عناصر سازه ای و روش های طراحی قطعات سازه مکانیکی

01
عناصر هندسی قطعات سازه
عملکرد ساختار مکانیکی عمدتاً با شکل هندسی قطعات مکانیکی و رابطه موقعیت نسبی بین قطعات مختلف تحقق می یابد.هندسه یک قطعه از سطح آن تشکیل شده است.یک قطعه معمولاً دارای سطوح متعدد است و برخی از این سطوح در تماس مستقیم با سطوح سایر قسمت ها هستند.به این قسمت از سطح، سطح عملکردی می گویند.قسمت اتصال بین سطوح کاربردی را سطح اتصال می گویند.
سطح عملکردی یک قطعه عامل مهمی است که عملکرد مکانیکی را تعیین می کند و طراحی سطح عملکردی موضوع اصلی طراحی ساختاری قطعه است.پارامترهای هندسی اصلی توصیف کننده سطح عملکردی شامل شکل هندسی، اندازه، تعداد سطوح، موقعیت، نظم و غیره سطح است.از طریق طراحی تنوع سطح عملکردی، انواع طرح های ساختاری برای تحقق عملکرد فنی یکسان می توان به دست آورد.
02
پیوندهای بین ساختارها
در یک ماشین یا ماشین آلات، هیچ بخشی به صورت مجزا وجود ندارد.بنابراین علاوه بر مطالعه عملکردها و سایر ویژگی های خود قطعات، روابط متقابل بین قطعات نیز باید در طراحی سازه مورد مطالعه قرار گیرد.
همبستگی قطعات به دو نوع همبستگی مستقیم و همبستگی غیرمستقیم تقسیم می شود.در جایی که دو قسمت رابطه مونتاژ مستقیم دارند، مستقیماً به هم مرتبط می شوند.همبستگی که رابطه مونتاژ مستقیم ندارد به یک همبستگی غیرمستقیم تبدیل می شود.همبستگی غیر مستقیم به دو نوع همبستگی موقعیت و همبستگی حرکتی تقسیم می شود.همبستگی موقعیت به این معنی است که دو بخش دارای الزاماتی در موقعیت متقابل هستند.به عنوان مثال، فاصله مرکزی دو شفت انتقال مجاور در کاهنده باید دقت خاصی را تضمین کند و دو محور باید موازی باشند تا از مش بندی معمولی چرخ دنده ها اطمینان حاصل شود.همبستگی حرکت به این معنی است که مسیر حرکت یک قسمت به قسمت دیگر مرتبط است.برای مثال، مسیر حرکت پست ابزار تراش باید موازی با خط مرکزی دوک باشد.این امر با موازی بودن ریل راهنمای بستر و محور دوک تضمین می شود.بنابراین، موقعیت بین دوک و ریل راهنما مرتبط است.پست ابزار و دوک به حرکت مربوط می شود.
اکثر قطعات دارای دو یا چند قسمت مستقیم هستند، بنابراین هر قسمت دارای دو یا چند قسمت است که از نظر ساختاری با سایر قطعات مرتبط هستند.در طراحی سازه، قسمت‌های مرتبط مستقیم دو قسمت باید همزمان در نظر گرفته شوند تا روش عملیات حرارتی، شکل، اندازه، دقت و کیفیت سطح ماده به طور منطقی انتخاب شود.در عین حال، باید شرایط غیرمستقیم مرتبط، مانند زنجیره ابعادی و محاسبات دقت را نیز در نظر بگیرد.به طور کلی، اگر بخش‌هایی به طور مستقیم مرتبط باشند، ساختار آن پیچیده‌تر است.هر چه قطعات به طور غیرمستقیم مربوط به یک قطعه بیشتر باشد، نیاز به دقت بالاتر است

news

03
مشکلاتی که در طراحی سازه باید مورد توجه قرار گیرد
در طراحی مکانیکی می توان مواد زیادی را انتخاب کرد.مواد مختلف خواص متفاوتی دارند.مواد مختلف با تکنیک های مختلف پردازش مطابقت دارند.در طراحی سازه باید مصالح مناسب با توجه به الزامات عملکردی به طور معقول انتخاب شود و مصالح مناسب با توجه به نوع مصالح تعیین شود.فناوری پردازش، و تعیین ساختار مناسب با توجه به الزامات فن آوری پردازش، تنها از طریق طراحی ساختار مناسب می تواند مواد انتخاب شده به مزایای آن بازی کامل دهد.
به منظور انتخاب صحیح مواد، طراحان باید به طور کامل خواص مکانیکی، عملکرد پردازش و هزینه مواد انتخاب شده را درک کنند.در طراحی سازه، اصول طراحی متفاوت باید با توجه به ویژگی های ماده انتخابی و تکنولوژی پردازش مربوطه رعایت شود.
به عنوان مثال، خواص مکانیکی فولاد تحت کشش و فشار اساساً یکسان است، بنابراین ساختار تیر فولادی عمدتاً متقارن است.مقاومت فشاری مواد چدنی بسیار بیشتر از مقاومت کششی است.بنابراین، مقاطع سازه‌های چدنی که تحت لنگر خمشی قرار می‌گیرند، عمدتاً نامتقارن هستند، به طوری که حداکثر تنش فشاری در حین بارگذاری بیشتر از حداکثر تنش کششی است.شکل 5.2 مقایسه دو براکت چدنی است.در طراحی اسکلت فلزی معمولاً با افزایش اندازه مقطع، استحکام و صلبیت سازه افزایش می یابد.با این حال، اگر ضخامت دیوار در ساختار ریخته‌گری خیلی زیاد باشد، اطمینان از کیفیت ریخته‌گری دشوار است، بنابراین ساختار ریخته‌گری معمولاً توسط صفحات و پارتیشن‌های سفت‌شده تقویت می‌شود.سختی و استحکام سازه.به دلیل استحکام ضعیف مواد پلاستیکی، تنش داخلی ناشی از سرد شدن ناهموار پس از قالب گیری می تواند به راحتی باعث تاب برداشتن ساختار شود.بنابراین ضخامت دنده ها و دیواره سازه پلاستیکی مشابه و یکنواخت و متقارن است.
برای قطعاتی که نیاز به عملیات حرارتی دارند، الزامات طراحی سازه به شرح زیر است: (1) شکل هندسی قطعه باید ساده و متقارن باشد و شکل ایده آل کروی باشد.(2) برای قطعات با سطح مقطع نابرابر، تغییر در اندازه و سطح مقطع باید ملایم باشد تا از تغییرات ناگهانی جلوگیری شود.اگر تغییرات در قسمت های مجاور خیلی زیاد باشد، بخش های بزرگ و کوچک به طور ناهموار خنک می شوند که به ناچار تنش داخلی را ایجاد می کند.(3) از لبه های تیز و گوشه های تیز خودداری کنید.به منظور جلوگیری از ذوب یا گرم شدن بیش از حد لبه های تیز و گوشه های تیز، معمولاً یک پخ 2 تا 3 میلی متری روی لبه شکاف یا سوراخ بریده می شود.(4) از مقاطع با اختلاف ضخامت زیاد که به راحتی تغییر شکل می دهند و تمایل بیشتری به ترک خوردن در هنگام کوئنچ و سرد شدن دارند اجتناب کنید.

 


زمان ارسال: اکتبر-08-2021