利用功能面的結(jié)構(gòu)設(shè)計

實現(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械零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計中常用的方法bvty,。機械零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計就是將原理設(shè)計方案具體化，即構(gòu)造一個能夠滿足功能要求的三維實體零部件,。構(gòu)造零件三維實體,，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應(yīng)的,。表（1）列出了零件的基本形狀及功能的對應(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

運動副零件結(jié)構(gòu)設(shè)計還常采用自由度分析法,。因按機械系統(tǒng)的總體要求，每個零件都應(yīng)具有一定的位置或運動規(guī)律,，設(shè)計時應(yīng)保證各零件的自由度,。表（3）是常見的兩零件間的連接形式和自由度的關(guān)系。其中自由度簡圖示意給出了接觸零件間的六個自由度的情況,。三個坐標軸方向的柱線反映三個方向上的移動自由情況,；坐標軸端部的圓圈表示繞各軸線的轉(zhuǎn)動情況；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,。

常見的兩零件間的連接形式和自由度的關(guān)系（3）

常見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一步約束住沿X軸方向移動和繞該軸轉(zhuǎn)動的兩個自由度,。在圖中這兩個自由度分別由軸肩/套筒和鍵/鍵槽完成對其約束,。

圖3　齒輪在軸上的固定連接