解析機械零件制造的結構設計

四川信息職業技術學院 曾艷玲 郭恒宇

高度機械自動化的生產，必須有強有力的生產設備作基礎。因此作為工業生產核心因素的機械零件，要不斷提高其工作性能和安全性能，同時要延長零件的使用壽命，減少零件檢修的頻率，從而保證工業生產長期穩定的進行。

1 合理化結構設計的意義

1.1 能保證零件的實用性

機械的零件設計總共涉及到兩個方面，一方面是設計計算，另一方面是結構設計。如果在機械零件的結構設計當中進行合理的設計則可以提高機械零件的工作性能。所以，結構設計合理化是機械零件設計的一大優勢。具體的結構設計要涉及到零件的形狀、大小的具體數值，而涉及的前提是保證材料合理使用和生產成本最低化，另外設計的技術角度使零件在裝配、檢修和后期維修等工作上都能夠非常方便。

1.2 能有效提高零件強度

對于機械零件，其強度是一項重要的考量指標。機械零件需要安裝在大型機器上進行相應的負荷作業，所以其必須具有一定的強度才能夠保證在作業過程中不出現斷裂等狀況。一般情況下，根據作業條件的不同，對于機械零件的強度要求也有所差別，但是在相應的范圍內，機械零件的強度要有保證。零件的強度和其材質有直接關系，同時也可以通過結構力學來增加其強度。所以說如果零件的結構設計合理則是提高零件使用性能的一大優勢。

2 機械零件結構設計原則

2.1 零件設計要符合實際應用的需要。因此在進行機械零件的結構設計時，要注意設計的各個參數使其符合技術指標以確定零件能夠保質保量的完成工作任務，同時要注意零件的使用壽命和運用過程的安全。

2.2 零件設計要符合成本最低化的需要。在進行機械零件的結構設計時，要在保證其剛度和其他性能符合安全生產需要的前提下，盡量節約制造材料進行生產成本的控制，這同時也符合國家能源保護的理念，另外需主要在滿足零件功能的前提下盡量簡化不必要的復雜結構，以提高生產效率。

2.3 零件設計要符合投入使用過程中的安全指標。每年工廠中因為機器失靈和違規操作造成的人身傷害非常多，所以在設計的過程中，首先要確保機械零件在作業的過程中能夠保證自身安全運行，另外，要設計出萬一機器失靈如何讓零件自身停止工作以減少對操作員傷害的方案。此外，還要對可能出現的人為的違規操作設置提示，以減少非自然情況下發生的機器事故，保障操作員的人身安全。

3 機械零件結構設計方法

3.1 理論設計法。首先要進行設計計算，即在機械零件尺寸最終決定前，以載荷情況為基礎，通過計算公式得出零件幾何尺寸。在設計計算過程中，需主要了解載荷狀況、零件工作情況以及材料的性能，同時也要把握好應力分布規律。

3.2 經驗設計法。即在實際設計過程中，要根據某類機械零件現有設計、應用經驗，總結出經驗公式以及設計人員自身的設計經驗，選一類比法進行設計。

3.3 模型實驗設計法。將初步設計的機械零部件制作成模型，通過實驗對其進行適當的修改。

4 結語

現階段對于機械零件生產來說，其設計的關鍵環節是零件的結構設計，通過結構合理化的設計，能夠增強零件的強度。這樣相對來說可以降低對零件材料的要求，在能源短缺的時代，這就相當于增加了機械零件生產的材料，對于高度工業化的社會進程來說，這是個非常有意義的舉措。因此，設計人員應該根據產品的功能，改變傳統的設計方式，充分發揮創造力，結合先進的制造技術和設計理念，設計出更加符合時代發展的機械零件，為我國的工業發展提供強有力的支持。

[1]張磊.小議機械零件結構設計的方法及重要性[J].城市建設理論研究,2012(12).

[2]高景玉.機械零件結構工藝性分析[J].中國校外教育（理論）,2011.