Page 145 - 机械设计制造与自动化技术研究

第五章 机电一体化系统设计

到精细的设计过程，对其每个步骤的内容叙述如下。
（1）确定设计任务书对结构设计的要求。它一般包括功率、转矩、传动比、
生产率、连接尺寸、相互位置、耐腐蚀性、抗蠕变性、规定的工件材料和辅助材

料、空间大小、安装限制、制造和运输问题等方面。
（2）初步确定主要功能载体的结构。主要功能载体是指承受主要功能的元
件（即零件或部件），如减速箱中的齿轮和轴。初步结构设计是指对这些零部件
结构形状进行初步确定，主要凭经验或粗略估算确定其几何尺寸和空间位置。

（3）初步确定辅助功能载体结构。辅助功能是指支撑、密封、连接、防松
和冷却等，其载体如齿轮轴的轴承、输出输入轴的密封、箱体和端盖等。辅助功
能载体确定后，就可以确定初步的结构形式。
（4）检查主、辅助功能载体结构的相互影响及配合性，即结构形状、几何

尺寸和空间位置是否相互干涉，以保证各部分结构之间合理联系。
（5）详细设计主、辅功能载体结构。确定两种结构的零部件几何尺寸、相
互位置等。设计人员要充分运用自己所掌握的知识以及现代设计方法，并要考虑
工艺性和成本。

二、系统结构设计的原理

（一）系统结构方案设计的原则
在结构设计中。设计者要从承载能力、寿命、强度、刚度、稳定性、磨损和

腐蚀等方面来提高产品性能。获得最优方案。确定和选择结构方案时应遵循三项
基本原则，即明确、简单和安全可靠。
（1）明确。所谓明确，是指产品设计中所应考虑的问题都应在结构方案中
获得明确的体现与分担。①功能明确。所确定的结构方案应能明确地体现产品或

结构所要求的各种功能的分担情况，既不能遗漏，也不应重复。对于每个具体结
构件来说，应能明确、可靠地实现其所分担的功能。②工作原理明确。对所依据
的工作原理应预先考虑到可能出现的各种物理效应，以免出现载荷、变形或磨损
超出允许范围的情况。③使用工况及承载状态明确。材料选择及尺寸计算要依据

载荷情况进行，不应盲目采用双重保险措施。如轮毂与轴的连接中，若同时采用
过盈配合和平键，则应注意给轴向装配造成的困难。平键只起周向定位作用或辅
助承载作用，此时不能按承受载荷来确定平键的尺寸。

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