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摘要：在现代机械零件结构设计当中，将涉及到较多的因素，且在设计方法方面也具有着较大的发展。通过对机械零件结构的科学设计，则能够在对零件实用性进行保证的基础上实现零件强度的提升。在本文中，将就机械零件制造结构设计进行一定的研究。
关键词：机械零件；制造结构；设计
1 引言
在我国机械制造业不断发展的过程中，对于机械零件的结构设计也具有了更高的要求。对此，在实际设计工作当中，即需要在对机械零件原则进行满足的基础上不断创新，以新设计方式的应用更好的满足工作需求。
2 设计原则
在机械零件设计当中，需要遵循的原则有：第一，材料方面。对于不同的零件材料来说，其在物理化学性能、受力程度以及工艺性方面也具有着不同的效果。对此，在实际机械零件结构合计当中，即需要能够做好材料工艺性能的把握，这是因为材料工艺性的存在也将对零件结构的基本形式进行决定。以某零件为例，如果其材料为铸铁，因铸铁在铸造方面具有较好的性能，对此，该零件即需要以铸造的方式生产，并在实际结构设计当中需要能够对铸造工艺的相关要求进行满足，即对薄壁结构进行使用。对于同一种材料来说，其在对不同结构设计进行适应时，在加工费用以及成本方面也存在着一定的不同。对此，为了能够对经济性进行最大程度的体现，在实际结构工艺应用方面即需要能够同材料具有良好的一致性；第二，毛坯成型方面。在实际机械零件结构设计当中，毛坯也是需要重点考虑的一项内容，其同毛坯的结构形状具有较好的适应性，在零件结构方面也具有十分重要的影响。通常来说，在实际对零件造型进行设计时，具有着变化灵活以及形式多样的特点，该种情况的存在，则使得零件在实际结构设计当中也具有着一定的复杂性，多变芯子制造情况的存在则对零件的复杂性进行了保证。还是以铸造零件为例，在实际工作开展当中，则可以根据使用条件以及工作需求尽可能对其进行设计的复杂一点，即通过终孔设计方式的应用在实现零件刚性提升的基础上对材料的使用量进行尽可能的减少。通过适当毛坯成型方式的应用，则能够有效实现生产成本的控制，且同时做好零件结构工艺性的提升；第三，生产批量。对于不同零件结构的生产批量来说，其在具体生产工艺应用方面也存在着较大的不同，在机械零件结构的工艺性方面也具有不同的要求。为了能够在生产当中对效益最大化以及效率最大化的目标进行实现，即需要在设计当中能够做好该方面考虑，保证生产批量同结构设计间具有良好的适应性；第四，质量指标。在机器产品当中，机械零件是其中重要的组成要素，该种情况的存在，则对零件质量具有了严格的要求。而当具有较高质量技术指标时，在零件设计、制造当中所需要耗费的时间与成本也更多，即当质量技术指标在达到要求时，如在对其余要求进行添加，也将较大幅度的增加工作成本与工时，进而影响到实际生产效率。在该情况下，所生产获得零件则无法对理想的经济效益进行获得。对此，在实际设计机械零件结构时，则需要保证零件结构在工艺性方面能够满足使用条件，且同质量技术指标具有良好的适应性，以此在使机械零件具有较好实用性的基础上获得 更高的经济效益。
3 结构设计方法
在机械零件设计当中，其所具有的设计方式主要有：第一，理论设计。对于该设计方式来说，即是在人们已经掌握实践知识以及理论为基础，在同机械原理、金属学、理论力学以及材料力学等知识相结合的基础上所开展的结构设计，在同零件整体载荷情况相结合的基础上通过理论计算公式的应用对零件的几何尺寸进行确定。在具体零件尺寸计算当中，需要能够保证对材料性能、应力分布规律、载荷情况以及零件工作情况等条件做好考虑。在通过计算公式对机械零件的形状以及尺寸等进行初步确定后，则可以通过校核计算方式的应用校核危险剖面的安全系数。在该过程中，其经常应用在具有复杂分布规律，且能够通过材料力学进行表示的设计内容，且适合应用在必须抑制零件尺寸且具有简单应力分布规律的情况，如对于弹簧以及轴的设计。在具体机械零件结构设计当中，部分设计人员也经常为了达到简化计算过程目标在对相关资料进行粗略估算的基础上开展结构设计，之后再对校核计算方式进行应用。具体来说，该方式开展设计的基础即是对机械零件的应力分布规律以及材料性能具有了解，是经过大量感性知识获得的设计规律，具有较强的先进性以及科学性。但是也需要了解到，对于任何一种理论来说，其在实际应用当中都存在着一定的不完善情况，对此，即需要在设计当中做好该方面把握，避免将其作为完美的结构设计方式应用；第二，经验设计。在该设计方式当中，即根据设计者已有的设计经验，以类比方式所开展的设计内容。同理论设计方式相比，虽然其缺少相关的理论科学分析作为设计活动开展的基础，但根据经验所形成的公式也具有一定的科学性，也具有较高的实用价值。对于该方式来说，其经常应用在载荷情况不明，外形较为复杂且无法直接通过理论进行分析的机械零件，如变速箱体以及机架的设计，且适合应用在零件价值不高的设计当中。该方式经常应用在理论设计相对薄弱的区域，也因此同理论设计间具有一定的互补关系；第三，模型实验设计。对于该方式来说，其适合应用在无法通过理论知识分析的具有复杂结构、十分重要且大型的机械零件设计当中。在该具体应用当中，其首先需要根据零件需求对其进行初步的设计，在形成模型之后开展反复的试验，并根据具体试验结果对其进行科学的修改。该方式同样是对理论设计方式的一种弥补，且能够对经验设计方式在科学性方面存在的缺乏情况进行有效的避免，能够对大型复杂零件当中零件的极限承受能力以及应力分布情况进行确定，是一种经验实现理论转化的关键方式。
4 结束语
对于机械零件的结构设计这项工作来说，其是一个涉及到较多方面因素的问题。在实际设计当中，需要能够做好相关方式以及设计原则的把握，保障产品的设计质量。
参考文献
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论文作者:顾荣军
论文发表刊物:《电力设备》2018年第4期
论文发表时间:2018/6/25
标签：零件论文; 机械零件论文; 方式论文; 结构设计论文; 结构论文; 基础上论文; 理论论文; 《电力设备》2018年第4期论文;