解析運動力學在機械結(jié)構(gòu)設計中的應用

胡曉芳（重慶星河光電科技有限公司,重慶 渝北 401120）

解析運動力學在機械結(jié)構(gòu)設計中的應用

胡曉芳
（重慶星河光電科技有限公司,重慶 渝北 401120）

隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，機械產(chǎn)品的需求越來越大，其質(zhì)量要求也越來越高。對于機械結(jié)構(gòu)設計而言，在一定程度上有著十分重要的影響作用。根據(jù)市場需求與質(zhì)量要求，機械產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設計需要從不同的教學進行分析，從而保證機械使用過程中的高效性與安全性。兩者在一定程度上決定機械產(chǎn)品的質(zhì)量標準。本文從運動力學的角度，探討機械結(jié)構(gòu)設計中，運動力學的應用，并對機械結(jié)構(gòu)設計提出相應的改進意見。

運動力學;機械結(jié)構(gòu)設計;應用

0 引言

機械設計離不開力學理論，在傳統(tǒng)的機械結(jié)構(gòu)設計的過程中，通常更加注重對于靜態(tài)力學的應用。因為在傳統(tǒng)的理念上，更多的將機械定義為靜態(tài)工作狀態(tài)，因此，在考量摩擦力與壓力等過程中，主要針對靜態(tài)狀態(tài)進行力學分析。依據(jù)靜態(tài)力學進行相應的機械結(jié)構(gòu)設計。但是，由于市場上的機械產(chǎn)品種類越來越多，對于機械結(jié)構(gòu)設計的要求也越來越高。運動力學的理論也逐步被應用到機械結(jié)構(gòu)設計中。本文通過分析機械結(jié)構(gòu)設計中的技術與特點，并探討運用力學在機械結(jié)構(gòu)設計中的應用。

1 機械結(jié)構(gòu)設計特點與設計要素

機械結(jié)構(gòu)設計一般會重點考量兩點標準，一是機械結(jié)構(gòu)設計的設計特點，二是機械設計的設計要素。這兩個方面是機械結(jié)構(gòu)設計的靈魂，缺一不可。以下將針對這兩個方面進行重點分析。

1.1 機械結(jié)構(gòu)設計的設計特點分析

分析機械結(jié)構(gòu)設計的特點一般從以下幾個方面進行切入：

首先，機械結(jié)構(gòu)設計是一體的設計過程，其中包括設計的思考，結(jié)構(gòu)繪圖，以及設計計算等內(nèi)容。因此，對于機械結(jié)構(gòu)設計而言，其具有問題多，最具體，而且工作量最大的特點。這個工作階段里，設計人員需要針對整個機械結(jié)構(gòu)設計的過程中進行分析，從而針對結(jié)構(gòu)設計進行相應的探討，保證整個設計階段完善，準確。

其次，機械結(jié)構(gòu)設計的涉及問題比較復雜，而且存在多解性。也就是同一個設計要求，可以通過不同的設計方案來實現(xiàn)。那么，就需要在設計的過程中，尋找最優(yōu)的設計方案，從而保證機械結(jié)構(gòu)設計最符合要求。

最后，機械結(jié)構(gòu)設計環(huán)節(jié)是整個機械設計過程中最為活躍的環(huán)節(jié)之一，由于設計的過程中需要對設計方案進行反復的修改與更正，因此，對于機械結(jié)構(gòu)設計而言，就需要進行靈活掌握，不能一成不變的進行。

1.2 機械結(jié)構(gòu)設計的要素分析

機械結(jié)構(gòu)的設計要素，是機械結(jié)構(gòu)設計中最為重要的環(huán)節(jié)之一，其中涉及的理論基礎與技術應用也是最為復雜的。那么，在實際的機械結(jié)構(gòu)設計中，需要進行怎么樣的實施方法才可以保證機械結(jié)構(gòu)設計符合要求呢？

第一,機械結(jié)構(gòu)設計的幾何要素分析；機械結(jié)構(gòu)設計是一項非常精密的設計技術，由于機械的零部件之間的咬合與安排都需要非常精密的位置關系設定。因此，對于幾何要素而言，是機械結(jié)構(gòu)設計中必不可少的。由于機械的零件通常有不同的面，那么在進行設計的過程中，就需要進行完善的考量，才可以保證在零件的不同接觸面上，都可以進行合理的安排。

第二，機械結(jié)構(gòu)構(gòu)件之間的聯(lián)接要素；以上對于單個零件的設計問題進行了分析，那么實際上在進行機械結(jié)構(gòu)設計過程中，零件之間的聯(lián)接問題才是最為重要的。對于不同零件之間的功能面如何進行有效的聯(lián)接，才是機械結(jié)構(gòu)設計的重點要素。一般情況下，在進行機械結(jié)構(gòu)設計過程中，零件之間的聯(lián)接分為兩種情況。第一是零件之間的直接聯(lián)接，第二是零件之間的間接聯(lián)接。不同的聯(lián)接方式，在設計方面就需要進行周全的考量。其中，直接聯(lián)接設計中，需要重點考量零件之間的功能面的縫隙問題。如何可以講摩擦降到最低，從而降低功能損耗。再者，就是間接聯(lián)接，間接聯(lián)接一般需要考量聯(lián)動軸的設計。

第三，機械結(jié)構(gòu)設計中構(gòu)件的材料要素；在機械結(jié)構(gòu)設計中，零部件的材料選擇是非常重要的，尤其是不同設備中的不同位置的零件安全，也起到了至關重要的作用。一般情況下，一些易磨損的位置，需要安置耐損耗的零件，以此來保證機械設備的正常運行。

2 運動力學在機械結(jié)果設計中的應用

以上對于機械結(jié)構(gòu)設計的特點和要素進行詳細的分析，從而可以明確在機械結(jié)構(gòu)設計中，需要注意的事項以及材料的選擇。那么，在技術層面上，如何才可以保證機械結(jié)構(gòu)設計的高效性和安全性呢？那么就需要在技術理論層面上進行適當?shù)母母锱c創(chuàng)新，從而保證在設計的過程中，滿足對機械設備的質(zhì)量要求。

2.1 運動力學在機械結(jié)構(gòu)設計中的必要性分析

由于傳統(tǒng)的靜態(tài)力學已經(jīng)無法滿足現(xiàn)有市場對于機械設備的要求，而且在機械結(jié)構(gòu)設計的過程中，依然存在動態(tài)力學分析，尤其是在力矩呈現(xiàn)非線性變化的情況下，就需要進行相應的運動力學分析。因此，在機械結(jié)構(gòu)設計的過程中，適當引用運動力學，是機械結(jié)構(gòu)設計的發(fā)展方向，尤其是在計算機技術發(fā)簪的今天，運動力學在三維模擬與仿真中也可以得到相應的開發(fā)。

2.2 運動力學在機械結(jié)構(gòu)設計中的技術應用

運動力學在機械結(jié)構(gòu)設計中主要有兩個方面的應用，其一是在零部件的聯(lián)接方面。零部件的聯(lián)接可以是直接聯(lián)接，也可以是間接聯(lián)接。兩者是存在一定的差異的，當然運動力學在設計中的應用也會有所不同。利用力矩的變化，通過計算不同聯(lián)接點的摩擦力和壓力，從而可以了解到不同的節(jié)點的壓力和零件的材料選擇等。這些重要的選擇性指標以及力學運算，都是通過運動力學進行核算的。也就是說，在技術層面上，運動力學是決定零件的選材和位置安排的。其二，在機械使用過程中的損耗問題也需要運用到運動力學理念和技術。行動損耗與摩擦損耗，通常是最常見的損耗現(xiàn)象，而利用運動力學理論就可以根據(jù)運動做功來計算機出損耗系數(shù)，并對損耗的程度進行相應的預判，進而對損耗位置進行安置，從而實現(xiàn)了科學選材的特點。

總之，充分利用運動力學，是保證機械結(jié)構(gòu)設計的基礎，也是未來的發(fā)展方向。

3 結(jié)語

本文通過對運動力學的原理以及適用范圍進行分析，合理的與機械結(jié)構(gòu)設計進行對比分析。由于機械產(chǎn)品的使用越來越投入到運動設備中，從而需要在機械結(jié)果的設計過程中，同樣考慮機械的運動問題。因此，在機械結(jié)構(gòu)的設計過程中，運動力學理論起到了非常重要的作用。機械產(chǎn)品應該跟隨市場的需求進行相應改革與創(chuàng)新。

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