哈尔滨工业大学：《机械设计》课程教学资源（PPT课件讲稿）第十五章 机架零件

第十五章机架零件 15.1概述 机架零件的主要功用及结构形状分类 主要功用 1支承机器中的全部零件并保证正确的工作关系; 2.保证各零件正确的工作关系; 3承受各零件的作用力。 分类 机座类各种机床的床身 底座类电动绞车的底座 箱体类减速器的箱体、车床床头箱的箱体

第十五章 机架零件 一、机架零件的主要功用及结构形状分类 1.支承机器中的全部零件并保证正确的工作关系； 2. 保证各零件正确的工作关系； 3.承受各零件的作用力。 机座类——各种机床的床身 箱体类——减速器的箱体、车床床头箱的箱体 15.1 概述 分类 底座类——电动绞车的底座 主要功用

结构形状巨二 a)卧式机座 f)框架式机架 g)台架式机架 b)立式机座 h)基座及基板 c)门式机座 ) 申 i)减、变速器箱体 d)环式机座 e)桁架式机架 j盖及外罩

结构形状

铸造机架: 吸振能力强,刚度 高,价格低。 铸造机架 焊接机架: 单件小批,生产周 期短。 焊接机架 使用钢板、槽钢、 工字钢

铸造机架： 吸振能力强，刚度 高，价格低。 焊接机架： 单件小批，生产周 期短。 使用钢板、槽钢、 工字钢

二、机架零件的一般设计要求 1、保证其上的零件、部件,准确定位、可靠固定; °2、应有足够的强度、刚度及振动稳定性; 3、应满足工业美学要求,形状简单,颜色适应环境; 4、应具有良好的加工与安装工艺性。 、机架零件特点 1、是机器中的最大零件,占总质量的70~90%; °2、减轻机架零件的质量可节约材料减轻重量; °3、各种机架零件的结构形状与机器的功能密切相关

二、机架零件的一般设计要求 •1、保证其上的零件、部件，准确定位、可靠固定； •2、应有足够的强度、刚度及振动稳定性； •3、应满足工业美学要求，形状简单，颜色适应环境； •4、应具有良好的加工与安装工艺性。 三、机架零件特点 •1、是机器中的最大零件，占总质量的70~90%； •2、减轻机架零件的质量可节约材料减轻重量； •3、各种机架零件的结构形状与机器的功能密切相关

152计算载荷、剖面形状 计算载荷 计算载荷:可能出现的最大载荷 设计计算: 1结构形状简单,材料力学的有关公式; 2结构形状复杂,基于模型实验得到的公式; 3重要机架零件,有限元法精确计算; 要求不高,类比法设计

15.2 计算载荷、剖面形状 一、计算载荷 计算载荷：可能出现的最大载荷 1.结构形状简单，材料力学的有关公式； 2.结构形状复杂，基于模型实验得到的公式; 3.重要机架零件，有限元法精确计算； 设计计算： 4.要求不高，类比法设计

剖面形状 l、大多数机座和箱体的受力情况很复杂,因而要产 生拉伸、压缩弯曲、扭转等变形 2、机座和箱体受到弯曲或扭转载荷时,截面形状对 于它们的强度和刚度有着很大的影响。 3、正确设计机座和箱体的截面形状,在既不增大截 面面积,又不增大零件质量的条件下,来增大截面系 数及截面的惯性距,从而提高它们的刚度和强度

二、剖面形状 1、大多数机座和箱体的受力情况很复杂，因而要产 生拉伸、压缩弯曲、 扭转等变形。 2、机座和箱体受到弯曲或扭转载荷时，截面形状对 于它们的强度和刚度有着很大的影响。 3、正确设计机座和箱体的截面形状，在既不增大截 面面积，又不增大零件质量的条件下，来增大截面系 数及截面的惯性距，从而提高它们的刚度和强度

常用的几种截面形状的对比 截面 弯曲 扭转 许用扭矩 单位长度 形状 面积许用弯矩相对强度相对刚度/(Nm)相对强度许用扭矩相对刚度 /(N·m) /(N·m 7r]1.0|66Ggo]1. 29 4100 283582[c] 1.15116[tr]43s8cg]8.8 10 2956.63[ 4 8 295|9.0Lσ] 1.2[ 1.9 100 [d]为许用弯曲应力[r]为许用扭转切应力;c为切变模量[e]为单位长度许用扭转

153机架零件的结构设计 、机体的结构形式(以减速器为例) 剖分式:装拆方便,但结构复杂 整体式:刚度高,结构简单,装拆不方便 窥视孔盖 机盖 轴承旁 螺栓 起盖螺钉 定位销 油标尺 油塞 机座 6

15.3 机架零件的结构设计 一、机体的结构形式（以减速器为例） 剖分式：装拆方便，但结构复杂 整体式：刚度高，结构简单，装拆不方便

机体的结构工艺性 1、减小加工面积; 2、加工表面与非加工表面要区分开 3、被加工面在同一平面内。 机座底面结构形式

二、机体的结构工艺性 1、减小加工面积； 2、加工表面与非加工表面要区分开； 3、被加工面在同一平面内

三、机体的几何造型 1、从工业美学角度考虑 2、方型箱体,内六角螺钉、内凸缘、内筋板。 方箱式机体

三、机体的几何造型 1、从工业美学角度考虑； 2、方型箱体，内六角螺钉、内凸缘、内筋板