利用功能面的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

實(shí)現(xiàn)零件功能的結(jié)構(gòu)方案是多種多樣的，其中功能面分析法是機(jī)械零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常用的方法bvty。機(jī)械零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就是將原理設(shè)計(jì)方案具體化，即構(gòu)造一個(gè)能夠滿足功能要求的三維實(shí)體零部件。構(gòu)造零件三維實(shí)體，需先根據(jù)原理方案規(guī)定各功能面，由功能面構(gòu)造零件。功能面是機(jī)械中相鄰零件的作用表面，例如齒輪間的嚙合面、輪轂與軸的配合表面、V帶傳動(dòng)的V帶與輪槽的作用表面、鍵連接的工作表面等。零件的基本形狀或其功能面要素是與其功能要求相對(duì)應(yīng)的。表（1）列出了零件的基本形狀及功能的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

常用零件的基本形狀及其功能（1）

常用零件的基本形狀及其功能（1）

利用功能面和形態(tài)變換的方法制定結(jié)構(gòu)方案（2）

功能面可用形狀、尺寸、數(shù)量、位置、排列順序和不同功能面的連接等參數(shù)來(lái)描述，改變功能面的參數(shù)即可獲得多種零件結(jié)構(gòu)和組合變化（參見(jiàn)表2）。

利用功能面和形態(tài)變換的方法制定結(jié)構(gòu)方案（2）

利用自由度分析法的零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

運(yùn)動(dòng)副零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)還常采用自由度分析法。因按機(jī)械系統(tǒng)的總體要求，每個(gè)零件都應(yīng)具有一定的位置或運(yùn)動(dòng)規(guī)律，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)保證各零件的自由度。表（3）是常見(jiàn)的兩零件間的連接形式和自由度的關(guān)系。其中自由度簡(jiǎn)圖示意給出了接觸零件間的六個(gè)自由度的情況。三個(gè)坐標(biāo)軸方向的柱線反映三個(gè)方向上的移動(dòng)自由情況；坐標(biāo)軸端部的圓圈表示繞各軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)情況；柱線或圓圈涂黑表示該自由度喪失；柱線一半涂黑表示沿該方向可以一邊移動(dòng)。

常見(jiàn)的兩零件間的連接形式和自由度的關(guān)系（3）

常見(jiàn)的兩零件間的連接形式和自由度的關(guān)系（3）

以圖3所示的齒輪在軸上的固定連接為例：基本的連接形式為圓柱面結(jié)合面的連接（表3中的第6種），為保證連接可靠須進(jìn)一步約束住沿X軸方向移動(dòng)和繞該軸轉(zhuǎn)動(dòng)的兩個(gè)自由度。在圖中這兩個(gè)自由度分別由軸肩/套筒和鍵/鍵槽完成對(duì)其約束。

圖3　齒輪在軸上的固定連接