機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的創(chuàng)新設(shè)計(jì)分析

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1.變?cè)ǖ闹饕獌?nèi)容

1.1對(duì)機(jī)械設(shè)備的材料進(jìn)行必要的科學(xué)變?cè)?/p>

在機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，選擇合理的材料非常重要。液浮式陀螺中馬達(dá)定子殼材料為鋁，轉(zhuǎn)子軸的材料為合金鋼，鋁的溫度線膨脹系數(shù)是22×10-6/℃，合金鋼為16.7×10-6/℃。當(dāng)溫度變化時(shí)，由于兩種材料的膨脹系數(shù)不一樣，馬達(dá)定子和轉(zhuǎn)子的軸向尺寸發(fā)生變化。將使馬達(dá)重心偏移引起對(duì)浮子中心的不平衡力矩。采用同一種材料,減少了溫度對(duì)陀螺漂移的影響。剩余誤差用電路再進(jìn)行一次溫度誤差的精確補(bǔ)償，從而保證陀螺在不采取溫控措施的情況下獲得較高精度。

1.2對(duì)機(jī)械產(chǎn)品數(shù)量進(jìn)行科學(xué)變?cè)?/p>

一個(gè)完整的產(chǎn)品包含著許多不同的零件，這些零件都將起到了一定的作用。然而，機(jī)械設(shè)計(jì)師可以通過反復(fù)推算和設(shè)計(jì)，對(duì)機(jī)械產(chǎn)品進(jìn)行改進(jìn)，對(duì)于那些不必要的零件，盡量給予淘汰。因此，通過對(duì)機(jī)械產(chǎn)品零件的調(diào)整，從而得到更加科學(xué)合理的設(shè)計(jì)。在這種情況下，即可以減少機(jī)械零件品種，同時(shí)便于企業(yè)現(xiàn)代化管理。在陀螺羅經(jīng)的設(shè)計(jì)過程中，采用類似零件的合并設(shè)計(jì),減少零部件的個(gè)數(shù),提高了零件的互換性,并且保證了產(chǎn)品性能的。

1.3對(duì)機(jī)械設(shè)備零件的位置進(jìn)行變?cè)?/p>

機(jī)械零件的位置變化，往往會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品性能發(fā)生根本性的變化，陀螺羅經(jīng)中的傳動(dòng)裝置要求齒輪嚙合盡量無間隙，而在加工外環(huán)中的齒輪孔距及齒輪都很難得到保證，采用雙聯(lián)齒輪軸又受到空間限制,通過用偏心套來調(diào)整兩齒輪之間的距離,可以消除齒輪傳動(dòng)中的空迴。經(jīng)過驗(yàn)證,達(dá)到了設(shè)計(jì)精度要求,能滿足產(chǎn)品的整體性能。

1.4對(duì)機(jī)械設(shè)備零件尺寸進(jìn)行科學(xué)變?cè)?/p>

高質(zhì)量的產(chǎn)品,不僅需要好的產(chǎn)品性能,而且還需要滿足用戶對(duì)產(chǎn)品外觀、安裝方式、外形尺寸等要求。這就需要機(jī)械設(shè)計(jì)師，利用科學(xué)的方法對(duì)機(jī)械零件進(jìn)行推算，找出對(duì)零件最佳的設(shè)計(jì)方案，并通過對(duì)零件外形的修正與優(yōu)化，使零件在機(jī)械產(chǎn)品運(yùn)轉(zhuǎn)中達(dá)到最好的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。我們對(duì)液浮式陀螺羅經(jīng)的內(nèi)部零件進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，在滿足強(qiáng)度的同時(shí)縮小了部分零件的尺寸，并采用模塊的結(jié)構(gòu)方式,使液浮式陀螺羅經(jīng)內(nèi)部零件得到更好協(xié)調(diào)，從而大大縮小了產(chǎn)品的外形尺寸,減輕產(chǎn)品的重量。

1.5對(duì)機(jī)械設(shè)備的形狀進(jìn)行科學(xué)變?cè)?/p>

機(jī)械產(chǎn)品中零件的形狀變化往往也會(huì)導(dǎo)致整個(gè)產(chǎn)品性能發(fā)生變化。陀螺羅經(jīng)中陀螺浮子以氟油作支承，在溫度變化時(shí)支承液的體積也要隨著變化。貯液缸蓋上有個(gè)通汽孔，缸蓋內(nèi)有一空腔，支承液體積的變化在空腔內(nèi)調(diào)節(jié)。這樣的結(jié)構(gòu)在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)支承液的自由表面會(huì)跟隨運(yùn)動(dòng)，造成對(duì)陀螺的干擾；另外，由于支承液與外界相通，空氣在支承液中的溶解度會(huì)隨壓力、溫度、濕度等因素而變化，形成對(duì)陀螺的干擾而影響精度。但由于結(jié)構(gòu)簡單，在陀螺精度要求不高時(shí)仍被采用。用波紋管對(duì)支承液的體積變化進(jìn)行補(bǔ)償可以避免出現(xiàn)上述存在問題。能在較大程度上降低氣壓、溫度、濕度和加速度等因素對(duì)陀螺精度的影響。

1.6對(duì)機(jī)械設(shè)備零件的聯(lián)接方式進(jìn)行科學(xué)變?cè)?/p>

從機(jī)械設(shè)計(jì)的角度來講，傳統(tǒng)的機(jī)械零件的聯(lián)接方式有很多種，主要的方式有焊接方式，膠接方式，以及螺紋聯(lián)接方式等等。對(duì)于不同的聯(lián)接環(huán)境要用不同的聯(lián)接方式，當(dāng)機(jī)械產(chǎn)品的聯(lián)接需要非常緊密，并且以后不需要進(jìn)行拆開的情況下，就需要選擇焊接的聯(lián)接方式，例如支架間進(jìn)行聯(lián)接就需要運(yùn)用焊接方式。如果只是需要零件間聯(lián)接在一起，并且需要在初裝、維修等情況下拆開時(shí)，就需要選擇螺紋聯(lián)接的方式[4]。因此，在機(jī)械零件的聯(lián)接過程中，具體需要什么樣的聯(lián)接方式，需要機(jī)械設(shè)計(jì)師具體問題具體分析。在陀螺羅經(jīng)的設(shè)計(jì)過程，大量采用螺紋加彈性擋圈聯(lián)接方式,軸與齒輪采用軸銷的聯(lián)接方式,保證了零件之間無竄動(dòng),也便于產(chǎn)品的裝拆和維修。

1.7對(duì)機(jī)械設(shè)備工藝方法進(jìn)行科學(xué)變?cè)?/p>

不同的工藝方法可能會(huì)使裝配起來的產(chǎn)品達(dá)不到設(shè)計(jì)的要求，因此，就需要機(jī)械設(shè)計(jì)師掌據(jù)零件的加工工藝和熱處理工藝,對(duì)關(guān)、重件工藝方法進(jìn)行反復(fù)試驗(yàn)，最終找到最適合工藝過程進(jìn)行固化,并對(duì)重要尺寸進(jìn)行記錄。然而，對(duì)于不同批次、自然時(shí)效過短及更換新的材料,則需要對(duì)具體情況進(jìn)行具體分析，對(duì)工藝適當(dāng)更改，滿足產(chǎn)品性能要求。扭絲是液浮式陀螺儀中的重要零件，由于其細(xì)長，加工難度很大,所以采用了專用機(jī)床、專用工裝和專業(yè)技師來完成機(jī)加工,對(duì)不同批次、自然時(shí)效過短的材料進(jìn)行多次冷、熱處理,大大提高了產(chǎn)品的合格率。

2.結(jié)束語

隨著時(shí)代的不斷進(jìn)步，科技水平得到了快速的發(fā)展，人們對(duì)產(chǎn)品的要求也越來越高。我們已經(jīng)進(jìn)入了一個(gè)機(jī)械化與自動(dòng)化的時(shí)代，我們的生活和工作越來越離不開機(jī)械設(shè)備。因此，為了提高我們這個(gè)時(shí)代的生產(chǎn)力水平，讓機(jī)械化更好地服務(wù)于我們這個(gè)時(shí)代，就需要機(jī)械設(shè)計(jì)師通過科學(xué)的推算和試驗(yàn)，對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行創(chuàng)新，在保證機(jī)械設(shè)備安全運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，不斷提高機(jī)械設(shè)備的工作效率，最終推動(dòng)社會(huì)生產(chǎn)力的提高，讓機(jī)械設(shè)備更好地造福于民。

作者：吳小華 單位：九江市中船儀表有限責(zé)任公司