1、零件的形状，减少承载区域，从而累积变形越小，提高了整个构件的刚度，使材料得到充分利用。如悬臂布置的小锥齿轮，锥齿轮应尽量靠近轴承以减小悬臂长度，提高轴的弯曲强度。图5.4例举几个典型的实例。(3) 减小应力集中结构当力流方向急剧转折时，力流在转折处会过于密集，从而引起应力集中，设计中应在结构上采取措施，使力流转向平缓。应力集中是影响零件疲劳强度的重要因素。结构设计时，应尽量避免或减小应力集中。其方法在相应的章节会作介绍，如增大过度圆角、采用卸载结构等。如图5.5。(4) 使载荷平衡结构在机器工作时，常产生一些无用的力，如惯性力、斜齿轮轴向力等，这些力不但增加了轴和轴衬等零件的负荷，降低其精度和
2、寿命，同时也降低了机器的传动效率。所谓载荷平衡就是指采取结构措施部分或全部平衡无用力，以减轻或消除其不良的影响。这些结构措施主要采用平衡元件、对称布置等。例如，同一轴上的两个斜齿圆柱齿轮所产生的轴向力，可通过合理选择轮齿的旋向及螺旋角的大小使轴向力相互抵消，使轴承负载减小。如图5.6。5.3.2机械结构基本设计准则3.满足结构刚度的设计准则为保证零件在使用期限内正常地实现其功能，必须使其具有足够的刚度。5.3.2机械结构基本设计准则4.考虑加工工艺的设计准则机械零部件结构设计的主要目的是：保证功能的实现，使产品达到要求的性能。但是，结构设计的结果对产品零部件的生产成本及质量有着不可低估的影响。
3、因此，在结构设计中应力求使产品有良好的加工工艺性所谓好的加工工艺指的是零部件的结构易于加工制造，任何一种加工方法都有可能不能制造某些结构的零部件，或生产成本很高，或质量受到影响。因此，对于设计者认识一种加工方法的特点非常重要，以便在设计结构时尽可能的扬长避短。实际中，零部件结构工艺性受到诸多因素的制约，如生产批量的大小会影响坯件的生成方法；生产设备的条件可能会限制工件的尺寸；此外，造型、精度、热处理、成本等方面都有可能对零部件结构的工艺性有制约作用。因此，结构设计中应充分考虑上述因素对工艺性的影响。5.3.2机械结构基本设计准则5.考虑装配的设计准则装配是产品制造过程中的重要工序，零部件的结构
4、对装配的质量、成本有直接的影响。有关装配的结构设计准则简述如下（1） 合理划分装配单元整机应能分解成若干可单独装配的单元（部件或组件），以实现平行且专业化的装配作业，缩短装配周期，并且便于逐级技术检验和维修。（2）使零部件得到正确安装-保证零件准确的定位。图5.7所示的两法兰盘用普通螺栓连接。图（a）所示的结构无径向定位基准，装配时不能保证两孔的同轴度；图（b）以相配的圆柱面作为定位基准，结构合理。-避免双重配合。图5.8(a)中的零件A有两个端面与零件B配合，由于制造误差，不能保证零件A的正确位置。图5.8（b）结构合理。-防止装配错误。图5.9所示轴承座用两个销钉定位。图（a）中两销钉反向
5、布置，到螺栓的距离相等，装配时很可能将支座旋转180安装，导致座孔中心线与轴的中心线位置偏差增大。因此，应将两定位销布置在同一侧，或使两定位销到螺栓的距离不等图5.9（2） 使零部件便于装配和拆卸结构设计中，应保证有足够的装配空间，如扳手空间；避免过长配合以免增加装配难度，使配合面擦伤，如有些阶梯轴的设计；为便于拆卸零件，应给出安放拆卸工具的位置，如轴承的拆卸。如图5-10。5.3.2机械结构基本设计准则6.考虑造型设计的准则产品的设计不仅要满足功能要求，而且还应考虑产品造型的美学价值，使之对人产生吸引力。从心理学角度看，人60%的决定取决于第一印象。技术产品的社会属性是商品，在买方市场的时代
6、，为产品设计一个能吸引顾客的外观是一个重要的设计要求；同时造型美观的产品可使操作者减少因精力疲惫而产生的误操作。外观设计包括三个方面：造型、颜色和表面处理。考虑造型时，应注意下述三个问题：（1） 尺寸比例协调在结构设计时，应注意保持外形轮廓各部分尺寸之间均匀协调的比例关系，应有意识地应用黄金分割法来确定尺寸，使产品造型更具美感。（2） 形状简单统一机械产品的外形通常由各种基本的几何形体（长方体、圆柱体、锥体等）组合而成。结构设计时，应使这些形状配合适当，基本形状应在视觉上平衡，接近对称又不完全对称的外形易产生倾倒的感觉；尽量减少形状和位置的变化，避免过分凌乱；改善加工工艺（3） 色彩、图案的支
7、持和点缀在机械产品表面涂漆，除具有防止腐蚀的功能外，还可增强视觉效果。恰当的色彩可使操作者眼睛的疲劳程度降低，并能提高对设备显示信息的辨别能力。单色只使用于小构件。大的特别是运动构件如果只用一种颜色就会显得单调无层次，一个小小的附加色块会使整个色调活跃起来。在多个颜色并存的情况下，应有一个起主导作用的底色，和底色相对应的颜色叫对比色。但在一个产品上，不同色调的数量不宜太多，太多的色彩会给人一种华而不实的感觉。舒服的色彩大约位于从浅黄、绿黄到棕的区域。这个趋势是渐暖，正黄正绿往往显得不舒服；强烈的灰色调显得压抑。对于冷环境应用暖色，如黄、橙黄和红。对于热环境用冷色，如浅蓝。所有颜色都应淡化。另外
8、，通过一定的色彩配置可使产品显得安全、稳固。将形状变化小的、面积较大的平面配置浅色，而将运动、活跃轮廓的元件配置深色；深色应安置于机械的下部，浅色置于上部。5.4机械结构设计的工作步骤不同类型的机械结构设计中各种具体情况的差别很大，没有必要以某种步骤按部就班的进行。通常是确定完成既定功能零部件的形状、尺寸和布局。结构设计过程是综合分析、绘图、计算三者相结合的过程，其过程大致如下：1. 理清主次、统筹兼顾：明确待设计结构件的主要任务和限制，将实现其目的的功能分解成几个功能。然后从实现机器主要功能（指机器中对实现能量或物料转换起关键作用的基本功能）的零部件入手，通常先从实现功能的结构表面开始，考虑
9、与其他相关零件的相互位置、联结关系，逐渐同其它表面一起连接成一个零件，再将这个零件与其它零件联结成部件，最终组合成实现主要功能的机器。而后，再确定次要的、补充或支持主要部件的部件，如：密封、润滑及维护保养等。2. 绘制草图：在分析确定结构的同时，粗略估算结构件的主要尺寸并按一定的比例，通过绘制草图，初定零部件的结构。图中应表示出零部件的基本形状，主要尺寸，运动构件的极限位置，空间限制，安装尺寸等。同时结构设计中要充分注意标准件、常用件和通用件的应用，以减少设计与制造的工作量。3. 对初定的结构进行综合分析，确定最后的结构方案：综合过程是指找出实现功能目的各种可供选择的结构的所有工作。分析过程则
10、是评价、比较并最终确定结构的工作。可通过改变工作面的大小、方位、数量及构件材料、表面特性、连接方式，系统地产生新方案。另外，综合分析的思维特点更多的是以直觉方式进行的，即不是以系统的方式进行的。人的感觉和直觉不是无道理的，多年在生活、生产中积累的经验不自觉地产生了各种各样的判断能力，这种感觉和直觉在设计中起着较大的作用。4. 结构设计的计算与改进：对承载零部件的结构进行载荷分析，必要时计算其承载强度、刚度、耐磨性等内容。并通过完善结构使结构更加合理地承受载荷、提高承载能力及工作精度。同时考虑零部件装拆、材料、加工工艺的要求，对结构进行改进。在实际的结构设计中，设计者应对设计内容进行想象和模拟，
11、头脑中要从各种角度考虑问题，想象可能发生的问题，这种假象的深度和广度对结构设计的质量起着十分重要的作用。5. 结构设计的完善：按技术、经济和社会指标不断完善，寻找所选方案中的缺陷和薄弱环节，对照各种要求和限制，反复改进。考虑零部件的通用化、标准化，减少零部件的品种，降低生产成本。在结构草图中注出标准件和外购件。重视安全与劳保（即劳动条件：操作、观察、调整是否方便省力、发生故障时是否易于排查、噪音等），对结构进行完善。6. 形状的平衡与美观：要考虑直观上看物体是否匀称、美观。外观不均匀时造成材料或机构的浪费。出现惯性力时会失去平衡，很小的外部干扰力作用就可能失稳，抗应力集中和疲劳的性能也弱。总之
12、，机械结构设计的过程是从内到外、从重要到次要、从局部到总体、从粗略到精细，权衡利弊，反复检查，逐步改进。小结 机械结构设计在机械设计中起着举足轻重的作用。本章主要讨论机械结构设计的特点、步骤和思维方式。机器工作原理及装配的设计要求是确定零部件结构和形状的主要因素，其次是材料的选择、制造工艺方面的要求，使之具有良好的工艺性（加工、装配）。此外，零部件的结构和形状的完善对强度和刚度的提高有很大的影响。.教育教学金点子案例教育教学金点子案例（一）：教育教学金点子成功案例一、问题的提出xxx是一个班上的一个捣蛋孩子，他不遵守纪律，上课随便，经常没有书本和笔，课堂上不认真学习，课下不完成作业，爱和同学打
13、架。问问理由不少。为此老师没少批评他，但是效果不佳。二、解决问题的方式方法为了彻底帮忙他改正缺点，我首先了解家庭状况。他是一个外籍学生，父母带着他从外地来潍坊打工，因为父母都年龄比较大了，从小溺爱，加之父母都没文化，导致孩子养成很多不良习惯。于是，我给予了他更多的关注，期望他能从老师那里得到关爱。1、捕捉进步，及时表扬鼓励因为王卿轩的学习习惯和他家长不配合的问题，他的作业从来没有值得表扬之处。有一次，他的一篇课堂作文写的有些水平，我当着全班的面读了出来，还对他赞赏有加。看着他有点骄傲的表情，我打心里高兴。之后他一有点成绩，我就表扬，还把他写的一首小诗，贴在后墙的展示板上。2、课间谈心，拉近师生
14、距离。自从得知这孩子的家庭状况，我开始反省自己的行为，我想我就应走进这个孩子的心里。我开始慢慢接近他，跟他聊天。聊他的爱好和兴趣，聊他的特长和得意之处虽然他一向是一副嬉皮笑脸的样貌，看着确实不让人喜欢，但我还是会刻意地去摸摸他的头。平日，我经常让他给我干一些事情，干完后及时给予表扬。遇到不完成作业，就让他在我的办公桌上写，这样他就会不自在，问我能不能回教室完成，我说不行，在我面前写，他很快就写完了，我警告他，以后再不完成作业就到我办公室写，一段时间作业单上没有他的名字。我感觉到从那一天起，他开始喜欢我了。经常告诉我班内的新状况。三、效果为师之道，在于以身作则，用行动感染学生，成为表率。我想我会
15、更有信心地用自己完美的心灵和辛勤的劳作去引导这些可爱的孩子茁壮成长。教育教学金点子案例（二）：问题的提出说谎是一种用语言虚构、捏造事实来掩盖自己的意图，或用不正确的方式隐瞒部分或全部事实的欺骗行为。说谎是当今中小学生中的普遍现象。家长和教师务必正视与准确分辨孩子的谎言，下大力气去教育、引导他们，消灭谎言，将学生培养为正直、诚实、坦率的人。解决问题的方式方法1、了解说谎动机学生说谎都有其必须的心理原因，了解动机，我们才能找到辅导矫正之法。2、家校联系，共同教育老师必要时和家长及其他任科老师联系，能够透过家访活动，做耐心细致的工作，逐步纠正家庭教育方式，取得他们的用心配合，从而真正使学生心悦诚服地
16、理解教育，改正缺点。3.正面引导，以理服人当发现孩子说了谎话时家长、老师不要用感情去逼迫孩子，不可用恐吓手段去对待孩子，应先弄清楚孩子为什么说谎，如果其出发点是好的，应让他透过正确的途径去解决问题。效果如今的刘红，最后能按时按量完成各科作业了。在学习上她也肯用功了，成绩有了很大的提高。由于她做到了诚实守信，同学们都愿意和她交朋友，她在日记里写到：诚信，真的很重要。有了诚信我得到了很多我以前得不到的东西。此刻我生活得十分快乐。应对学生的谎言一、提出问题的原因说谎是一种用语言虚构、捏造事实来掩盖自己的意图，或用不正确的方式隐瞒部分或全部事实的欺骗行为。说谎是当今中小学生中的普遍现象。由于撒谎具有欺
17、骗的性质，所以常被看作是一种不能容忍的品行问题而受到谴责。如果孩子从说谎的过程中得到了甜头，便会一发而不可收，最终发展成虚伪的、不可信赖的人。这是任何一个教育者所不愿看到的。因此，家长和教师务必正视与准确分辨孩子的谎言，下大力气去教育、引导他们，消灭谎言，将学生培养为正直、诚实、坦率的人二、我较为成功的做法1、了解说谎动机刘红，女，四年级学生，是去年新转学来我们班的学生，她的样貌长得很可爱，平时稳稳当当，上课回答问题很用心，也愿意帮老师干一些力所能及的事情，愿意帮忙别人，人缘颇佳。本来身为班主任的我也是对她印象很好，但几件事下来，我对她有了新的看法。话说那还是三年级下学期开学时的事情了。因为她
18、总是说没带语文作业，而她身边的同学却反映她的作业就在书包里，我让她拿出来，她支支吾吾不肯，在同学的帮忙下，拿出的作业不是一点也没写就是只写了一部分。证据确凿，下课我就把她叫进办公室，做思想工作，教育她，当时她认错态度较好，声泪俱下，说以后必须改正，我也就原谅了她，让她把作业补上。但是，没过几天，她又说自己没带作业，还说作业落在家里，家长能够证明。我立刻跟家长打电话取得了联系，家长答应下午给她送作业。但等到下午放学都没见家长送来作业。同时，数学和外语任课老师也不约而同的反映她最近作业要么不带，要么没写，或缺斤短两，而且总是说忘记了或者说在家里，可一检查又总能从书箱里或书包里找到。总之，作业完成存在很大的问题。我们三科的老师课后分别找她几次交谈关于作业的事，她开始支支吾吾不肯承认，直到老师打电话向家长求证时，她才说出自己没完成的真相。
