Page 97 - 自动化技术在机械设计及制造中的应用

第三章 自动化在机械设计中的应用

这种不明确的应力状态（或受力状态）。
（2）简单
“简单”这一原则包含三方面的要求：零件数目尽量少、零部件间的连接关
系简便、零件形状尽可能简单。

当某一功能用少量的零件即可实现时，其制造成本降低，并有利于提高工作
精度和可靠性。零部件间的连接关系简便，可简化装配工艺，便于维护。为便于
零件的加工，应优先采用简单的几何形状，如平面、圆柱面等。
（3）安全

安全原则要求：在结构设计时保证产品及其零部件在预期的工作期限内正常
工作，不会对人和环境产生危害。
安全要求可以通过直接的、间接的、提示性的三种途径来实现。
①直接安全技术。

直接安全技术途径是指在结构设计时充分满足安全可靠的要求，通过所设计
的系统或构件本身获得安全性。它有下述四种方法：
保证结构可靠性。通过结构形状来保证工作的可靠性，如为某机床正面的保
护罩。当保护罩关闭时，电路中的行程开关闭合，电流接通，机床开始工作。挺

杆的运动仅仅由拉簧的弹力来控制，因此存在着严重的缺陷，当拉簧断裂或触头
粘住时，则行程开关不会自动断开，机床就会在保护罩敞开的情况下运转，从而
有可能引起事故。若采用形锁合结构，即使触头粘住，也会通过形状约束作用强
迫其断开，安全性好。

保证零件可靠性。设计中保证零件具有足够的强度、刚度、耐磨性及稳定性，
在规定的时间内不发生失效。
限制失效。在使用期限内，即使发生局部元件失效，但仍保持有限的功能，
避免出现危险状态。如弹性圈柱销联轴器，当弹性圈破裂后，联轴器仍能继续工

作，尽管减振性能下降，但不会产生更严重的后果。又如螺钉连接，当螺钉松脱
时，可能引起不良后果。若螺钉连接较为安全，即使松脱，螺钉也会留在原位上，
保持着有限的连接功能。
采用冗余配置。采用冗余配置是一种提高安全性、可靠性的有效手段。对关

键设备可采用备用系统，当与之串联的其他系统发生故障时，备用系统可全部或
部分地承担其功能，从而提高系统的安全性。

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