機械結(jié)構(gòu)設(shè)計的任務(wù)是依據(jù)設(shè)計任務(wù)在總體設(shè)計構(gòu)想的基礎(chǔ)上，確定的原理方案，繪制出具體的結(jié)構(gòu)圖，以實現(xiàn)設(shè)計所要求的功能。

設(shè)計的過程是將抽象的工作原理具體化為某類構(gòu)件或零部件，包含確定結(jié)構(gòu)件的材料、形狀、尺寸、公差、熱處理方式和表面處理等，還須考慮其加工工藝、強度、剛度、精度以及與其它零件相互之間關(guān)系等問題。

結(jié)構(gòu)件的幾何要素

機械結(jié)構(gòu)的功能主要是靠機械零部件的幾何形狀及各個零部件之間的相對位置關(guān)系實現(xiàn)的。零部件的幾何形狀由它的表面所構(gòu)成，一個零件通常有多個表面，在這些表面中有的與其它零部件表面直接接觸，把這一部分表面稱為功能表面。在功能表面之間的聯(lián)結(jié)部分稱為聯(lián)接表面。

零件的功能表面是決定機械功能的重要因素，功能表面的設(shè)計是零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計的核心。描述功能表面的主要幾何參數(shù)有表面的幾何形狀、尺寸大小、表面數(shù)量、位置、順序等。通過對功能表面的不同設(shè)計，可以得到為實現(xiàn)同一技術(shù)功能的多種結(jié)構(gòu)方案。

結(jié)構(gòu)件之間的關(guān)聯(lián)

零件之間的相互關(guān)系分為直接相關(guān)和間接相關(guān)兩類。兩個零件有直接裝配關(guān)系的成為直接相關(guān)。沒有直接裝配關(guān)系的成為間接相關(guān)。間接相關(guān)又分為位置相關(guān)和運動相關(guān)兩類。位置相關(guān)是指兩零件在相互位置上有要求，如減速器中兩相鄰的傳動軸，其中心距必須保證一定的精度，兩軸線必須平行，以保證齒輪的正常嚙合。

運動相關(guān)是指一零件的運動軌跡與另一零件有關(guān)，如車床刀架的運動軌跡必須平行于于主軸的中心線，這是靠床身導軌和主軸軸線相平行來保證的，所以主軸與導軌為位置相關(guān)，而刀架與主軸為運動相關(guān)。

在進行結(jié)構(gòu)設(shè)計時，兩零件直接相關(guān)部位結(jié)構(gòu)必須同時考慮，以便合理地選擇材料的熱處理方式、形狀、尺寸、精度及表面等。同時還必須考慮滿足間接相關(guān)條件，如進行尺寸鏈和精度計算等。一般來說，若某零件直接相關(guān)零件愈多，其結(jié)構(gòu)就愈復雜；某零件的間接相關(guān)零件愈多，其精度要求愈高。

功能設(shè)計

滿足主要機械功能要求，在技術(shù)上的具體化。如工作原理的實現(xiàn)、工作的可靠性、工藝、材料和裝配等方面。

質(zhì)量設(shè)計

在現(xiàn)代設(shè)計中，質(zhì)量設(shè)計相當重要，往往決定產(chǎn)品的競爭力。那種只關(guān)注滿足主要技術(shù)功能要求的設(shè)計思想已成為過去，統(tǒng)籌兼顧各種要求，在滿足主要功能的前提下對其他要求適當作出平衡和取舍，提高產(chǎn)品的質(zhì)量，是現(xiàn)代機械設(shè)計的核心所在。

優(yōu)化設(shè)計和創(chuàng)新設(shè)計

用結(jié)構(gòu)設(shè)計變元等方法系統(tǒng)地構(gòu)造優(yōu)化設(shè)計空間，用創(chuàng)造性設(shè)計思維方法和其它科學方法進行優(yōu)選和創(chuàng)新。

考慮裝配的設(shè)計準則

（1）合理劃分裝配單元：整機應(yīng)能分解成若干可單獨裝配的單元（部件或組件），以實現(xiàn)平行且專業(yè)化的裝配作業(yè)，縮短裝配周期，并且便于逐級技術(shù)檢驗和維修。

（2）使零部件得到正確安裝：保證零件準確的定位、避免雙重配合、防止裝配錯誤。

（3）使零部件便于裝配和拆卸：結(jié)構(gòu)設(shè)計中，應(yīng)保證有足夠的裝配空間，如扳手空間；避免過長配合以免增加裝配難度，使配合面擦傷，如有些階梯軸的設(shè)計；為便于拆卸零件，應(yīng)給出安放拆卸工具的位置，如軸承的拆卸。

考慮維護修理的設(shè)計準則

（1）產(chǎn)品的配置應(yīng)根據(jù)其故障率的高低、維修的難易、尺寸和質(zhì)量的大小以及安裝特點等統(tǒng)籌安排，凡需要維修的零件部件，都應(yīng)具有良好的可達性；對故障率高而又需要經(jīng)常維修的部位及應(yīng)急開關(guān)，應(yīng)提供最佳的可達性。

（2）產(chǎn)品特別是易損件、常拆件和附加設(shè)備的拆裝要簡便，拆裝時零部件進出的路線最好是直線或平緩的曲線。

（3）產(chǎn)品的檢查點、測試點等系統(tǒng)的維護點，都應(yīng)布置在便于接近的位置上。需要維修和拆裝的產(chǎn)品，其周圍要有足夠的操作空間。

考慮成本的設(shè)計準則

（1）設(shè)計時，要對產(chǎn)品功能進行分析權(quán)衡，合并相同或相似功能，消除不必要的功能，以簡化產(chǎn)品和維修操作。

（2）設(shè)計時，應(yīng)在滿足規(guī)定功能要求的前提下，使其構(gòu)造簡單，盡可能減少產(chǎn)品層次和組成單元的數(shù)量，并簡化零件的形狀。

（3） 產(chǎn)品應(yīng)盡量設(shè)計簡便而可靠的調(diào)整機構(gòu)，以便于排除因磨損或飄移等原因引起的常見故障。對易發(fā)生局部耗損的貴重件，應(yīng)設(shè)計成可調(diào)整或可拆卸的組合件，以便于局部更換或修復。

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