机械设计规范..docx
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机械设计规范
机械设计规范
（仅供内部使用，严禁外泄）
（共19页）
编写：
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校对：
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审核：
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批准：
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2012年11月01日
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版本/状态
作者
参与者
完成日期
备注
V1.00
第一次发布
目录
1主题内容与适用范围 1
2目的 1
3规范性引用文件 1
4结构设计 2
4.1设计原则 2
4.1.1确保结构件功能的实现 2
4.1.2良好的结构工艺性 2
4.1.3保证结构强度、刚度 2
4.1.4便于装配、使用、维修和操作安全 3
4.1.5防盗功能 3
4.1.6标准化、模块化 3
4.1.7小型化 3
4.1.8外形美观 3
4.2材料选择 3
4.2.1材料选择准则 3
4.2.2常用材料及性能 4
4.2.2.1碳素结构钢 4
4.2.2.2不锈钢 4
4.2.2.3铝合金 4
4.2.2.4铜合金 5
4.2.2.5弹簧钢 5
4.3尺寸设计 5
4.3.1插件式机箱 5
4.3.1.1机箱尺寸 5
4.3.1.2插件面板 6
4.3.1.3横梁 6
4.3.1.4挂耳 7
4.3.2机箱把手 7
4.3.3支架类和钣金、压铸箱体 7
4.4箱体内元器件的排列布局 7
4.5标准件选择准则 7
4.6钣金件设计准则 7
4.7焊接设计准则 9
4.8装配设计准则 10
4.9表面处理 10
5结构件表面印字 11
5.1丝印 11
5.2金属蚀刻 11
6铭牌设计 12
7车载产品包装 12
7.1包装纸箱 12
7.2包装泡沫 13
7.3包装木箱 13
8公差设计 13
8.1利于提高精度设计 13
8.2公差等级选择 13
8.2.1形位公差 13
8.2.2尺寸公差 13
8.2.2.1机械结构件 14
8.2.2.2包装泡沫 15
1主题内容与适用范围
本文件规定了车载电子设备的机械设计规范；
本规范适用于轨道交通车辆（包括地铁、城轨车辆）上安装的所有电子设备的机械产品结构设计。
2目的
确保机械产品的设计连续性、可追溯性和同一性；
确保机械产品结构设计合理性、功能的完善性、设计标准的统一性；
作为车载产品机械结构设计的参考依据。
3规范性引用文件
下列文件中的条款通过本规范的引用而成为本规范的条款。
凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本规范。
然而，鼓励根据本规范达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。
凡是未注日期的引用文件，其最新版本适用于本规范。
GB/T19520.17-2010电子设备机械结构
GB/T1222弹簧钢
GB/T699优质碳素结构钢
GB/T700碳素结构钢
GB50017-2003钢结构设计规范
GB50429铝合金结构设计规范
GB/T20878-2007不锈钢和耐热钢牌号及化学成份
GB/T5231-2001加工铜及铜合金化学成分和产品形状
GB3047.1-86面板、架和柜的基本尺寸系列
GB/T6892-2000工业用铝及铝合金热挤压型材
GB/T13306-91标牌
GB/T1804-2000未注公差的线性和角度尺寸的公差
GB/T3190-2008变形铝及铝合金的牌号表示方法
GB5117-89JF/U3焊接标准
GB/T10801.2—2002绝热模塑聚苯乙烯泡沫塑料
GB1184-80形位公差标准
GB191-2000包装储运图示标志
GB4892-2008硬质直方体运输包装尺寸系列
GB4208-2008外壳防护等级（IP代码）（IEC60529:
2001，IDT）
《机械设计手册2008》
4结构设计
4.1设计原则
4.1.1确保结构件功能的实现
结构设计时，应结合机械结构的使用环境，主要包括电磁干扰、温度、电气、湿度变化等因素的影响，并采取相应措施，保证设备安全、稳定、可靠地工作，确保结构件功能的实现。
4.1.2良好的结构工艺性
所谓良好的结构工艺性就是能优质、高产、低成本地进行设备的生产，包括加工、装配、调试、维修等。
设计时，应根据设备的使用要求综合考虑当时的生产水平，包括加工设备、人员、工艺方法以及检验手段、方法等，使设计的结构产品符合当时的生产实际，并具有良好的装配工艺，从而确保质量。
4.1.3保证结构强度、刚度
结构强度必须得到保证，使结构具有足够的强度、刚度，以确保设备各项功能的可靠性以及设备的防振冲能力，必要时可进行应力、强度核算。
压铸件从节约材料、减轻设备重量考虑，壁越薄越好，从压铸工艺性考虑，薄壁结构铸造难度大，成本高。
因而，在决定壁厚时，要从结构大小、结构形式、铸造方法、材料、加工成本等方面综合考虑。
4.1.4便于装配、使用、维修和操作安全
设计的结构应便于装配、使用、维修，符合使用者的心理和生理特点，同时结构上力求最简。
机械结构应确保操作人员的使用安全，如避免锐边、棱角、采用漏电保护装置等。
4.1.5防盗功能
机械结构设计时须考虑防盗结构设计，特别是箱体类结构设计，如增设明锁、电子锁、铅封等。
4.1.6标准化、模块化
尽可能地满足标准代号为GB、JB、ISO等标准进行标准化、模块化设计。
所有尺寸尽可能采用标准尺寸系列，并符合有关通用标准，以确保设备的互换性，这样在以后研制类似设备或设备改型的过程中，可以少改动结构的尺寸和外形即可完成新研制或改型结构的设计。
4.1.7小型化
所谓小型化就是尽可能地减小设备体积和重量。
设备的小型化不仅在设备的使用性能上有重大意义，在经济上也具有重要价值，因而在设计时应予以重视。
4.1.8外形美观
产品的外形不仅关系到操作者的感官要求，而且关系到产品在该领域内的竞争力。
设计机械结构时，应将工程设计与造型设计相结合，充分利用造型设计的手法，对结构外形精心设计，以使产品外形美观。
4.2材料选择
4.2.1材料选择准则
结构件材料的选择应满足以下几点：
1）材料的特性应满足产品功能、使用环境、作业条件的需要；
2）材料应具有良好的工艺性能，符合造型设计中成型工艺和表面处理的要求，应与加工设备及生产技术相适应；
3）在满足设计要求的基础上，尽量降低成本，优先选用常用材料、价格低廉、有利于生态环境保护的材料。
4.2.2常用材料及性能
车载电子产品的结构件常用材料有碳素结构钢、不锈钢、铝合金、铜合金、弹簧钢等。
4.2.2.1碳素结构钢
常用碳素结构钢建议采用国家标准牌号，车载电子产品的结构件常用的碳素结构钢其牌号、性能和应用举例如表1，并满足GB/T699及GB/T700的规定：
表1车载电子产品的结构件常用碳素结构钢
牌号
性能描述
应用举例
Q235
综合性能好、强度高、塑性和焊接性能优、加工性强、用途广泛。
广泛用于钣金、铣、削机械零件。
08F
钢强度、硬度很低，而塑性、韧性极高，具有良好的冷变形性和焊接性，但淬透性、淬硬性极低。
广泛用于冲压或拉伸的容器。
45
45号钢，也叫“油钢”，为优质碳素结构用钢,硬度不高易切削加工,模具中常用来做45号钢管模板,梢子,导柱等,但须热处理。
广泛用于各种重要的结构零件，特别是那些在交变负荷下工作的连杆、螺栓、齿轮及轴类等。
4.2.2.2不锈钢
车载电子产品结构件常用不锈钢为06Cr19Ni10，但国内常采用对应的美国牌号304，牌号及力学性能具体参考GB/T20878-2007。
304不锈钢具有良好的耐蚀性、耐热性、低温强度，机械性能优,冲压弯曲等热加工性好,无热处理硬化现象。
304是应用最广泛的一种铬-镍不锈钢。
4.2.2.3铝合金
常用铝合金建议采用国家标准牌号，车载电子产品的结构件常用的铝合金其牌号、性能和应用举例如表2，并满足GB/T3190-2008的规定：
表2车载电子产品的结构件常用铝合金
牌号
性能描述
应用举例
1050/1060
纯铝中添加少量铜元素形成，具有极佳的成形加工特性、高耐腐蚀性、良好的焊接性和导电性。
广泛应用于对强度要求不高的产品，如薄板加工件、焊接零件、铭牌等。
Y112
用途广、强度高、有一定的耐热性、熔融状态下流动性强。
多用于盖子、箱体类等铝合金压铸零件。
6063
具有优良的加工性、焊接性、电镀性、抗腐蚀性、散热性、韧性、抛光性、氧化效果极佳等优良特点。
大量应用于插件式机箱及配件。
4.2.2.4铜合金
车载电子产品结构件常用铜合金为H62，牌号及力学性能参考GB/T5231-2001。
H62有良好的力学性和散热性，热态下塑性好，冷态下塑性也可以，切削性好，易钎焊和焊接，耐蚀性好。
常用于散热部件、销钉。
4.2.2.5弹簧钢
车载电子产品结构件常用弹簧钢为65Mn，牌号及力学性能参考GB/T1222。
65M有优良的综合性能，经热处理后的综合力学性能优于碳素结构钢，但有过热敏感性和回火脆性。
退火态可切削性尚可，冷变形塑性低，焊接性差。
常用于板弹簧、弹簧垫圈、弹簧环等受中等载荷的弹性元件。
4.3尺寸设计
车载产品结构件大体可分为箱体类和支架类，箱体类常用有钣金结构箱体、插件式机箱、压铸箱体。
4.3.1插件式机箱
4.3.1.1机箱尺寸
插件式机箱结构主要由横梁、导轨条、螺纹条、插件面板、挂耳、背板以及上、下盖板和左、右侧板等组成。
内部有效空间尺寸用单位“U”和“R”表示，1U=44.45mm，1R=5.08mm；相关尺寸关系如图1和表3，并满足GB3047.1-86的规定：
图1
表3规格表单位：
mm
代号
H
H1
H2
H3
H4
备注
2U
nR
（n表示整数）
（1R=5.08）
88.1
78.1
67.6
55.5
3U
132.5
122.5
112.0
100.0
4U
177.0
167.0
156.5
144.4
5U
221.5
211.5
201.0
188.9
6U
265.9
255.9
245.4
233.3
7U
310.3
300.3
289.8
277.8
8U
354.8
344.8
334.3
322.3
9U
399.2
389.2
378.7
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