기계 구조 부품의 구조 요소 및 설계 방법

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구조 부품의 기하학적 요소
기계 구조의 기능은 주로 기계 부품의 기하학적 모양과 다양한 부품 간의 상대적 위치 관계에 의해 실현됩니다.부품의 형상은 해당 표면으로 구성됩니다.부품에는 일반적으로 여러 표면이 있으며 이러한 표면 중 일부는 다른 부품의 표면과 직접 접촉합니다.표면의 이 부분을 기능 표면이라고 합니다.기능면 사이의 연결 부분을 연결면이라고 합니다.
부품의 기능적 표면은 기계적 기능을 결정하는 중요한 요소이며 기능적 표면의 설계는 부품의 구조적 설계의 핵심 문제입니다.기능 표면을 설명하는 주요 기하학적 매개변수에는 표면의 기하학적 모양, 크기, 표면 수, 위치, 순서 등이 포함됩니다.기능 표면의 변형 설계를 통해 동일한 기술적 기능을 구현하기 위한 다양한 구조적 계획을 얻을 수 있습니다.
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구조 간 링크
기계나 기계에는 부품이 따로 존재하지 않습니다.따라서 부품 자체의 기능 및 기타 특징을 연구하는 것 외에도 구조 설계에서 부품 간의 상호 관계를 연구해야 합니다.
부품의 상관 관계는 직접 상관과 간접 상관의 두 가지 유형으로 나뉩니다.두 부품이 직접 조립 관계에 있는 경우 직접 관련됩니다.직접 조립 관계가 없는 상관은 간접 상관이 됩니다.간접 상관은 위치 상관과 모션 상관의 두 가지 유형으로 나뉩니다.위치 상관 관계는 두 부분이 상호 위치에 대한 요구 사항을 가지고 있음을 의미합니다.예를 들어 감속기에서 두 개의 인접한 전송 샤프트의 중심 거리는 특정 정확도를 보장해야 하며 두 축은 기어의 정상적인 맞물림을 보장하기 위해 평행해야 합니다.모션 상관은 한 부품의 모션 궤적이 다른 부품과 관련되어 있음을 의미합니다.예를 들어 선반 도구 기둥의 동작 궤적은 스핀들의 중심선과 평행해야 합니다.이것은 베드 가이드 레일과 스핀들 축의 평행도에 의해 보장됩니다.따라서 스핀들과 가이드 레일 사이의 위치는 관련이 있습니다.툴 포스트와 스핀들은 움직임과 관련이 있습니다.
대부분의 부품에는 두 개 이상의 직접 관련된 부품이 있으므로 각 부품에는 다른 부품과 구조적으로 관련된 두 개 이상의 부품이 있습니다.구조 설계에서 열처리 방법, 형상, 크기, 정밀도 및 재료의 표면 품질을 합리적으로 선택하기 위해 두 부분의 직접적인 관련 부분을 동시에 고려해야 합니다.동시에 치수 체인 및 정확도 계산과 같은 간접적인 관련 조건을 만족시키는 것도 고려해야 합니다.일반적으로 부품의 더 직접적인 관련 부품이 있는 경우 해당 구조는 더 복잡합니다.부품과 간접적으로 관련된 부품이 많을수록 정밀도 요구 사항이 높아집니다.

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구조 설계 시 주의해야 할 문제
기계 설계에서 선택할 수 있는 재료는 많습니다.다른 재료에는 다른 속성이 있습니다.다른 재료는 다른 처리 기술에 해당합니다.구조설계에서는 기능적 요구사항에 따라 적절한 재료를 합리적으로 선택해야 하며 재료의 종류에 따라 적절한 재료를 결정해야 한다.가공 기술, 가공 기술의 요구 사항에 따라 적절한 구조를 결정하고 적절한 구조 설계를 통해서만 선택한 재료가 장점을 충분히 발휘할 수 있습니다.
재료를 올바르게 선택하려면 설계자가 선택한 재료의 기계적 특성, 처리 성능 및 비용을 완전히 이해해야 합니다.구조 설계에서 선택한 재료의 특성과 해당 가공 기술에 따라 다른 설계 원칙을 따라야 합니다.
예를 들어, 인장 및 압축을 받는 강철의 기계적 특성은 기본적으로 동일하므로 강철 빔 구조는 대부분 대칭입니다.주철 재료의 압축 강도는 인장 강도보다 훨씬 큽니다.따라서 휨모멘트를 받는 주철구조물의 단면은 대부분 비대칭이므로 하중시 최대압축응력이 최대인장응력보다 크다.그림 5.2는 두 개의 주철 브래킷을 비교한 것입니다.철골 구조 설계에서 구조의 강도와 강성은 일반적으로 단면 크기를 증가시켜 증가합니다.그러나 주물구조의 벽두께가 너무 두꺼우면 주물품질을 확보하기 어려우므로 일반적으로 보강판과 칸막이로 주물구조를 보강한다.구조의 강성과 강도.플라스틱 소재의 약한 강성으로 인해 성형 후 불균일한 냉각으로 인한 내부 응력으로 인해 구조적 휨이 쉽게 발생할 수 있습니다.따라서 리브의 두께와 플라스틱 구조의 벽은 유사하고 균일하며 대칭입니다.
열처리가 필요한 부품의 경우 구조적 설계요건은 다음과 같다. (1) 부품의 기하학적 형상은 단순하고 대칭적이어야 하며 이상적인 형상은 구형이어야 한다.(2) 단면적이 같지 않은 부품의 경우 크기와 단면의 변화는 급격한 변화를 피하기 위해 완만해야 합니다.인접한 부분의 변화가 너무 크면 크고 작은 부분이 불균일하게 냉각되어 필연적으로 내부 응력이 형성됩니다.(3) 날카로운 모서리와 날카로운 모서리를 피하십시오.날카로운 모서리와 날카로운 모서리가 녹거나 과열되는 것을 방지하기 위해 일반적으로 슬롯이나 구멍의 모서리에 2 ~ 3mm의 모따기를 절단합니다.(4) 변형되기 쉽고 담금질 및 냉각 중에 크랙 경향이 큰 두께 차이가 큰 섹션을 피하십시오.

 


게시 시간: 2021년 10월 8일