Page 146 - 机械设计制造与自动化技术研究

Research on Mechanical Design, Manufacturing and Automation Technology
机械设计制造与自动化技术研究

（2）简单。在确定结构方案时。应使其所含零件数目和加工工序数量与类
型尽可能减少。零件的几何形状力求简单，尽量减少或简化零件的机械加工面、
机械加工次数及热处理程序。

简单的好处在于不但降低了产品的制造成本，而且还提高了产品工作的可靠
性。比如，由于面、圆柱、圆锥、圆球或其他对称形状所构成的零件很容易加工、
检验，因此，可用较少的工时，获得较高的精度，并确保其功用的实现。
（3）安全可靠。安全技术可分为直接的、间接的和提示性的三种类型。直

接在结构中满足安全要求，使其不存在危险性的技术称为直接安全技术。
安全可靠主要从构件的可靠性、功能的可靠性、工作的安全性和环境的安全
性等方面来衡量。所谓安全可靠，也就是说在规定的载荷下，在规定的使用条件
和时间内，构件不产生过度变形、过度磨损、不丧失稳定或不发生破坏，机器在

其规定的使用期限内、在规定的条件下，不丧失其功能。不产生对人体及环境的
危害。
（二）结构方案设计原理的应用
（1）等强度原理。对于同一个零件来说，各处应力相等，各处寿命相同，

叫等强度。在等强度情况下，材料得到充分利用，经济效益提高。
（2）力传递原理。机械结构设计要完成能量、物料和信号的转换。而力是
能量的基本形式，完成力的形成、传递、分解、合成、改变和转换是结构设计的
主要任务，其中最重要的是完成力的接受和传递。力在构件中的传递轨迹就像电

场中的电力线、磁场中的磁力线、水流中的水流线一样，力按力流路线传递。力
线的密集程度反应力的大小，力线和力流方向用箭头表示。力线和力流在连续物
体中传递。数量不变，且连续不断，还可以封闭。
（3）自补偿原理。通过技术系统的本身结构或相互配置关系，产生加强功能、

减载和平衡作用，称为自补偿或自助。在自补偿结构中，总效应是由初始效应和
辅助效应共同产生的。初始效应保证系统初始状态可靠，辅助效应在力的作用下
使功能得以加强。常见的自补偿原理的应用形式有自增强、自平衡、自保护三种。
（4）结构设计变元。结构设计方案空间简称为解空间，是结构创新设计与

优化设计的重要前提。在超载保护结构设计例子中，得到结构设计巨大的解空间
的可能性已被证明，关键的问题是如何得到更大的解空间。仅凭设计师个人的经
验是很难提出。超载保护结构设计例子中那么多可能性结构方案的。所以在实际

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