关于机械设计过程中零件结构合理性设计的研究

刘莉芳

摘 要：近年来，新时代社会经济的快速发展，让机械设计在我国显得尤为重要。对于机械设计而言，零件构成合理性设计是其中的重中之重。之所以这样说，其原因主要在于，合理的零件结构设计，不仅能够提高机械设计最终效率，而且提高机械使用性能。基于此，加大对机械设计过程中零件结构合理性设计研究尤为重要。

关键词：机械设计;零件构成;合理性设计

引言：

随着我国机械制造业经济发展水平的进一步提升，机械设计逐渐显得尤为重要。机械零件作为构成机械的基础性元件。在机械制造业的飞速发展中，如何制造出高精度的机械零件随之成为了人们关注的重点。零件结构合理性设计作为影响零件精确度高低的重要因素。从实际角度看可知，大部分机械制造业工厂在机械设计过程中都没有对零件结构的合理性设计给予应有的重视，导致机械最终设计效果不佳。基于此，为提高机械设计效率，提高机械零件的精确度，就必须在设计的过程中加大对零件结构合理性的设计及研究。针对机械设计中，零件结构合理性设计研究，本文首先将对零件设计原则进行分析，其次再给出具体的设计方法，以供参考。

1.机械设计过程中零件结构合理性设计的原则

在机械设计过程中，要想保证零件结构设计的合理性，就必须在设计时，遵循以下两种原则。一种是，零件结构需要与毛坯成形方法相适应。因不同的毛坡成形工艺适用于不同结构形状的毛坯生产过程中。所以，从某种角度可理解为：毛坯成形工艺会对零件结构合理性造成影响。在铸造成形的过程中，可采用多种工艺将一些结构较为复杂的零件生产出来，特别是在具有多变特征的芯子制造上。另外，纵观整体可知，要想在设计的过程中，提高设计质量，保证设计的合理性，可通过空中结构的充分利用来提升零件的刚性，并且降低零件铸造中材料的消耗情况。针对结构相对复杂的箱体时，在零件设计是，设计人员可利用焊接形式进行。但在此过程中需要注意的是焊接中的箱体内部不能过于复杂化，不然会提高整体焊接难度，造成最终成本增加。另一种是，需要符合整体性原则。在机械设计过程中，为了保证机械工艺设计的合理性，首先需要做的是制定机械设计方案。在该方案的制定上，设计人员需严格遵守整体性原则，以机械制造工艺为出发点，保证各部件的合理性，从中制定多种机械设计方案，并在多种设计方案中选择其中最有的一种方案执行。以上就是机械设计过程中零件结构合理性设计的原则，有关人员需要对其加以重视，促使机械零件设计效率提升。

2.机械设计中零件结构更合理性设计的具体方法

由上述可知，要想提高机械设计中零件结构设计的合理性，就必须遵循零件结构需与毛坯成形方法相适应以及整体性这两种原则。但在机械设计中，除了可通过遵循有关原则来实现零件结构设计的合理性之外，还从以下几点实现零件结构设计的合理性。（1）安全参数的合理设计。在安全参数的设计，为了保证安全参数的合理性，我们首先需要摒弃传统普通安全系数法设计，而采用可靠性设计法进行。之所以这样说，其原因主要在于：相对傳统普通安全系数法设计，可靠性设计法在应用的过程高中，主要是以用户的要求，以及设计情况为出发点，制定的一套科学合理设计方案。该设计法的优势主要在于：能够在兼顾设计结构优化的同时，在最大限度上节约加工材料与时间，为企业经济创造更多的经济价值。而传统普通安全系数法设计，由于设计理念过于传统，所以，传统普通安全系数法设计已经不在符合新时代发展需求，而且不能实现对零件结构设计的优化。（2）提高零件加工的精确度。对于机械零件而言，精确度是衡量机械零件质量的一大重要指标。在机械设计过程中，为了保证零件的精确度符合客户血牛，在零件结构设计中就必须加强对设计方式的有效性应用。具体做法如下：首先，需要对工具的测量方式进行优化。通常情况下，机械设计中的零件精确度均是由测量工具获取，所以，测量工具自身的精确度尤为重要。也就是说，若测量中，测量工具精度降低，零件产品最终所呈现出的精确参数也将变低。为避免机械设计中出现这一问题，有关人员必须在零件机构设计中，结合自身丰富的经验，根据客户需求，对测量工具进行优化调整，以此来提升零件的精确度。其次，通过加工工具方式的改善提高零件精确度。在机械设计中，夹具等工具的应用对零件产品的精确参数有着直接影响。基于此，为保证零件参数的精确度，以及零件结构的合理性，就必须根据零件禅意，改变夹具等工具的方式，进而提高工具与零件产品之间的契合度。最后，做好对误差因素的有效控制。在机械制造中，由于应力与切削磨损等的误差参数同样会影响到零件结构的精确度，因此，在机械零件结构合理性设计中，应根据有关因素采取与之相对应的误差因素控制方式避免该类误差问题出现。（3）减少零件加工面。在机械零件结构合理设计中，为了从整体上降低零件加工量，提高加工效率，设计人员需进一步降低加工面积。然而，经研究调查可知，在实际工作中，因零件结构定位问题，设计人员不得不在保证整个零件加工精确度提升的同时，对零件装配进行全面控制。长期以往，自然会使得零件加工量与加工难度有所提升。为解决这类问题，施工人员在加工前就需要对整个零件结构进行适当的调整，从而将零件定位一个端面当中，提高定位的合理性以及加工的精准性。另外，在机械零件结构设计中，设计人员还需要注意以下几点内容。例如：不能在封交的内表面上开展机械零件加工等。（4）对机械零件的尺寸与强度等进行合理的设计。良好的机械零件尺寸与强度设计同样是保证零件结构设计合理性的重要前提。在设计的过程高中，设计人员首先需要建立一个体积最小、重量最轻、成本较低的目标函数。其次，需要根据几何尺寸与刚度等设计要求，建设可靠的数字模型，然后在以此为依据从中求得最佳，最合理设计方案。以上就是机械设计中零件结构更合理性设计的具体方法，有关人员需要对其加以重视，进而在保证机械零件结构合理性的同时，促进我国机械制造业的进一步发展。

结束语：

总而言之，随着新时代社会经济的迅速发展，机械零件结构设计的合理性逐渐得到了人们的高度重视。通过上述对该方面内容的深入研究可知，在机械零件结构设计中，除了需要循序有关设计原则之外，还应从减少零件加工面，以及合理设计安全参数等方面着手，提高零件结构最终设计的合理性。

参考文献：

[1]李蕴辰.机械设计过程中机械材料的选择和应用探讨[J].湖北农机化，2019（18）：98.

[2]钱程.对机械设计过程中机械材料的选择和应用分析[J].中国金属通报，2019（07）：157+159.

[3]杨勇强，杨立军，盛强.基于OBE理念的机械专业毕业设计过程监控体制的构建[J].新西部，2018（33）：145-146.

[4]明习凤.浅析机械设计过程中机械材料的选择和应用[J].电子世界，2018（08）：81+83.

[5]朱耀武.关于机械设计与制造中零件倒角问题的研究[J].科技展望，2015，25（08）：68.