關于機械設計過程中零件結構合理性設計的研究

劉莉芳

摘 要：近年來，新時代社會經濟的快速發展，讓機械設計在我國顯得尤為重要。對于機械設計而言，零件構成合理性設計是其中的重中之重。之所以這樣說，其原因主要在于，合理的零件結構設計，不僅能夠提高機械設計最終效率，而且提高機械使用性能。基于此，加大對機械設計過程中零件結構合理性設計研究尤為重要。

關鍵詞：機械設計;零件構成;合理性設計

引言：

隨著我國機械制造業經濟發展水平的進一步提升，機械設計逐漸顯得尤為重要。機械零件作為構成機械的基礎性元件。在機械制造業的飛速發展中，如何制造出高精度的機械零件隨之成為了人們關注的重點。零件結構合理性設計作為影響零件精確度高低的重要因素。從實際角度看可知，大部分機械制造業工廠在機械設計過程中都沒有對零件結構的合理性設計給予應有的重視，導致機械最終設計效果不佳。基于此，為提高機械設計效率，提高機械零件的精確度，就必須在設計的過程中加大對零件結構合理性的設計及研究。針對機械設計中，零件結構合理性設計研究，本文首先將對零件設計原則進行分析，其次再給出具體的設計方法，以供參考。

1.機械設計過程中零件結構合理性設計的原則

在機械設計過程中，要想保證零件結構設計的合理性，就必須在設計時，遵循以下兩種原則。一種是，零件結構需要與毛坯成形方法相適應。因不同的毛坡成形工藝適用于不同結構形狀的毛坯生產過程中。所以，從某種角度可理解為：毛坯成形工藝會對零件結構合理性造成影響。在鑄造成形的過程中，可采用多種工藝將一些結構較為復雜的零件生產出來，特別是在具有多變特征的芯子制造上。另外，縱觀整體可知，要想在設計的過程中，提高設計質量，保證設計的合理性，可通過空中結構的充分利用來提升零件的剛性，并且降低零件鑄造中材料的消耗情況。針對結構相對復雜的箱體時，在零件設計是，設計人員可利用焊接形式進行。但在此過程中需要注意的是焊接中的箱體內部不能過于復雜化，不然會提高整體焊接難度，造成最終成本增加。另一種是，需要符合整體性原則。在機械設計過程中，為了保證機械工藝設計的合理性，首先需要做的是制定機械設計方案。在該方案的制定上，設計人員需嚴格遵守整體性原則，以機械制造工藝為出發點，保證各部件的合理性，從中制定多種機械設計方案，并在多種設計方案中選擇其中最有的一種方案執行。以上就是機械設計過程中零件結構合理性設計的原則，有關人員需要對其加以重視，促使機械零件設計效率提升。

2.機械設計中零件結構更合理性設計的具體方法

由上述可知，要想提高機械設計中零件結構設計的合理性，就必須遵循零件結構需與毛坯成形方法相適應以及整體性這兩種原則。但在機械設計中，除了可通過遵循有關原則來實現零件結構設計的合理性之外，還從以下幾點實現零件結構設計的合理性。（1）安全參數的合理設計。在安全參數的設計，為了保證安全參數的合理性，我們首先需要摒棄傳統普通安全系數法設計，而采用可靠性設計法進行。之所以這樣說，其原因主要在于：相對傳統普通安全系數法設計，可靠性設計法在應用的過程高中，主要是以用戶的要求，以及設計情況為出發點，制定的一套科學合理設計方案。該設計法的優勢主要在于：能夠在兼顧設計結構優化的同時，在最大限度上節約加工材料與時間，為企業經濟創造更多的經濟價值。而傳統普通安全系數法設計，由于設計理念過于傳統，所以，傳統普通安全系數法設計已經不在符合新時代發展需求，而且不能實現對零件結構設計的優化。（2）提高零件加工的精確度。對于機械零件而言，精確度是衡量機械零件質量的一大重要指標。在機械設計過程中，為了保證零件的精確度符合客戶血牛，在零件結構設計中就必須加強對設計方式的有效性應用。具體做法如下：首先，需要對工具的測量方式進行優化。通常情況下，機械設計中的零件精確度均是由測量工具獲取，所以，測量工具自身的精確度尤為重要。也就是說，若測量中，測量工具精度降低，零件產品最終所呈現出的精確參數也將變低。為避免機械設計中出現這一問題，有關人員必須在零件機構設計中，結合自身豐富的經驗，根據客戶需求，對測量工具進行優化調整，以此來提升零件的精確度。其次，通過加工工具方式的改善提高零件精確度。在機械設計中，夾具等工具的應用對零件產品的精確參數有著直接影響。基于此，為保證零件參數的精確度，以及零件結構的合理性，就必須根據零件禪意，改變夾具等工具的方式，進而提高工具與零件產品之間的契合度。最后，做好對誤差因素的有效控制。在機械制造中，由于應力與切削磨損等的誤差參數同樣會影響到零件結構的精確度，因此，在機械零件結構合理性設計中，應根據有關因素采取與之相對應的誤差因素控制方式避免該類誤差問題出現。（3）減少零件加工面。在機械零件結構合理設計中，為了從整體上降低零件加工量，提高加工效率，設計人員需進一步降低加工面積。然而，經研究調查可知，在實際工作中，因零件結構定位問題，設計人員不得不在保證整個零件加工精確度提升的同時，對零件裝配進行全面控制。長期以往，自然會使得零件加工量與加工難度有所提升。為解決這類問題，施工人員在加工前就需要對整個零件結構進行適當的調整，從而將零件定位一個端面當中，提高定位的合理性以及加工的精準性。另外，在機械零件結構設計中，設計人員還需要注意以下幾點內容。例如：不能在封交的內表面上開展機械零件加工等。（4）對機械零件的尺寸與強度等進行合理的設計。良好的機械零件尺寸與強度設計同樣是保證零件結構設計合理性的重要前提。在設計的過程高中，設計人員首先需要建立一個體積最小、重量最輕、成本較低的目標函數。其次，需要根據幾何尺寸與剛度等設計要求，建設可靠的數字模型，然后在以此為依據從中求得最佳，最合理設計方案。以上就是機械設計中零件結構更合理性設計的具體方法，有關人員需要對其加以重視，進而在保證機械零件結構合理性的同時，促進我國機械制造業的進一步發展。

結束語：

總而言之，隨著新時代社會經濟的迅速發展，機械零件結構設計的合理性逐漸得到了人們的高度重視。通過上述對該方面內容的深入研究可知，在機械零件結構設計中，除了需要循序有關設計原則之外，還應從減少零件加工面，以及合理設計安全參數等方面著手，提高零件結構最終設計的合理性。

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