一次性机械设计理念及实践_王广林

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1、第50卷第1期机械工程学报Vol.50No.12014年1月JOURNALOFMECHANICALENGINEERINGJan.2014DOI：10.3901/JME.2014.01.152*一次性机械设计理念及实践王广林潘旭东李跃峰(哈尔滨工业大学机电工程学院哈尔滨150001)摘要：提出一种一次性机械的新概念，即在航天航空或其他一些特殊的领域经常使用的各种单次使用的短寿命的机械，可称其为一次性机械。相对于常规机械，一次性机械主要特点为体积小、重量轻，使用过程中一般不会发生高周疲劳现象。这类机械目前没有一个成熟的

2、可遵循的设计理论。因此，提出一次性机械新的设计理念，在设计过程中不考虑高周疲劳等因素，主要考虑静强度的要求，最大限度地减小机械结构的体积和重量。基于一次性机械设计理念，对某型号箭用电动舵机减速装置的锥齿轮和柔轮进行了强度设计，在相同载荷情况下，采用一次性机械设计理念的齿轮模数减小至40%。对该型号箭用舵机减速器的性能测试表明，运用一次性机械设计理念得到的设计结果满足设计指标的要求，验证了一次性机械设计理念的有效性。关键词：一次性机械零件；机械设计；电动舵机减速装置中图分类号：TH122DisposableMecha

3、nicalElementDesignTheoryandApplicationsWANGGuanglinPANXudongLIYuefeng(SchoolofMechatronicsEngineering,HarbinInstituteofTechnology,Harbin150001)Abstract：Theconceptofdisposablemechanicalelementsisproposed.Disposablemechanicalelementswithextremelyshortlivesarewid

4、elyusedintheaerospaceandsomeotherspecialfields.Disposablemechanicalelementshavesmallervolumeandlighterweightthangeneralmechanicalelements.Duringtherunningprocessofdisposablemechanicalelements,highcyclefatiguefailurewillnotoccur.Untilnow,thereisnosystematically

5、designtheoryusedinthedisposablemechanicalelementsdesign.Therefore,thestaticstrengthdesigncriteriaisproposedwhichcouldtakeplaceofhighcyclefatiguefailurecheckinginthedisposablemechanicalelementsdesign,whichcoulddecreasethevolumeandweightofmechanicalelements.Thed

6、esigntheoryisusedinthedesignofbevelandfleshlinessofcertaintyperocketsteeringreducer.Underthesameloadlevel,thegearmodulusreducesby40%byusingthedisposablemechanicalelements.Anexperimentisconductedtotesttheperformanceofthereducer.Theexperimentresultshowsthatthere

7、ducercouldmeettherequirementoftheinitialdesigntargets.Itisprovedthatthedisposablemechanicalelementsdesigntheoryisfairlyeffective.Keywords：disposablemechanicalelements；mechanicaldesign；electricsteeringenginereducer械设计方法，经多家专业设计研究所论证，难以设10前言计出满足这种有限的小体积下满足转矩和功率的

8、传递的要求的减速装置，即功率-体积比过小而达不到国内某厂提出研制某型火箭电动舵机减速装设计要求。但是，经过掌握的资料分析，在本世纪置，要求参数额定输出力矩不小于44.1N•m，堵转初期，国外已经有这种产品存在。经过分析，其设输出力矩不小于78.4N•m，受空间结构限制要求减计方法不同于现有通用的方法，而是按照在有限体速器体积小于75mm×70mm×50mm。