝,看完真的會武力大漲奧!的圖7

裝配時需要二次加工擴通孔處理


【專業知識】機械設計中常需要的十八般武藝,看完真的會武力大漲奧!的圖8

推薦使用螺紋間隙孔來設計

八.忽略外購件的參數

例如:

【專業知識】機械設計中常需要的十八般武藝,看完真的會武力大漲奧!的圖9

注:M14標注表示為普通粗牙螺紋,其螺距為2,因此裝配時螺紋的螺距與外購件不匹配,此案例最終導致設計的連接件報廢。

九.設計出的零件沒有工藝圓角及工藝溝槽,普通加工手段無法完成加工

例如:

【專業知識】機械設計中常需要的十八般武藝,看完真的會武力大漲奧!的圖10

圖1

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圖2

注:如圖1中的設計沒有考慮工藝圓角(刀具都有圓角),其形狀只能用電火花加工或其余特種加工手段才可加工出來,常規加工手段是做不出來的,如設計成圖2所示形狀留有工藝圓角,便可先銑出沉階面,再用Φ10的銑刀清角即可,這樣便于加工節省成本!

十.孔軸相互配合時沒有考慮給公差導致裝不進去。

例如:

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注:凡在設計的零部件中涉及到軸需要放進孔里的情況時,包括軸承與軸承座的安裝、軸與軸承內孔的安裝等。如若孔與軸的直徑尺寸一樣都需要考慮公差配合,除過盈配合和部分過渡配合外(相對較少用到)。原則是軸的直徑上偏差不得大于孔的直徑下偏差,否則就會出現軸裝不進孔里的情況。公差配合的選擇優先根據下圖(機械設計手冊和Solidworks里都有)中的公差配合選擇。


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十一.設計零件配合及焊接零件配合時未考慮定位止口,導致加工操作不便。


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注:如上圖中無定位止口的設計焊接拼裝時很容易將法蘭和鋼管焊偏(不同心),容易出現新的問題。而有定位止口的設計,焊接操作人員拼裝時只需將鋼管放置進止口便可輕松準確定位進行焊接。在零件設計時也需要考慮裝配人員裝配時是否方便,因此常常需要考慮設計定位止口。

十二.設計零件的時候沒有考慮常規手段能否加工。

例如:

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十三.設計焊接件的時候沒有留加工余量。


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注:如上圖所示需要設計一個焊接件,最終加工完高度要求100mm,下面為其零件圖,按照左圖中設計拼接完焊接前其總高度就到100mm了,然而由于焊接變形和焊接收縮其焊接完成總高度就會小于100mm,當加工上下兩個法蘭面到需要的平面要求時,最終其總長度就會與原設計要求相差很遠。

而右圖則在設計零件圖時考慮了加工余量,其零件拼接完后總高度為104mm,這樣上下兩個法蘭面各有2mm加工余量,足夠其加工到目標尺寸。新人在設計此類焊接件時往往容易忽略放加工余量,最終基本都會導致零件報廢。

十四.設計焊接件的時候沒有考慮焊接變形,及焊接拼裝誤差,焊接件安裝孔在零件上打好再焊接,焊接后發現孔的位置不對了,導致無法安裝。

例如:

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注:如上圖所示焊接件上面的安裝孔,如果其安裝孔在設計焊接零件的時候就加工好了,那么在焊接的時候對幾根型鋼的相對位置定位要求非常高,焊接定位精度達不到的話,兩根鋼條上的安裝孔相對位置容易出現較大誤差,最終導致無法安裝。焊接件的安裝孔原則上應該在焊接完之后加工,這樣即簡化了焊接又能夠保證零件空位位置精度。

十五.設計零件時未考慮表面處理,如:Q235,45#,鑄件等易銹材料沒有做表面處理。

注:機械工程材料中有許多常用的易腐蝕氧化的材料,在選擇此類材料加工零件時應該注意,要在技術要求中添加表面處理。如:發黑、鍍鉻、油漆、噴塑、噴砂等

十六.零件設計材料選擇不合理。

注:機械工程材料有很多的種類,每種都有其獨特的性能,如焊接性能、防腐性能、導熱性能、自潤滑性能、熱處理性能等等,但新人在選擇材料的過程中通常容易犯一些一些典型錯誤:

1)不銹鋼焊接件其焊接零件選擇304 (×)

不銹鋼304L焊接性能好,公司統一正常使用環境下凡是需要焊接的不銹鋼材料均選擇304L,不需要焊接的不銹鋼零件均選擇304

2)如下圖為一個需要使用線切割或者電火花等特種加工才可以完成的零件,但材料選擇了非金屬(尼龍1010) (×)

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非金屬材料絕大多數都是絕緣的,尼龍1010也是,其絕緣的特性決定了其不可用用線切割或者電火花加工。選用非金屬一般考慮減震、潤滑等特性,因此考慮到其特殊的形狀,材料選擇黃銅H62相對接近。

十七.標注尺寸不規范,比如:基準面與基準軸標注混淆。

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十八.設計零件時未考慮工藝溝

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【專業知識】機械設計中常需要的十八般武藝,看完真的會武力大漲奧!的圖26注:新人在設計零件時通常不會畫出退刀槽,由于對退刀槽的認識不夠便容易忽略,其實是很重要的,如內外螺紋如果螺紋根部沒有設計退刀槽,那么與其配合的螺紋連接件無法擰到與螺紋根部的端面接觸,通常容易造成所設計的零件不可用。還有就是在加工高精度安裝面及階梯軸時在軸肩根部需要設計越程槽,上圖即很好的解釋了越程槽的作用,可以使加工道具加工到整個圓柱面。

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