试析机械零件结构的设计方法

马钰汶

摘 要：在机械化生产中，零件构成了基础性的要素，对此有必要运用适当的方式来完成设计。近年来，自动化技术逐渐融入了机械生产，因此，不能缺少机械零件作为保障。对于机械零件，如果能运用适当的设计方式，则能在根源上确保零件安全，这样做有助于延长零件运行年限，也保障了安全性能。从机械化的行业生产角度来讲，应明确机械零件的基本结构特征，结合现阶段的机械生产现状，探究可行的零件结构设计思路。

关键词：机械零件；结构设计；自动化技术；机械生产事故

中图分类号：F204 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.09.030

面对机械化的新形势，各行业的机械生产都引入了自动化技术。对于全过程的机械化生产而言，如果能在根源上优化各种零件本身的结构，就可以为整个的机械化流程提供安全保障，与此同时，也能避免突发机械生产事故。各种零件在进行先期设计时，作为设计人员有必要致力于优化零件的整体性能，避免频繁的机械检修。由此可见，优化设计零件结构有利于延长零件的使用年限，运用信息化的措施和手段来改进零件设计，提升机械化生产的综合水平。

1 设计零件结构的基本原则

机械零件具有较复杂的内部结构，因此，与之相应的设计方式也各不相同。具体在设计各种类型的机械零件时，应当密切结合零件毛坯与材料的特征来选择适当的方案。经过全面设计之后，应当能体现最基本的零件性能，对于零件材质也要进行慎重选择。由此可见，设计机械零件的基本结构时，应当密切结合可用性、经济性等各项指标，确保设计出来的零件符合精确度、刚度与强度的要求。

从本质上讲，设计零件结构的全过程都应当体现精密性，确保符合现行的零件设计指标。作为设计人员，本身应当致力于节省零件设计经费，确保运用最少经费来完成最有效率的机械零件设计。从后期维护的角度来讲，有必要避免频繁的零件检修，这种措施也符合了成本节约的宗旨。此外，对于机械化操作的具体条件应当予以全面改善，确保机械零件具有更高的精度和美观性。

2 具體设计方法

在不同类型的机械零件中，基本结构也是各不相同的。作为零件设计人员，应当密切关注零件结构与机械性能之间的内在联系，在此基础上选择适当的设计模式。由此可见，设计机械零件不仅有必要节省设计成本并减少能耗，同时，更要关注机械操作的安全性。具体而言，设计机械零件结构的方法如下。

2.1 经验法

运用经验设计的方法来设计机械零件，应当在全面归纳的前提下给出经验公式，然后经过综合对比就可以选择适当的机械设计方法。作为零件的设计人员，本身应当拥有设计零件的丰富经验。只有这样，才能据此给出可行的经验公式。由此可见，经验设计法本身具有较强的可行性，然而，并没有达到完善的程度。这是由于经验设计并不具有很强的科学性，经验公式也并非科学统计获得的结论。因此，在实践中，设计人员可以选择此类方法来设计零件结构，但是经验法仍然属于初级的零件设计方法，有待改进。

2.2 模型法

某些零件具有较大的体积与质量，零件内部的具体结构也表现出了复杂性。对于此类零件，通常可以选择模型设计的方法。从现状来看，可以通过实验的方式来构建零件模型，然后把模型运用于零件设计。在此过程中，设计人员有必要关注以下问题：运用模型来完成具体的零件设计，这个过程应当紧密结合实践，不能脱离机械化的生产。如果模型与真实的生产状况相差较大，则不仅会降低零件本身的结构性能，情况严重时还可能引发事故。

2.3 理论设计法

相比于其他的零件设计方法，理论设计法的根据在于现阶段的零件结构理论。具体而言，零件结构设计通常涉及到金属学、材料力学与机械原理等基本理论。在运用时，应当明确零件的荷载，在此基础上决定零件的几何尺寸。比如，设计人员在计算直杆零件的系数时，应考虑到直杆受到拉伸情况下的剖面受力。因此，设计人员可以视情况引用最基本的力学公式来辅助计算，确保获得精确的剖面受力。

3 结束语

对于设计机械零件的结构，应优化各个环节的零件设计，从而提升机械零件强度。相比于传统设计模式，机械化与自动化的零件设计具有鲜明的技术优势。面对机械化的发展趋势，企业及其技术人员有必要从全方位的角度入手，致力于优化各个流程的零件设计，从而减少零件设计耗费的资源。截至目前，与机械零件结构相关的设计技术正在不断改进，但没有真正完善。在未来的实践中，作为设计人员还要在根源上转变认识，不断引用新形势下的零件设计技术，从而服务于机械零件整体安全性能的提高。

参考文献

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〔编辑：张思楠〕