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Elementos geométricos de peças estruturais
A função da estrutura mecânica é realizada principalmente pela forma geométrica das partes mecânicas e pela relação posicional relativa entre as várias partes.A geometria de uma peça é composta por sua superfície.Uma peça geralmente tem várias superfícies, e algumas dessas superfícies estão em contato direto com as superfícies de outras peças.Esta parte da superfície é chamada de superfície funcional.A parte de conexão entre as superfícies funcionais é chamada de superfície de conexão.
A superfície funcional de uma peça é um fator importante que determina a função mecânica, e o projeto da superfície funcional é a questão central do projeto estrutural da peça.Os principais parâmetros geométricos que descrevem a superfície funcional incluem a forma geométrica, tamanho, número de superfícies, posição, ordem, etc. da superfície.Através do projeto de variação da superfície funcional, uma variedade de esquemas estruturais para realizar a mesma função técnica pode ser obtida.
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Ligações entre estruturas
Em uma máquina ou maquinário, nenhuma parte existe isoladamente.Portanto, além de estudar as funções e outras características das próprias peças, as inter-relações entre as peças também devem ser estudadas no projeto estrutural.
A correlação de partes é dividida em dois tipos: correlação direta e correlação indireta.Onde duas peças têm uma relação direta de montagem, elas se tornam diretamente relacionadas.A correlação que não tem uma relação direta de montagem torna-se uma correlação indireta.A correlação indireta é dividida em dois tipos: correlação de posição e correlação de movimento.Correlação de posição significa que as duas partes têm requisitos sobre a posição mútua.Por exemplo, a distância central de dois eixos de transmissão adjacentes no redutor deve garantir uma certa precisão e os dois eixos devem ser paralelos para garantir o engrenamento normal das engrenagens.Correlação de movimento significa que a trajetória de movimento de uma parte está relacionada a outra parte.Por exemplo, a trajetória de movimento do poste da ferramenta do torno deve ser paralela à linha central do fuso.Isso é garantido pelo paralelismo do trilho de guia da cama e do eixo do fuso.Portanto, a posição entre o fuso e o trilho de guia está relacionada;o posto da ferramenta e o fuso estão relacionados ao movimento.
A maioria das peças tem duas ou mais partes diretamente relacionadas, de modo que cada parte tem duas ou mais partes estruturalmente relacionadas a outras partes.No projeto estrutural, as partes diretamente relacionadas das duas partes devem ser consideradas ao mesmo tempo para selecionar razoavelmente o método de tratamento térmico, forma, tamanho, precisão e qualidade da superfície do material.Ao mesmo tempo, também deve considerar a satisfação de condições relacionadas indiretas, como cadeia dimensional e cálculos de precisão.De um modo geral, se houver partes mais diretamente relacionadas de uma parte, sua estrutura é mais complicada;as partes mais indiretamente relacionadas de uma peça, maior o requisito de precisão
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Problemas que devem ser observados no projeto estrutural
Existem muitos materiais que podem ser selecionados no projeto mecânico.Diferentes materiais têm propriedades diferentes.Diferentes materiais correspondem a diferentes técnicas de processamento.No projeto estrutural, os materiais apropriados devem ser selecionados razoavelmente de acordo com os requisitos funcionais e os materiais apropriados devem ser determinados de acordo com o tipo de material.Tecnologia de processamento e determinar a estrutura apropriada de acordo com os requisitos da tecnologia de processamento, somente através do projeto de estrutura apropriado o material selecionado pode dar o máximo de suas vantagens.
Para selecionar os materiais corretamente, os projetistas devem entender completamente as propriedades mecânicas, o desempenho do processamento e o custo dos materiais selecionados.No projeto estrutural, diferentes princípios de projeto devem ser seguidos de acordo com as características do material selecionado e a tecnologia de processamento correspondente.
Por exemplo, as propriedades mecânicas do aço sob tração e compressão são basicamente as mesmas, de modo que a estrutura da viga de aço é principalmente simétrica.A resistência à compressão dos materiais de ferro fundido é muito maior do que a resistência à tração.Portanto, as seções transversais de estruturas de ferro fundido submetidas a momentos fletores são em sua maioria assimétricas, de modo que a tensão máxima de compressão durante o carregamento é maior que a tensão máxima de tração.A Figura 5.2 é uma comparação de dois suportes de ferro fundido.No projeto de estrutura de aço, a resistência e a rigidez da estrutura geralmente são aumentadas pelo aumento do tamanho da seção transversal.No entanto, se a espessura da parede for muito grande na estrutura fundida, é difícil garantir a qualidade da fundição, de modo que a estrutura fundida geralmente é reforçada por placas e divisórias endurecidas.A rigidez e resistência da estrutura.Devido à baixa rigidez dos materiais plásticos, o estresse interno causado pelo resfriamento desigual após a moldagem pode facilmente causar empenamento estrutural.Portanto, a espessura das nervuras e a parede da estrutura plástica são semelhantes e uniformes e simétricas.
Para peças que requerem tratamento térmico, os requisitos de projeto estrutural são os seguintes: (1) A forma geométrica da peça deve ser simples e simétrica, e a forma ideal é esférica.(2) Para peças com seções transversais desiguais, a mudança no tamanho e na seção transversal deve ser suave para evitar mudanças bruscas.Se as mudanças nas partes adjacentes forem muito grandes, as seções grandes e pequenas serão resfriadas de forma desigual, o que inevitavelmente formará tensão interna.(3) Evite bordas afiadas e cantos afiados.Para evitar que as arestas vivas e os cantos vivos derretam ou superaqueçam, geralmente é cortado um chanfro de 2 a 3 mm na borda da ranhura ou furo.(4) Evite seções com grande diferença de espessura, que são fáceis de deformar e têm maior tendência a trincar durante a têmpera e resfriamento.
Horário da postagem: 08 de outubro de 2021