導入：
以前の記事で、Anebon チームは基本的な機械設計の知識を共有しました。今日は、機械設計における難しい概念をさらに学びます。
機械設計の原則に対する主な障害は何ですか?
設計の複雑さ:
機械設計は通常複雑で、エンジニアはさまざまなシステム、コンポーネント、機能を組み合わせる必要があります。
たとえば、サイズや重量、騒音などの要素を妥協することなく、効率的に動力を伝達するギアボックスを設計するのは困難です。
材料の選択:
耐久性、強度、コストなどの要素に影響を与えるため、設計に適した材料を選択することが不可欠です。
たとえば、航空機のエンジンの高応力コンポーネントに適した材料を選択することは、極端な温度に耐える能力を維持しながら重量を軽減する必要があるため、簡単ではありません。
制約:
エンジニアは、時間、予算、利用可能なリソースなどの制限の中で作業する必要があります。これにより、設計が制限され、賢明なトレードオフの使用が必要になる可能性があります。
たとえば、住宅にとってコスト効率が高く、エネルギー効率の要件を満たした効率的な暖房システムを設計する場合、問題が発生する可能性があります。
製造上の制限
設計者は機械設計を設計する際に、製造方法や技術の限界を考慮する必要があります。設計意図と装置やプロセスの能力のバランスをとることが問題になる可能性があります。
たとえば、高価な機械や積層造形技術によってのみ製造できる複雑な形状のコンポーネントを設計します。
機能要件:
設計の安全性、性能、信頼性など、設計のすべての要件を満たすことは困難な場合があります。
たとえば、ユーザーの安全を確保しながら、正確な制動力を提供するブレーキ システムを設計することは困難な場合があります。
設計の最適化:
重量、コスト、効率など、さまざまな目標のバランスをとる最適な設計ソリューションを見つけるのは簡単ではありません。
たとえば、構造の完全性を損なうことなく抗力と重量を減らすために航空機の翼の設計を最適化するには、高度な分析と反復的な設計技術が必要です。
システムへの統合:
さまざまなコンポーネントやサブシステムを統一設計に組み込むことは、大きな問題となる可能性があります。
たとえば、快適性、安定性、耐久性などの要素を考慮しながら、多くのコンポーネントの動きを制御する自動車のサスペンション システムを設計することは、困難を引き起こす可能性があります。
設計の反復:
通常、設計プロセスでは、最初のアイデアを洗練し、改善するために複数回の改訂と反復が必要になります。設計変更を効率的かつ効果的に行うことは、必要な時間と利用可能な資金の両方の点で課題です。
たとえば、ユーザーの人間工学と美観を向上させる一連の反復によって消費者アイテムのデザインを最適化します。
環境に関する考慮事項:
持続可能性を設計に組み込み、建物の環境への影響を軽減することがますます重要になってきています。機能的側面と、リサイクル能力、エネルギー効率、排出量などの要素とのバランスが難しい場合があります。たとえば、温室効果ガスの排出量を削減しながらも、パフォーマンスを犠牲にしない効率的なエンジンを設計することです。
製造容易性の設計と組み立て
時間とコストの制約内で設計を確実に製造および組み立てできるかどうかが問題となる場合があります。
たとえば、複雑な製品の組み立てを簡素化すると、品質基準を確保しながら労働力と製造コストが削減されます。
1. 故障は、機械部品の一般的な破損、重大な残留変形、部品表面の損傷 (腐食磨耗、接触疲労、摩耗)、通常の作業環境への磨耗による故障の結果です。
2. 設計コンポーネントが満たさなければならない要件には、所定の寿命 (強度または剛性、寿命) の時間枠内で故障しないことを保証する要件、構造プロセス要件、経済要件、軽量要件、および信頼性要件が含まれます。
3. コンポーネントの設計基準には、強度と剛性の基準、寿命要件、振動安定性の基準、信頼性の基準が含まれます。
4. 部品設計方法: 理論的設計、経験的設計、およびモデルテスト設計。
5. 機械部品に一般的に使用されるのは、金属材料、セラミック材料、ポリマー材料、および複合材料です。
6. 部品の強度は、静的応力強度と変動応力強度に分類できます。
7. 応力の比率: = -1 は周期的な対称応力です。 r = 0 の値は、脈動する周期的な応力です。
8. BC 段階はひずみ疲労 (低サイクル疲労) と呼ばれると考えられています。CD は無限疲労段階を指します。点 D に続く線分は、試験片の無限寿命故障レベルです。点 D は永久疲労限界です。
9. 疲労部品の強度を向上させる戦略は、要素への応力の影響を軽減します（荷重逃がし溝、オープンリング） 疲労強度の高い材料を選択し、強度を高める熱処理方法と強化技術を指定します。材料が疲れてしまった。
10. すべり摩擦：乾式摩擦境界摩擦、流体摩擦、および混合摩擦。
11. コンポーネントの磨耗プロセスには、慣らし運転段階、安定磨耗段階、重度磨耗段階が含まれます。安定磨耗の期間を延長し、磨耗の出現を遅らせるだけでなく、慣らし運転の時間を短縮するよう努める必要があります。それは厳しいです。
12. 摩耗の分類は、凝着摩耗、摩耗摩耗、疲労腐食摩耗、エロージョン摩耗、フレッチング摩耗です。
13. 潤滑剤は液体、気体、半固体、固体、液体の4つに分類され、グリースはカルシウム系グリース、ナノ系グリース、アルミニウム系グリース、リチウム系グリースに分類されます。
14. 通常の接続ねじは正三角形形状でセルフロック性に優れています。長方形の伝送スレッドは、他のスレッドよりも高い伝送パフォーマンスを発揮します。台形伝送スレッドは、最も一般的な伝送スレッドの 1 つです。
15. 一般的に使用される接続ねじにはセルフロックが必要なため、単ねじが一般的に使用されます。伝送スレッドには高い伝送効率が必要なため、トリプルスレッドやダブルスレッドがよく使用されます。
16. 通常のボルト接続 (接続コンポーネントには貫通穴またはリーマ加工が含まれます) 両頭スタッド接続ねじ、ねじ接続、およびセット接続付きねじ。
17. ねじ接続の事前締め付けの目的は、接続の耐久性と強度を向上させ、負荷がかかったときに 2 つの部品間の隙間や滑りを防ぐことです。張力接続が緩んでいる場合の主な問題は、負荷がかかったときにスパイラル ペアが互いに対して回転しないようにすることです。 （摩擦による緩み止めと機械的な緩み止めにより、スパイラルカップルの動きとの連動を解消）
18. ねじ接続の耐久性を向上させると、疲労ボルトの強度に影響を与える応力振幅が減少します (ボルトの剛性が低下するか、接続の剛性が増加します)。カスタムCNC部品) スレッド全体にわたる負荷の不均一な分散を改善します。応力蓄積による影響を軽減し、最も効率的な製造手順を導入します。
19. キー接続タイプ: フラット接続 (両面が面として機能) 半円キー接続 ウェッジ キー接続 接線角度付きのキー接続。
20. ベルトドライブは噛み合い式と摩擦式の2種類に分けられます。
21. ベルトに最大応力がかかる瞬間は、ベルトの細い部分がプーリーで始まる瞬間です。ベルトが 1 回転する間に張力は 4 回変化します。
22. Vベルトドライブのテンション：通常のテンション機構、オートテンション装置、テンショニングホイールを使用したテンション装置。
23. ローラー チェーンのリンクは通常、奇数です (スプロケットの歯の数は正規の数ではない場合があります)。ローラチェーンが不自然な数の場合、過剰なリンクが使用されます。
24. チェーンドライブの張力を高める目的は、チェーンの緩みが大きくなりすぎた場合の噛み合いの問題やチェーンの振動を防ぎ、スプロケットとチェーンの噛み合い角度を高めることです。
25. 歯車の故障モードには以下が含まれます: 歯車の歯の破損と歯面の摩耗 (開歯車) 歯の表面のピッチング (閉歯車) 歯面の接着剤とプラスチックの変形 (車輪の隆起、駆動輪の駆動溝) ）。
26. 表面硬度が 350HBS または 38HRS を超える歯車は、ハードフェース歯車またはハードフェース歯車、またはそうでない場合はソフトフェース歯車として知られています。
27. 製造精度を高め、歯車の直径を小さくして回転速度を下げると、動的負荷が軽減される可能性があります。動的負担を軽減するために、ギアをカットする場合があります。ギアの歯をドラムに回転させる目的は、歯先の形状の強度を高めるためです。方向性による荷重分散。
28. 直径係数のリード角が大きいほど効率は大きくなりますが、セルフロック能力は低下します。
29. ウォームギアを移動する必要があります。変位後、ウォームのピッチ円だけでなく指標円も一致しますが、2 つのウォーム間の線が変化し、ウォーム ギアの指標円と一致していないことが明らかです。
30. 孔食、歯根破壊、歯の表面の接着、過度の摩耗などのウォーム伝達の故障モード。これは通常、ウォームギアの場合に当てはまります。
31. クローズドウォームドライブの噛み合い摩耗やベアリングの摩耗による動力損失、およびオイル飛散による損失。CNCフライス部品オイルプールに差し込むとオイルがかき混ぜられます。
32. ウォーム ドライブは、単位時間あたりに生成されるエネルギーが同じ期間内の熱放散と同じであるという仮定に基づいて熱平衡計算を行う必要があります。取るべき手順：ヒートシンクを設置し、放熱面積を増やし、空気の流れを増やすためにシャフトの端にファンを設置し、最後にボックス内にサーキュレーター冷却パイプラインを設置します。
33. 流体潤滑の発達を可能にする条件: 収束するくさび形のギャップを形成する 2 つの表面と、油膜によって分離されている 2 つの表面は、十分な滑り速度を持っていなければならず、それらの運動は、潤滑油が大きな開口部を通って小さな開口部に流れるようにするには、潤滑油が一定の粘度を持っていなければならず、利用可能な油の量が適切でなければなりません。
34. 転がり軸受の基本設計: 外輪、内輪、油圧本体、保持器。
35. テーパころ軸受 3 個、スラスト軸受 5 個、深溝玉軸受 6 個、アンギュラ玉軸受 7 個、円筒ころ軸受 N 個、それぞれ 01、02、および 03。 D=10mm、12mm 15mm、17mmは20mmを指します、d=20mm、12は60mmを指します。
36. 基本寿命評価とは、ベアリング セット内のベアリングの 10% が孔食の影響を受けるが、そのうちの 90% が孔食損傷を受けない運転時間であり、特定のベアリングの寿命とみなされます。ベアリング。
37. 基本動定格荷重: ユニットの基本寿命が正確に 106 回転である場合にベアリングが耐えることができる量。
38. ベアリングの構成方法: 2 つの支点をそれぞれ一方向に固定します。両方向に固定点があり、もう一方の支点の端には動きがありません。両側は自由な動きによって補助されます。
39. 軸受は、回転軸（曲げ時間とトルク）、主軸（曲げモーメント）、伝動軸（トルク）にかかる負荷によって分類されます。
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投稿日時: 2023 年 11 月 24 日