支承件

石材机械支承件的结构设计全过程石材机械是在石材行业中使用较为广泛的设备之一，其支承件在机械运行过程中承担着重要的作用。

为了提高机械运行的稳定性和效率，对支承件的结构设计进行优化和改进具有非常重要的意义。

本文将详细介绍石材机械支承件的结构设计全过程。

第一步：确定设计要求在设计之前，首先需要明确设计要求。

石材机械支承件的设计要求需要考虑以下几个方面：1.机械运行的负载特征和工作环境要求2.支承件的材料和成本要求3.支承件的使用寿命和可靠性要求4.支承件的安装和维护要求以上几个方面是支承件结构设计中需要考虑的关键因素，也是设计过程中必须要重视的方面。

在确定设计要求之后，可以进入下一步。

第二步：选择支承件的结构形式支承件的结构形式选择需要根据机械的运行负载和工作环境等要求来决定。

常见的支承件结构形式包括轴承、销轴承、滑轮和框架等。

在选择结构形式时需要综合考虑机械运行的负载特征和工作环境要求。

第三步：计算支承件的负载特征确定好支承件的结构形式后，需要计算支承件的负载特征。

其中，包括机械的受力状态、材料的应力应变特性等。

根据支承件的负载特征，可以进一步评估支承件的承载能力，确定材料的选择和加工工艺。

第四步：绘制支承件结构图计算出支承件的负载特征后，需要在纸面上绘制出支承件的结构图。

结构图中需要标注材料的选用、加工工艺、尺寸和安装要求等详细信息。

第五步：进行机械测试和改进支承件的结构设计完成后，需要进行机械测试，以验证支承件的性能和稳定性。

根据测试结果，可以对支承件的结构进行改进和调整，以满足机械的运行需求。

第六步：进行数据分析和总结在经过测试和改进后，需要对支承件的性能和稳定性进行数据分析和总结。

对支承件性能指标的优化和改进进行总结和回顾，以推动支承件结构设计的进一步发展和改进。

结论石材机械支承件的结构设计全过程需要根据机械的运行特点和工作环境要求，综合考虑材料、加工工艺、尺寸和安装要求等多方面因素。

通过对支承件结构形式选择、负载特征计算、支承件结构图绘制、机械测试和数据分析等多个步骤的全面把握和考虑，可以实现对支承件结构设计的全面优化和改进，以提高机械的运行稳定性和效率。

机床支承件设计了解支承件的功能和应满意的基本要求，可依据机床的类型和布局形式合理地选择支承件的外形，理解支承件结构的设计特点、支承件材料及壁厚的合理选择，把握支承件截面外形选择的一般原则，以及提高支承件结构性能的合理措施等。

一、支承件的功能和应满意的基本要求支承件的主要功能是保证机床上各零部件之间的相互位置和相对运动精度，并保证机床有足够的静刚度、抗振性、热稳定性和耐用度等。

支承件应满意的基本要求：1）具有足够的刚度和较高的刚度—质量比；2）具有较好的动态特性；3）热稳定性好, 热变形对加工精度的影响要小；4）排屑畅通、吊运平安，结构工艺性良好。

二、支承件的结构设计设计支承件时，应首先考虑所属机床的类型、布局及常用支承件的外形。

在满意机床工作性能的前提下，综合考虑其工艺性。

还要依据其使用要求，进行受力和变形分析，再依据所受的力和其他要求进行结构设计，初步打算其外形和尺寸。

通过计算机对其进行有限元分析和计算，求出其静态刚度和动态特性，再对设计进行修改和完善，选出最佳结构形式。

既能保证支承件具有良好的性能，又能尽量减小质量，节省材料。

常见支承件的外形：1）箱形类；2）板块类；3）梁类。

支承件结构的合理设计是应在最小重量条件下，具有最大静刚度。

静刚度主要包括抗弯刚度和抗扭刚度，均与截面系数成正比。

支承件截面外形不同，即使同一材料、截面积相同，其抗弯和抗扭截面系数也不同。

1）支承件空心截面的刚度都比实心的大，而且同样的截面外形和相同大小的面积，形状尺寸大而壁薄的截面，比形状尺寸小而壁厚的截面，其抗弯刚度和抗扭刚度都高。

2）圆（或环）形截面的抗扭刚度比矩形截面的好，但抗弯刚度比矩形截面的低。

3）封闭截面的刚度远远大于开口截面的刚度，特殊是抗扭刚度。

支承件的肋板和肋条的布置：肋板是指联接支承件四周外壁的内板，它能使支承件外壁的局部载荷传递给其他壁板，而使整个支承件承受载荷，加强支承件的自身刚度和整体刚度。

肋板的布置方向取决于支承件的受力变形方向。

第三章支承件设计第一节概述一、支承件的功用支承件是机床的基本构件，主要是指床身底座、立柱、横梁、工作台、箱体和升降台等大件。

这些大件的作用是支承其它零部件，保证它们之间正确的相互位置关系和相对运动轨迹。

机床切削时，支承件承受着一定的重力、切削力、摩擦力、夹紧力等。

机床中的支承件有的互相固联在一起，有的在导轨上作相对运动。

导轨常与支承件做成一体，也有采用装配、镶嵌或粘接方法与支承件相联接。

支承件受力受热后的变形和振动将直接影响机床的加工精度和表面质量。

因此，正确设计支承件结构、尺寸及布局具有十分重要的意义。

二、支承件的基本要求1. 刚度所谓刚度是指支承件在恒定载荷或交变载荷作用下抵抗变形的能力。

前者称为静刚度，后者称为动刚度。

一般所说的刚度往往指静刚度。

支承件要有足够的静刚度，即在额定载荷作用下，变形不得超过允许值。

2. 抗振性抗振性是指支承件抵抗受迫振动和自激振动的能力。

抵抗受迫振动的能力是指受迫振动的振幅不超过许用值，即要求有足够的静刚度。

抵抗自激振动的能力是指在给定的切削条件下，能保证切削的稳定性。

3. 热变形机床工作时，电动机、传动系统的机械摩擦及切削过程等都会发热，机床周围环境温度的变化也会引起支承件温度变化，产生热变形，从而影响机床的工作精度和几何精度，这一点对精密机床尤为重要。

因此应对支承件的热变形及热应力加以控制。

4. 内应力支承件在铸造、焊接及粗加工的过程中，材料内部会产生内应力，导致变形。

在使用中，由于内应力的重新分布和逐渐消失会使变形增大，超出许用的误差范围。

支承件的设计应从结构和材料上保证其内应力要小，并应在焊、铸等工序后进行失效处理。

5. 其它支承件还应使排屑通畅，操作方便，调运安全，加工及装配工艺性好等。

支承件的性能对整台机床的性能影响很大，其重量约为机床总重的80%以上，所以应正确地对支承件进行结构设计，并对主要支承件进行必要的验证和试验，使其能够满足对它的基本要求，并在此前提下减轻重量，节省材料。

机械零件分类机械零件是指机器、设备、仪器等各种机械装置中的零部件。

它们是构成机械装置的基本单元，具有不同的形状、尺寸和材料，能够协同工作，完成各种机械运动和功能。

根据不同的分类标准，机械零件可以分为多个类别。

一、按功能分类1.连接件：连接件是指用于连接两个或多个零部件的元件，如螺钉、螺母、垫圈、销子等。

2.传动件：传动件是指用于传递动力和运动的零部件，如齿轮、皮带轮、链轮等。

3.支承件：支承件是指用于支撑和固定其他零部件的元件，如轴承、滑轨、导向套等。

4.密封件：密封件是指用于防止液体或气体泄漏的元件，如油封、密封圈等。

5.控制元器件：控制元器件是指用于控制或调节机械运动和工艺过程的元器件，如电磁阀、开关等。

二、按材料分类1.金属零件：金属零件是指由金属材料制成的零部件，如铸铁、钢、铝合金等。

2.非金属零件：非金属零件是指由非金属材料制成的零部件，如塑料、橡胶、陶瓷等。

三、按形状分类1.旋转体：旋转体是指在运动过程中可以绕自身轴线旋转的零部件，如齿轮、轴承等。

2.平移体：平移体是指在运动过程中只能做直线运动的零部件，如导轨、滑块等。

3.弹性元件：弹性元件是指具有一定弹性变形能力的零部件，如弹簧、垫片等。

4.刚性元件：刚性元件是指不具有弹性变形能力的零部件，如机床床身、机架等。

四、按加工方式分类1.锻造零件：锻造零件是指通过锤击或压力使金属材料发生塑性变形而制成的零部件，如曲轴、活塞等。

2.铸造零件：铸造零件是指通过将熔化的金属或合金浇注到模具中冷却凝固而制成的零部件，如铸铁机床床身、铝合金车轮等。

3.机械加工零件：机械加工零件是指通过机械加工方法将原材料切削、钻孔、磨削等工艺制成的零部件，如齿轮、螺纹等。

以上是机械零件分类的主要内容。

在实际生产中，了解和掌握这些分类方法对于正确选型、设计和维护机械装置都具有重要意义。

第七节支承件设计一、支承件的功能和应满足的基本要求(一) 支承件的功能机床的支承件是指床身、立柱、横粱、底座等大件，相互固定联接成机床的基础和框架。

机床上其它零、部件可以固定在支承件上，或者工作时在支承件的导轨上运动。

因此，支承件的主要功能是保证机床各零、部件之间的相互位置和相对运动精度，并保证机床有足够的静刚度、抗振性、热稳定性和耐用度。

所以，支承件的合理设计是机床设计的重要环节之一。

以车床为例，支承件是床身，固定联接着床头箱、进给箱和三杠(丝杠、光杠、操纵杠)；大刀架与溜板箱沿着床身导轨运动。

床身不仅承受这些部件的重量，而且还要承受切削力、传动力和摩擦力等，在这些力的作用下，不应产生过大的变形和振动；还要保证大刀架沿床身导轨运动的直线度和相对主轴轴线的平行度；受热后产生的热变形不应破坏机床的原始精度；床身导轨应有一定的耐用度等。

(二) 支承件应满足的基本要求支承件应满足下列要求；1) 应具有足够的刚度和较高的刚度一质量比。

2) 应具有较好的动态特性，包括较大的位移阻抗(动刚度)和阻尼；整机的低阶频率较高，各阶频率不致引起结构共振；不会因薄壁振动而产生噪声。

3) 热稳定性好，热变形对机床加工精度的影响较小。

4) 排屑畅通、吊运安全，并具有良好的结构工艺性。

二、支承件的结构设计支承件是机床的一部分，因此设计支承件时，应首先考虑所属机床的类型、布局及常用支承件的形状。

在满足机床工作性能的前提下，综合考虑其工艺性。

还要根据其使用要求，进行受力和变形分析，再根据所受的力和其它要求(如排屑、吊运、安装其它零件等)进行结构设计，初步决定其形状和尺寸。

然后，可以利用计算机进行有限元计算，求出其静态刚度和动态特性，再对设计进行修改和完善，选出最佳结构形式，既能保证支承件具有良好的性能，又能尽量减轻重量，节约金属。

(一) 机床的类型、布局和支承件的形状1．机床的类型机床根据所受外载荷的特点，可分为三类：(1) 以切削力为主的中小型机床这类机床的外载荷以切削力为主，工件的质量，移动部件(如车床的刀架)的质量等相对较小，在进行受力分析时可忽略不计。