谈力学知识在机械结构设计中的运用

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谈力学知识在机械结构设计中的运用机械设计包括两种 : -是应用新技术 、 新方法开发创造新机械 ; 二是在原有机械的基础上重新设计或进行局部改
进 ， 从而改变或提高原有机械的性能 。 因此掌握丰富的工程知识是机械专业的教师应具备的素质之- ; 是连接基础
理论与实践经验的桥梁 ; 是正确进行机械结构设计的前提 ; 同时也是从事科研活动 、 将力学 、 材料 、 工艺 、 制图等多学科
知识综合运用的过程 。
机械结构形式虽然千差万别 ， 但其功能的实现几乎都与力 ( 力矩) 的产生 、 转换 、 传递有关 。机械零件具有足够的
承载能力是保障机械结构实现预定功能的先决条件 。所以在机械结构设计中 ， 根据力学理论对零件的强度 、 刚度和
稳定性进行分析是必不可少的 ， 并在此基础上 ， 进行结构设计 。改善力学性能在机械结构设计中合理地运用力学知
识 ， 遵循以下几个原则 :
- 、 载荷分担原则
作用在零件上的外力 、 弯矩 、 扭矩等统称为载荷 。 这些载荷中不随时间变化或随时间变化缓慢的称为静载荷 。 随
时间作周期性变化或非周期性变化的称为变载荷 。 它们在零件中引起拉 、 压 、 弯 、 剪 、 扭等各种应力 ， 并产生相应的变
形 。 如果同-零件上同时承担了多种载荷的作用 ， 则可考虑将这些载荷分别由不同的零件来承担 。设计时采取-定
的结构形式 ， 将载荷分给两个或多个零件来承担 ， 从而减轻单个零件的载荷 ， 称为载荷分担原则 。这样有利于提高机
械结构的承载能力 。
1 . 改变结构 ， 减小轴的受力
如图 1 - a 所示 ， 轴已经承受了弯矩的作用 ， 如果齿轮再经过轴将转矩传递给卷筒 ， 则轴为转轴 ( 工作时既承受弯
矩又承受转矩) ， 受力较大 。 如果将齿轮和卷筒改用螺栓直接联接 ， 则轴不受转矩作用 ， 轴为转动心轴 ( 用来支承转动
零件 ， 只承受弯矩而不传递转矩) ， 轴的受力情况得到改善 ， 结构较合理 。 如图 1 - b 所示 。