图2-1-30所示的卸荷轮结构，轴只受带轮传来的转矩而不受径向力和弯矩（后者转而由轴承和箱体承受）；又如图2-1-31所示的螺栓减载结构，采用减载元件来承受横向载荷，螺栓则不需承受太大的预紧力。作者：Lsy，点击上方“关注”，每天为你分享机械领域干货，私信我回复数字“01”，送您一份机械基础大礼包。

　　为了使机械零件能正常工作，在设计的整个过程中都应保证零件的强度和刚度能满足要求。对于重要的零件要进行强度和刚度计算。静强度的计算指危险截面拉压、剪切、弯曲和扭剪应力的计算；静刚度的计算指相对应载荷或应力下的变形计算。两者均与零件的材料、受力和结构尺寸密切相关（具体计算方法参阅本手册“机械设计基础资料篇”或材料力学等相关资料）。通过合理选择机械的总体方案使零件的受力合理，特别是通过正确的结构设计（即确定零件的结构形状和尺寸）使它所受的应力和产生的变形较小可以提高零件的强度和刚度，满足其工作能力的要求。合理的计算有助于选择最佳方案，但同时也要考虑零件在加工、装拆过程中保证足够的强度和刚度及工艺性要求。（1）通过结构设计提高静强度和刚度的措施1）改变受力①改善零件的受力情况，降低零件的最大应力如螺纹连接中，为减少螺栓所受的拉力及应力幅值，可以通过降低螺栓的刚度或增大被连接件的刚度来实现。降低螺栓刚度的措施如图2-1-24所示。

　　再如，合理安排支承点与载荷的相对位置（图2-1-25）、合理布置集中载荷与支点的相对位置（图2-1-26，IM电竞 IM电竞app使载荷作用点靠近支点）以及尽可能将集中力改为分散力或均布载荷（图2-1-27），这些措施均可减少梁所受的弯矩，降低弯曲应力，减少轴的挠度。另外，设计支承时应尽量避免悬臂支承，不可避免时要尽量减小悬臂的伸出长度（图2-1-28）。

　　②载荷分担（转移）将一个零件所受的载荷分给几个零件承受，以减少每个零件的受力。如螺栓组连接结构设计中，应使各螺栓对称分布以均匀分担所受载荷。又如图2-1-29的组合弹簧结构中，将两个或多个直径不同的弹簧套在一起作为一个整体来承担较大的载荷。

　　图2-1-30所示的卸荷轮结构，轴只受带轮传来的转矩而不受径向力和弯矩（后者转而由轴承和箱体承受）；又如图2-1-31所示的螺栓减载结构，采用减载元件来承受横向载荷，螺栓则不需承受太大的预紧力。

　　改变零件形状。通过改变零件的形状，改善零件的受力，如齿轮表面修形，使载荷沿齿宽方向均布；采用均载螺母使各扣螺纹所受载荷均摊等（图2-1-32）。

　　提高加工精度。适用于由于加工误差引起的不均载结构。④其他的载荷抵消或转化措施采取措施使外载荷全部或部分地互相抵消。如传动轴系中采用人字齿轮，齿轮两侧齿所受的轴向力可相互抵消，不会传至两端轴承。再如实际中常采用反向预应力或变形结构，通过抵消部分外载荷来提高结构的承载能力。其他的载荷转化措施有：化外力为内力（图2-1-34）；用拉伸代替弯曲（图2-1-35）等。

　　2）改变截面①采用合理的断面形状在零件材料和受力一定的条件下，只能通过结构设计，如增大截面积，IM电竞 IM电竞平台增大抗弯、抗扭截面系数来提高其强度。常用构件截面形状的惯性矩及抗弯截面系数见本手册“机械设计基础资料篇”。表2-1-7 给出了几种截面图形在面积相同时的抗弯截面系数的比较，以及抗弯截面系数相同时截面面积及截面惯性矩的比较。可以看出，在截面积相同（及单位长度的重量）时，不同形状的抗弯截面系数和惯性矩差别很大（工字梁截面的最大）。因此可以通过正确选择截面形状与尺寸来降低最大弯曲应力及提高刚度（详见本手册机架篇中截面设计）。IM电竞 IM电竞app②用肋或隔板采用加强肋或隔板可提高零件，特别是机架零件的刚度，IM电竞 IM电竞平台设计加强肋应注意下列事项。

　　为提高高副接触零件的接触疲劳强度，在零件结构设计方面主要应考虑如何增大接触处的综合曲率半径，以减少接触应力的大小。零件功能使用性能设计时的注意事项如表2-1-9所示。

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