機械結構的案例
機械結構可靠性設計與傳統安全系數法機械設計的關系
在機械結構的傳統設計中，產品的設計者主要從滿足產品使用要求和保證機械性能要求出發進行產品設計。在滿足這兩方面要求的同時，必須利用工程設計經驗，使產品盡可能可靠，這種設計不能回答所涉及產品的可靠程度或發生故障概率是多少。
當設計者不能確定設計變量和參數時，為了保證所設計的產品的結構安全可靠，一般情況下在設計中引入一個大于1的安全系數，試圖一次來保證機械產品不會發生故障。所以傳統設計方法一般也稱“安全系數法”。
安全系數法的基本思想是：機械結構在承受外載荷后，計算得到的應力應該小于該結構材料的許用應力。
在傳統設計中，只要安全系數大于某一根據實際使用經驗規定的數值就認為是安全的。但安全系數本身就實質而言，仍是一個“未知”的系數。安全系數的概念本身包含著一些無法定量表示的影響因素。不同的設計者由于經驗的差異，其設計的結果有可能偏于保守或危險，前者會導致結構尺寸過大，重量過重，費用增加，后者則可能使產品故障頻繁，甚至產生嚴重“機毀人亡”后果。
從可靠性角度考慮，影響機械產品故障的各種因素可概括為“應力”和“強度”。“應力”大于“強度”時，故障發生。應力包括各種環境因素，例如：溫度、適度、腐蝕、粒子輻射等。應力使一個受多種因素影響的隨機變量，具有一定的分布規律。受材料的譏刺惡性能、工藝環節的波動和加工精度等的影響，強度也是具有一定分布規律的隨機變量。在這種情況下，研究機械結構的可靠性問題就是機械概率可靠性設計。
一概率論和樹立統計位理論基礎的可靠性設計方法比常規的安全系數法更合理，可靠性設計能得到所要求的恰如其分的設計，能得到較小的零件尺寸、體積和重量，從而節省原材料、加工時間，可以是所設計的零件具有可預測的壽命和失效概率，而安全系數則不能。
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ANSYS 12.0 機械與結構有限元分析從入門到精通（電子版）
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展開 基于SolidWorks的自動裝卸機械結構設計
2.3 機械手手爪的設計
機械爪設計要滿足相應的原則，搬運式手爪實現物體的搬 運和夾取，為多類型手持裝置。加工式手爪為機械手附加設備， 設置銑刀、焊槍等工具，能夠實現作業加工。 機械手手腕為操作最末端，和手爪連接。手爪的空間動作和 作業與手臂配合，滿足實際作業需求，具備一定自由度，并且小 巧輕盈、結構緊湊。自由度要根據實際情況確定，并且保證結構 鋼度和強度，從而使其在工作過程中傳遞和運動的連貫性。在保 證其精度目標時，設置傳動間隙調整。為了避免機械損壞，在手 腕各個關節實現開關設置。 機械手手臂要承受一定載荷，機械自身具備一定速度。為了 降低電機負載，和手臂關節軸對比，手臂要保證平衡，加強對機 械手的控制。
3 自動裝卸結構的運動仿真
夾持紙箱設計為 530 mm×230 mm×370 mm，在平板拖車 中實現紙箱的設置，在平板拖車上方設置夾持機構，夾持機構向 下運動，機械手做向心運動使箱體夾緊，上抬一定高度在工作臺 水平移動，之后垂直向下在工作臺放置箱體，最后夾持機構翻 轉，松開機械手，夾持機構回到初始位置，重復裝卸過程。在整個 仿真運動中，要求運動速度準確，圖 4 為自動裝卸結構運動仿 真。仿真結果表明，該設計能夠滿足自動裝卸機械的運動需求。
4 結束語
本文使用模塊化和優化設計理論實現自動裝卸機械結構的 設計，利用 ANSYS 軟件進行校核。使用 SolidWorks 軟件實現運 動過程仿真。仿真結果表明，該設計能夠滿足機械運動需求。整 體結構的設計能夠實現功能需求，在裝卸作業中使用可降低成 本，還能夠提高裝卸工作效率。
參考文獻
［1］譚瀚禹，王成，徐東亮，等.璃鋼管道纏繞芯玻模自動存取機的設計 與研究［J］.起重運輸機械，2020（8）：32-38.
展開 總結太全面了：機械設計中的結構要素、設計要求準則
機械結構設計的任務是依據設計任務在總體設計構想的基礎上，確定的原理方案，繪制出具體的結構圖，以實現設計所要求的功能。
設計的過程是將抽象的工作原理具體化為某類構件或零部件，包含確定結構件的材料、形狀、尺寸、公差、熱處理方式和表面處理等，還須考慮其加工工藝、強度、剛度、精度以及與其它零件相互之間關系等問題。所以結構設計的直接產物雖是技術圖紙，但工作不是簡單的機械制圖，圖紙只是表達設計方案的工程語言，運用機構設計的各種技術將設計構想具體化是結構設計的基本內容。
1 機械結構件的結構要素和設計方法
1.1 結構件的幾何要素
機械結構的功能主要是靠機械零部件的幾何形狀及各個零部件之間的相對位置關系實現的。零部件的幾何形狀由它的表面所構成，一個零件通常有多個表面，在這些表面中有的與其它零部件表面直接接觸，把這一部分表面稱為功能表面。在功能表面之間的聯結部分稱為聯接表面。零件的功能表面是決定機械功能的重要因素，功能表面的設計是零部件結構設計的核心。描述功能表面的主要幾何參數有表面的幾何形狀、尺寸大小、表面數量、位置、順序等。通過對功能表面的不同設計，可以得到為實現同一技術功能的多種結構方案。
1.2 結構件之間的關聯
在機器或機械中，任何零件都不是孤立存在的。因此在結構設計中除了研究零件本身的功能和相關特征外，還必須研究零件之間的相互關系。零件之間的相互關系分為直接相關和間接相關兩類。兩個零件有直接裝配關系的成為直接相關。沒有直接裝配關系的成為間接相關。間接相關又分為位置相關和運動相關兩類。位置相關是指兩零件在相互位置上有要求，如減速器中兩相鄰的傳動軸，其中心距必須保證一定的精度，兩軸線必須平行，以保證齒輪的正常嚙合。
展開 
機械設計中的結構要素、基本要求和準則有什么
機械結構設計的任務是依據設計任務在總體設計構想的基礎上，確定的原理方案，繪制出具體的結構圖，以實現設計所要求的功能。設計的過程是將抽象的工作原理具體化為某類構件或零部件，包含確定結構件的材料、形狀、尺寸、公差、熱處理方式和表面處理等，還須考慮其加工工藝、強度、剛度、精度以及與其它零件相互之間關系等問題。所以結構設計的直接產物雖是技術圖紙，但工作不是簡單的機械制圖，圖紙只是表達設計方案的工程語言，運用機構設計的各種技術將設計構想具體化是結構設計的基本內容。
1 機械結構件的結構要素和設計方法
1.1 結構件的幾何要素
機械結構的功能主要是靠機械零部件的幾何形狀及各個零部件之間的相對位置關系實現的。零部件的幾何形狀由它的表面所構成，一個零件通常有多個表面，在這些表面中有的與其它零部件表面直接接觸，把這一部分表面稱為功能表面。在功能表面之間的聯結部分稱為聯接表面。
零件的功能表面是決定機械功能的重要因素，功能表面的設計是零部件結構設計的核心。描述功能表面的主要幾何參數有表面的幾何形狀、尺寸大小、表面數量、位置、順序等。通過對功能表面的不同設計，可以得到為實現同一技術功能的多種結構方案。
展開 【5/29更新】機械設計中的結構要素、基本要求和準則有什么
機械結構設計的任務是依據設計任務在總體設計構想的基礎上，確定的原理方案，繪制出具體的結構圖，以實現設計所要求的功能。設計的過程是將抽象的工作原理具體化為某類構件或零部件，包含確定結構件的材料、形狀、尺寸、公差、熱處理方式和表面處理等，還須考慮其加工工藝、強度、剛度、精度以及與其它零件相互之間關系等問題。所以結構設計的直接產物雖是技術圖紙，但工作不是簡單的機械制圖，圖紙只是表達設計方案的工程語言，運用機構設計的各種技術將設計構想具體化是結構設計的基本內容。
1 機械結構件的結構要素和設計方法
1.1 結構件的幾何要素
機械結構的功能主要是靠機械零部件的幾何形狀及各個零部件之間的相對位置關系實現的。零部件的幾何形狀由它的表面所構成，一個零件通常有多個表面，在這些表面中有的與其它零部件表面直接接觸，把這一部分表面稱為功能表面。在功能表面之間的聯結部分稱為聯接表面。
零件的功能表面是決定機械功能的重要因素，功能表面的設計是零部件結構設計的核心。描述功能表面的主要幾何參數有表面的幾何形狀、尺寸大小、表面數量、位置、順序等。通過對功能表面的不同設計，可以得到為實現同一技術功能的多種結構方案。
1.2 結構件之間的關聯
在機器或機械中，任何零件都不是孤立存在的。
展開 2018年第四屆國際機械結構與智能材料國際會議(ICMSSM2018)
2018年第四屆國際機械結構與智能材料國際會議(ICMSSM2018)
會議簡介
2018年第四屆機械結構與智能材料國際會議(4th ICMSSM2018)將于2018年9月22日—23日在中國深圳召開。會議主題包括新型功能材料、機械工程和機電一體化、機械設計、材料成型、智能材料等。此次會議也為廣大學者，專家提供一個平等的交流平臺。第四屆機械結構與智能材料國際會議誠邀您的加入。
●會議地點：中國，深圳
●會議時間：2018年9月22日-23日
●會議官網：http:/www.icmssm.org/
論文出版
本次會議被錄用的所有論文都將出版在會議論文集收錄在國際期刊"Materials Science Forum" [ISSN print 0255-5476 ISSN cd 1662-9760 ISSN web 1662-9752, Trans Tech Publications]上，由出版社提交主要數據庫（EI, SCOPUS, GOOGLE SCHOLAR等）檢索。
會議主題
會議主題包括機械結構和智能材料等。
T1: 材料科學與工程
T2: 機械工程和機電一體化
T3: 材料加工技術
T4: 材料科學和技術
重要日期
會議截稿日期:2018年6月4日
錄用通知日期:2018年6月7日
注冊截止日期:2018年6月15日
大會召開日期:2018年9月22-23日
投稿方式
Email: cfp@icmssm.org
聯系方式
郵箱： cfp@icmssm.org
微信：13125407442
網址: http:/www.icmssm.org/
電話: +86-24-83958379 王老師
Q Q: 2947191913
展開 【專業知識】機械結構設計基礎知識講解，方法、要求及設計準則
那種只滿足主要技術功能要求的機械設計時代已經過去，統籌兼顧各種要求，提高產品的質量，是現代機械設計的關鍵所在。
3.優化設計和創新設計用結構設計變元等方法系統地構造優化設計空間，用創造性設計思維方法和其它科學方法進行優選和創新。
三、機械結構基本設計準則
機械設計的最終結果是以一定的結構形式表現出來的，按所設計的結構進行加工、裝配，制造成最終的產品。所以，機械結構設計應滿足作為產品的多方面要求，基本要求有功能、可靠性、工藝性、經濟性和外觀造型等方面的要求。此外，還應改善零件的受力，提高強度、剛度、精度和壽命。因此，機械結構設計是一項綜合性的技術工作。由于結構設計的錯誤或不合理，可能造成零部件不應有的失效，使機器達不到設計精度的要求，給裝配和維修帶來極大的不方便。機械結構設計過程中應考慮如下的結構設計準則。
1.現預期功能的設計準則
產品的設計主要目的是為了實現預定的功能要求，因此實現預期功能的設計準則是結構設計首先考慮的問題。要滿足功能要求，必須做到以下幾點。
(1)明確功能:結構設計是要根據其在機器中的功能和與其他零部件相互的連接關系，確定參數尺寸和結構形狀。
展開 電子書《機械結構有限元分析》
機械結構有限元分析.part2.rar
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一種電機軸螺桿加工專用的數控銑床機械結構系統優化設計
摘要：【目的】針對螺桿加工專用銑床存在自動化程度低、功能集成度不高、生產工藝周期長、機床結構形式陳舊、機械結構穩定性差等不足。【方法】課題組以數控銑床系統結構穩定性設計的研究為出發點，根據機床設計目標和各項性能指標要求，研究與加工工藝相適應的功能機構布局，設計機床總體結構方案，重點研究上下料機構、旋銑系統、傳動系統、床身的設計。【結果】設計出具有性能優良、功能完備的高端電機軸螺桿旋銑設備，實現電機軸螺桿的自動加工，降低企業勞動生產成
本，提高生產效率，增加企業經濟效益。【結論】該數控銑床整機結構設計穩定緊湊，占地面積小，集成度高。
關鍵詞：數控銑床；機械結構；優化設計；螺桿加工
0、 引言
近年來，我國電機軸螺桿旋銑設備的各項性能有了明顯提升，但與國外高端旋銑設備相比，仍處于低水平重復狀態，具體表現如下：1）設備集成化程度低。現有機床功能結構無法滿足最優的生產工藝策略，工件流轉周期長，生產效率低，占地面積大。2）機床結構陳舊。現有電機軸螺桿旋風銑床多以平床身為主，較國外斜導軌型、階梯型導軌機床切削剛性弱，且裸露的導軌表面易因大量的切屑沖擊而發生磨損和熱變形。3）旋風銑頭穩定性不足。
國內旋風銑頭動力布置多為后置型，帶型為聯組窄V 帶，傳動效率較低，易發生扭振，且動力后置使刀軸前后端軸承受力不均，后軸承磨損加劇，穩定性欠佳。銑頭的刀軸較長，內孔多為直柱面，嚴重制約了螺桿螺旋升角的加工范圍。為防屑防液，銑頭多為密封形，工作時軸承摩擦溫升易引發刀軸熱變形。影響旋銑設備性能優劣的原因有許多，除材料性能、制造工藝、安裝技術等影響因素外，機械結構的穩定性設計也是重要因素之一。
展開 機械結構動圖，全是干貨，學會了讓老板工資加一萬（上）
導讀
有時候機械結構的運動和傳動都不需要用文字來表示，一個動態圖就表達清楚了，一看就明白，簡單明了，今天展示的機械結構動態圖，滿滿干貨！
1.桿狀爬行機構
2.鏈條八字傳動機構
3.可變向八字傳動機構
4.步進運動機構
5.圖像復制機構
6.定向供料機構1
7.定向供料機構2
8.平面滑槽轉動機構
9.凸輪滑塊上升機構
10.光譜儀傳動機構
11.窗簾展開機構
12.船槳機構1
13.船槳機構2
14.間隔分料機構1
15.間隔分料機構2
16.手動剎車機構3
17.手動剎車機構4
18.手動剎車機構5
19.萬向聯軸節
20.有軌小車手動剎車機構
展開 
【經驗分享】機械結構設計工程師需要什么樣的分析軟件？！
ANSYS 機械結構有限元分析軟件
ANSYS是集結構、電場、磁場、熱場，熱電糅合等進行仿真分析的大型有限元分析軟件，目前，在醫學、化工機械，核電機械、國防軍工、家電行業有廣泛的應用。
Abaqus 工程模擬有限元分析軟件
ABAQUS是工程模擬有限元分析軟件，可以方便的解決從線性結構的結構分析到非線性結構的分析，尤其擅長非線性仿真分析。在醫學、電場、磁場、機械結構分析等有廣泛的應用。
Fluent流體仿真分析軟件
Fluent軟件在化工機械中對傳熱、對流和化學反應進行仿真分析軟件，在化工機械開發與研究中應用廣泛。
MATLAB Simulink軟件包
Simulink是MATLAB一個對動態系統進行建模與仿真分析的軟件包，對于機械系統的控制研究常用的該軟件包進行仿真分析，得出結果對控制算法進行優化。
Vericut數控加工仿真軟件
Vericut軟件是數控加工仿真軟件，可以對機床進行三維建模，對數控程序進行仿真加工，常用于NC程序優化與仿真，過切與干涉檢測等，對于提高結構精度，仿真機床碰撞等方面有好的作用，尤其適用五軸加工。
機械系統仿真軟件很多，上述僅僅列出了我常用的幾款，供大家選擇學習。
展開 沖壓加工所用的壓力機的機械結構
沖壓加工廠沖壓加工所用的機械壓力機是一種通過曲柄滑塊機構將電動機的旋轉運動轉換為滑塊的直線往復運動，對坯料進行成形加工的鍛壓機械。廣泛用于沖壓、 擠壓、 模鍛和 粉末冶金等工藝。壓力機由電機經過傳動機構帶動工作機構，對工件施加工藝力。具有用途廣泛，具有生產效率高等特點。壓力機由壓式四立柱油壓機、電加熱系統和保溫裝置、組合控制機柜、模具輸送臺架著四部分組成，我們今天來了解一下壓力機這四部分的機械結構。
1.加熱系統：加熱系統是由鋼制加熱板、加熱管、保溫層組成。加熱板分上下兩塊，分別與壓力機底座和壓排固定連接，并便于拆裝，加熱板用好的45#鋼調質處理制成。保溫層設置在加熱板和底座（或壓排）之間，加熱板四周有設置保溫側板 應選用隔熱性能好的材料制作，平面尺寸與加熱板相當，厚度不小于 20毫米。
2.五金沖壓四立柱油壓機：壓機應具有可靠的結構剛度抗變形能力，液壓站上位置，壓排設置模具吊裝連接裝置，液壓站和壓排有可拆裝的防塵機蓋。工件能出方向為長度方向。
3.模具輸送架：臺架為一個上部裝有滾輸的結構，一端與壓力機底座相連（可拆卸），一端放置在地面上（可調節高度）。隔溫板放在壓力機壓排與底座四周，以減少模具加溫過程中的熱量損失，用鋁板（或不銹鋼板）和保溫材料制成。
4.控制機柜：機柜式壓力機動作和溫度的組合柜。機柜面板上儀表及開關；壓力指示儀表；加熱開關及指示燈；電源開關，指示燈，電壓表，電流表；壓力機動作按鈕及指示燈；數顯溫度調節儀；保溫計時器，超溫警報器；升溫速率1.7℃~2.5℃/min；使用溫度180℃；溫度不均勻性±3℃，各相電源的加熱功率均衡；溫度調節儀對相應測溫區域實時控制，當全部達到設定值± 3℃時，計時器到設定時間后，控溫系統能按工藝設定值自動加溫或斷電。
展開 5月29-30日 北京+線上 | Hypermesh機械結構強度分析及網格劃分
有限元分析在多個制造行業的產品設計中發揮著重要先驗作用,Hypermesh是得到多個制造行業廣泛應用的有限元分析軟件之一,為了讓廣大分析人員更好地掌握Hypermesh這個有限元分析通用工具，特舉辦“Hypermesh機械結構強度有限元分析”專題培訓。
本課程基于Hypermesh平臺，介紹其強大的幾何清理、1D/2D/3D網格劃分及網格質量提升、模型連接、結果后處理等工具。通過各工具的使用方法及實戰技巧講解，再加上大量工程實例操作強化軟件應用，幫助設計人員快速掌握用有限元分析解決實際工程結構強度問題的能力。
時間及地點
2021年5月29日-5月30日 線下*北京/同步直播 （授課2天）
（課后可免費觀看同步教學視頻）
主講專家
該課程講師，博士，畢業于天津大學機械制造及其自動化專業，15年仿真分析經驗；4年工程機械結構強度仿真分析及試驗檢測經驗；6年汽車底盤結構耐久仿真分析經驗，底盤結構耐久子領域專家，負責10余款乘用車（類型涵蓋轎車、SUV、汽油車、電動車、混動車）底盤結構耐久仿真分析與優化，工程故障問題分析及解決方面亦經驗豐富。精通Hypermesh、Abaqus、Nastran、Ncode等工程仿真分析軟件，培養專業仿真分析工程師10余名，培訓機械設計工程師數十名。
收費標準
A：3600元/人，住宿可統一安排，費用自理。
展開 機器人日行十萬步卻無需動力源 完美的機械結構讓你開始懷疑人生
這種自發的穩定步態完全是由機器人的機械結構決定的。下面是一個簡單的原理圖。
基于自己的理論，T.McGeer先后構建了2D無關節的純被動機器人和有膝關節的雙足被機器人。自T.McGeer開創性工作之后，美國、歐洲和日本的大學就都開始在被動步態領域展開的深入的研究。其中比較出名的是康納爾大學的、麻省理工學院、荷蘭代爾夫特理工大學和前面提到的日本名古屋工業大學。一時間完全被動的和有驅動的不行機器人風靡全球的科研院所。
本文開篇提到的那個超牛掰的機器人佐野明人教授花了十幾年時間于2009年研制成功的。而這種機器人有一個弊端，在沒有動力源的情況下，要求機器人行走的路面必須是一個斜坡，顯然這對于能應用于我們生活中的機器人是不現實的。所以科學家的目的不在于此，他們的目的是什么？清華大學重點實驗室的教授在論文中這樣說：在充分分析機器人被動行走原型系統的基礎上逐步加大機器人結構的復雜度，研究引入驅動的半被動步行機器人。最終利用所得的結論指導機器人的設計和控制，從而實現穩定、魯棒、高效的仿人雙足機器人。
所以，在此基礎上波士頓動力研發出了上圖這款叫ATRIAS的機器人。它在兩條腿上面的盒子中加上了驅動，而腿部放置了彈簧（用以儲能），在行走的過程中腿以以一種被動擺動的形式交互運作。ATRIAS引入了彈簧-質點模型（身體的質量以一個單點的形式附著在一條“無質量”的彈簧腿上）。腿上的彈簧可以在每只腳落地時儲存部分能量，并把它轉變成推動機器人下一步的力量，正如動物腿上的彈性關節。
與大多數機器人采取的靜態穩定性的方法不同，ATRIAS以動態穩定的方式行走，這與人類的行走方式相同：在每次邁步的過程中于傾倒之前獲得平衡。這樣，當被動擺動（沒有電機）的雙腿與強大的髖關節電機相連時，彈簧－質點模型就能產生一種極為高效的步態，受到擾動時能夠神奇般地自動復原。
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