图1-43 安全系数云图
7 小结
通过本节的分析结果，不对件5曲柄零件进行改进。对于件8心轴零件，对其结构进行了改进，虽然单个零件在体积上增加了2.9 cm3，但是安全系数由原来的1.8提高至4.7。
十四、范例名： (Lathe Feed Stopping Device车床进刀停止器)
1 设计要求：
设计一用于车床的进刀停止器，用于限制进刀切削的长度。设计工作载荷为1000N。
2 分析零件
件1本体零件是主要的承载零件之一，因此，这里对本体零件进行静强度校核。
3 分析目的
验证件1本体零件在给定的载荷下静强度是否满足要求；
4 分析结果
零件的材料选用可锻铸铁，极限应力275.7MPa。按照书中尺寸进行建模，件1本体零件的体积为96cm3。 根据零件的工作情况，对该零件进行静力分析，结果如图1-44所示。模型的最大von Mises为35MPa,零件的安全系数约为7.9。零件安全。
图1-44 静力分析应力云图
5 零件改进
零件的安全系数为8，可以使用性能差一些的材料来制造零件，以节省成本。更改零件的材料为灰铸铁，极限应力为151.6MPa。
对更改后的模型进行静力分析，得到零件的应力云图如图1-45所示，最大von Mises为35MPa，安全系数为4.3，零件安全。
图1-45 更改材料应力云图
6 成本节约
模型的体积为96 cm3，使用可锻铸铁，其质量为700.8g，生产10000件该零件所需的材料为7008kg，以当前的市场价格10000元/吨，成本为70080元；使用灰铸铁，其质量为691.2g，生产10000件该零件所需的材料为6912kg，以当前的市场价格8000元/吨，成本为55296元。比较上述可知，使用灰铸铁制造该零件，生产10000件，可节省材料成本14784元。
十五、范例名： (Tooltable顶心座)
1 设计要求：
该装置为一顶心座，设计提供了最大轴向推力为2000N。
2 分析零件
件1本体零件是主要的承载零件之一，因此，这里对本体零件进行静强度校核。
3 分析目的
验证件1本体零件在给定的载荷下静强度是否满足要求；
4 分析结果
零件的材料选用可锻铸铁，极限应力275.7MPa。按照书中尺寸进行建模，件1本体零件的体积为239.6cm3。
根据零件的工作情况，对该零件进行静力分析，结果如图1-46所示。模型的最大von Mises为27.4MPa,零件的安全系数约为10。零件安全。
图1-46 静力分析应力云图
5 零件改进
由图1-46零件的应力云图可以看出，零件上的最大应力为27.4MPa，零件上应力小的部分比较多，同时考虑零件的结构，如钻螺纹孔等，可以对一些应力较小的部位减小厚度，从而减轻零件的质量；另外选用性能差一些的材料来降低零件的成本，使用灰铸铁。改进后两个零件的体积为198.1cm3。
对改进后的模型运行静力分析，结果如图1-47所示：最大von Mises为33.MPa，安全系数约4.6，零件是安全的。
图1-47 改进模型应力云图
6 成本节约
该零件原来体积为239.6，使用可锻铸铁材料，每件的质量为1749.1g，生产10000件零件，使用的材料为17491kg，以当前的市场价格10000元/吨，材料成本为174910元；改进后的零件体积为198.1，使用灰铸铁材料，每件的质量为1426.3g，生产10000件零件，使用的材料为14263kg，以当前的市场价格8000元/吨，材料成本为114104元。比较结果，改进零件后，生产10000件该零件，可以节约材料成本60806元。
十六、范例名： (Reciprocator往复机构)
1 设计要求：
该装置为一往复机构，设计提供了最大推力为4000N。
2 分析零件
件1本体零件和件3滑动板零件是主要的承载零件，因此，这里对本体零件和滑动板零件进行静强度校核。
3 分析目的
验证件1本体零件和件3滑动板零件在给定的载荷下静强度是否满足要求；
4 分析结果
1。本体零件
零件的材料选用灰铸铁，极限应力为151.6MPa。按照书中尺寸进行建模，件1本体零件的体积为1144.9cm3。
根据零件的工作情况，对该零件进行静力分析，结果如图1-48所示。模型的最大von Mises为14.5MPa,零件的安全系数约为10.4。零件安全。
图1-48 静力分析应力云图
2。滑动板零件
零件的材料选用普通碳钢，屈服力为220.6MPa。按照书中尺寸进行建模，件3滑动板零件的体积为522.2cm3。
根据零件的工作情况，对该零件进行静力分析，结果如图1-49所示。模型的最大von Mises为9.3MPa,零件的安全系数约为23.7。零件安全。
图1-49 静力分析应力云图
5 零件改进
1。本体零件
由图1-48零件的应力云图可以看出，零件上的最大应力为14.5MPa，零件上应力小的部分比较多，同时考虑零件的结构，如钻螺纹孔等，可以对一些应力较小的部位减小厚度，从而减轻零件的质量。改进后
两个零件的体积为902.9cm3。
对改进后的模型运行静力分析，结果如图1-50所示：最大von Mises为17.7MPa，安全系数约8.6，零件是安全的。
图1-50 改进后模型应力云图
2。滑动板零件
由图1-49零件的应力云图可以看出，零件上的最大应力为9.3MPa，零件上应力小的部分比较多，同时考虑零件的结构，如钻螺纹孔等，可以对一些应力较小的部位减小厚度，从而减轻零件的质量。改进后两个零件的体积为410.2cm3。
对改进后的模型运行静力分析，结果如图1-51所示：最大von Mises为9.6MPa，安全系数约23，零件是安全的。
图1-51 改进后模型应力云图
6 成本节约
件1本体零件的材料为灰铸铁，改进前体积为1144.9 cm3，改进后体积为902.9 cm3，每件体积减小了242 cm3，减小质量为1742.4g，生产10000件该零件，可以节省材料17424kg，以当前的市场价格8000元/吨，可以节省139392元；件3滑动板零件的材料为普通碳钢，改进前体积为522.2 cm3，改进后体积为410.2 cm3，每件体积减小了112 cm3，减小质量为873.6g，生产10000件该零件，可以节省材料7326kg，以当前的市场价格12000元/吨，可以节省87912元。
合计生产10000件该往复机构，可以节省材料成本227304元。
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