機械零件結構設計方法及重要性

序論：好文章的創作是一個不斷探索和完善的過程，我們為您推薦一篇機械零件結構設計方法及重要性范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質，帶來更深刻的閱讀感受。

機械零件結構設計方法及重要性:機械零件設計中幾何公差的合理選用

在機械零件設計中，零件的尺寸精度、表面質量和幾何精度是影響產品質量的重要因素。幾何公差項目、公差原則、基準及公差值的合理選用，是保證零件設計精度、使用功能和產品質量的重要內容。

一、幾何公差項目的選用

幾何公差項目的選用應遵循的原則是：在最大限度地滿足零件功能要求的前提下，以最少的幾何公差項目，獲得較好的經濟性。首先要根據零件的結構特征和加工情況，零件的功能和精度要求來合理選用幾何公差特征項目，同時要考慮幾何公差項目的特點和檢測方便性。

1.依據零件的結構特征和加工情況

零件自身的結構特征限定了可選擇的幾何公差項目。例如有平面要素的零件可選平面度、平行度誤差，有曲面要素的零件可選面輪廓度；圓柱體零件可根據零件自身各要素選擇軸線直線度、素線直線度、圓度、圓柱度、徑向圓跳動誤差；階梯孔零件會有同軸度誤差；零件上孔或軸的軸線會有位置度誤差等。

在機械零件設計時，還應根據零件的加工和裝配情況來選擇幾何公差項目。例如在加工細長軸時中部較易產生變形，可以選擇素線直線度或圓柱度來控制。

2.依據零件的功能和精度要求

選擇幾何公差項目還應滿足零件的功能和精度要求，主要考慮形位誤差對零件的配合性質、裝配互換性、工作精度、可靠性等影響。設計時只有了解和明確所設計零件的使用性能，才能確定為保證這些性能必須選用的幾何公差項目。例如為保證一對錐齒輪的正確嚙合傳動，對箱體上安裝錐齒輪軸的孔需要給出垂直度要求；車床主軸的旋轉精度要求很高，應規定其前后頸的同軸度來保證主軸的精度要求等。

3.依據幾何公差項目的特點和檢測方便性

在機械零件設計時，要充分考慮各幾何公差項目的特點和它們之間的關系，在滿足功能要求的前提下應盡量選用檢測方法易行的項目來代替檢測難度較大的幾何公差項目。

（1）形狀公差可控制某些其他形狀公差。形狀公差中有些項目可以控制其他項目。例如圓柱度公差可綜合控制圓柱體的正截面的圓度誤差和圓柱體軸線方向上的形狀誤差。因此，當圓柱體給出了圓柱度公差后，一般就不再給出圓度公差和素線直線度公差。只有圓度或直線度精度高于圓柱度時才單獨標注。因為圓柱度誤差的檢測較為復雜，所以對一般精度的圓柱體零件，還是用圓度與直線度來控制，避免檢測復雜。

（2）定向公差可控制形狀公差。定向公差帶可以把同一要素的形狀誤差控制在定向公差范圍內，即定向公差可控制形狀公差。因此當對同一要素給出定向公差時就不再注出形狀公差，只有當對其形狀公差的精度要求高于定向公差的要求時才需單獨標注。圖1所示為被測平面的平面度公差值小于平行度公差值。

（3）定位公差可控制定向公差和形狀公差。定位公差帶可以把同一要素的定向公差和形狀公差控制在定位公差范圍內，即定位公差有綜合控制被測要素位置、方向和形狀的功能。因此當對同一要素給出定位公差時就不再注出定向公差，只有當對其定向公差的精度高于定位公差的要求時才需注出。例如位置度公差是綜合性最強的指標之一，它同時控制了被測要素上的其他形狀公差和定向公差，如圖2所示零件上孔的軸線的位置公差帶與其直線度公差帶、其對基準C的垂直度公差帶是一樣的，因此該孔軸線的位置度公差可以控制其直線度以及對基準的垂直度公差。

（4）跳動公差可控制其他幾何公差。徑向全跳動公差是綜合性最強的指標之一，它能全面控制圓柱面上的圓度、圓柱度、素線和軸線的直線度、同軸度公差。端面全跳動能全面控制該端面的平面度公差和垂直度公差。因此在設計中，在滿足零件功能和精度要求的前提下，可選用簡便易行的綜合控制公差項目來代替測量難度較大的公差項目，同時可減少圖樣上的幾何公差項目。

徑向圓跳動公差能控制同軸度誤差和圓度誤差，由于徑向圓跳動誤差的檢測比同軸度誤差的檢測簡單易行，所以在滿足零件功能和精度要求的前提下，優先選用徑向圓跳動公差。

端面對基準軸線的垂直度公差是端面圓跳動和平面度誤差的綜合反映。如果采用端面圓跳動來代替垂直度公差要求，其結果會降低端面垂直度精度。因為端面圓跳動的檢測方法比較簡便，所以對基準的垂直度精度要求不高的零件，如低速旋轉軸上的軸肩端面應優先選用端面圓跳動，但是對立式銑床工作臺等對垂直度有一定要求的零件，則必須標注出垂直度公差。

二、公差原則的選用

在機械零件設計中選用幾何公差項目時，還應考慮公差原則的應用。公差原則是處理幾何公差和尺寸公差關系的原則，有獨立原則和相關要求兩種。

1.獨立原則是幾何公差和尺寸公差遵循的基本原則

是指二者分別滿足要求、互不相關的公差原則。以下場合應采用獨立原則：對尺寸精度和形位精度均有較嚴格要求且需分別滿足的，如齒輪箱各孔的尺寸精度與各孔軸線的平行度；對尺寸精度和形位精度要求差別較大的，如平板形狀精度要求高而尺寸精度要求低；以及對保證運動精度、保證密封性和未注尺寸公差與幾何公差的場合。

2.相關要求是指圖樣上的尺寸公差與幾何公差相互有關的公差要求

包括包容要求、最大實體要求、最小實體要求、可逆要求。包容要求主要用于保證孔、軸的配合性質，重要的配合；最大實體要求主要用于保證被測中心要素和基準中心要素零件的可裝配性場合；最小實體要求主要用于保證最小壁厚的場合；可逆要求只能與最大實體要求或最小實體要求一起使用，只用于被測要素，不用于基準要素。

三、基準要素的選用

在確定位置公差項目的同時，還要確定基準要素。在選擇幾何公差項目的基準時，主要根據零件的結構特點和功能、設計、加工工藝、裝配等要求，并兼顧設計基準、加工基準、測量基準和裝配基準統一的原則來選用。基準的選擇應從以下幾個方面考慮。

1.零件結構方面

應選用長度長、面積大、剛性好的要素作基準，以保證基準穩定準確性。

2.加工方面

零件加工時應選擇在夾具中定位的相應要素為基準, 如加工比較精確的表面，或接觸面積大，工件以此表面定位重心不偏移使工件穩定的一些要素作為基準。

3.檢測方面

零件進行檢驗時應選擇在在計量器具中定位的相應要素為基準。

4.裝配方面

應選擇零件相互配合、相互接觸的表面作為各自的基準, 以保證裝配要求。

如圖3所示，軸承軸的軸線A和軸線B是該軸寬度方向的設計基準，同時軸線A和軸線B的兩圓柱面是軸承的裝配基準，對該軸的形位誤差測量時可以定位安裝該軸的兩軸頸的公共軸線A-B作為測量基準。

四、幾何公差值的選用

合理和正確地選擇幾何公差值能保證零件的功能要求、零件質量，提高經濟效益。幾何公差等級的選擇原則是在滿足零件功能的前提，兼顧經濟性和測量條件等因素選取較低的公差等級。

1.幾何公差值的規定

圖樣中的幾何公差分為注出公差和未注公差兩種，一般零件所要求的幾何公差值用一般機床加工就能保證時，不必在圖樣上注出公差，其公差值按國家標準GB／T 1184-1996《形狀和位置公差 未注公差》中規定確定，例如對于直線度、平面度、垂直度、對稱度和圓跳動度的未注公差，標準中規定了H、K、L三個公差等級；圓度的未注公差等于給出的直徑公差等。

若零件要求的幾何公差值高于未注公差時，則應在圖樣中注出公差值，當低于未注公差值時要看注出公差值是否給工廠帶來經濟效益而定，否則不注出過低的公差值。國標規定除了線輪廓度和面輪廓度外其余12項都規定了公差值，除位置度外其余11項還規定了1～12級的公差等級，其中圓度和圓柱度公差值增加了一個0級。注出公差值應根據零件的功能要求，并考慮加工經濟性和零件結構特點按相應公差表來選取。

2.幾何公差值的選用原則

確定幾何公差值的方法有計算法和類比法。通常用類比法確定公差值, 它是根據零件的結構特點和功能要求，參考現有經驗和資料，參照經過驗證的類似零件的要求, 通過對比分析確定較為合理的公差值的方法。采用類比法確定幾何公差值時應注意以下幾點。

（1）確定同一要素的各種不同公差和表面粗糙度時，應注意它們之間的協調關系，一般應符合表面粗糙度＜T形狀＜T定向＜T定位＜T尺寸。但細長軸軸線的直線度公差遠大于尺寸公差，位置度和對稱度公差常與尺寸公差相當。

（2）在常用的尺寸公差范圍內，中、高精度零件的形狀公差值約占尺寸公差值的25%～65%，位置公差值約占尺寸公差值的1／2，中等精度的幾何公差值可與尺寸公差同級，中等尺寸和中等精度零件的表面粗糙度值可占幾何公差值的20%～25%。

（3）對于孔相對于軸、細長比較大的孔或軸、間距較大的孔或軸、寬度大于二分之一長度的零件表面、線對線和線對面相對于面對面的平行度或垂直度等情況，考慮到加工的難易程度和除主參數外其他參數的影響，在滿足零件功能的要求下可適當降低1～2個公差等級。

綜上所述，在機械零件設計過程中，首先要根據零件的結構特征和功能要求，熟悉零件的加工工藝和檢測條件等來選用零件合理的幾何公差項目，根據零件的功能、設計要求和生產成本等來選擇幾何公差基準和公差原則，最后確定幾何公差值，從而保證機械零件的功能要求和生產經濟效益最大化。

(作者單位：廣東省中山市技師學院）

機械零件結構設計方法及重要性:機械零件強度設計的目標和熱處理分析

摘要：設計并制造質量優良并符合實際應用的機械零件，除了材料的質量要有所保證之外，設計優良、熱處理工藝都是不可或缺的關鍵因素。否則，很容易影響到機械零件的性能。本文著重針對機械零件強度設計的目標和熱處理進行分析。

關鍵詞：機械零件；強度設計；目標；熱處理

中圖分類號：F407.4 文獻標識碼：A 文章編號：

在制造機械零件的過程中，要滿足三個關鍵點，才能夠制造出質量優良的零件。這三個關鍵點即為機械零件的設計要優良，制造機械材料的零件要優質，還要采用高質量的熱處理工藝。

為了實現機械性能的優化，制造機械零件的這三個關鍵點是缺一不可的。否則，在制造機械零件的過程中，材料的選擇出現了失誤，即便是設計得再完美，也很難達到預期的效果。甚至于所生產出來的機械零件成為了半成品而無法利用。既耗工又耗時，而且還提高了投資成本。

而選擇了合適的材料，按照設計好的圖紙進行加工，可是，沒有進行適當的熱處理工藝，依然無法制造出令人滿意的機械零件，更無法實現預期的機械性能。

在材料優質的基礎條件下，設計和熱處理的效果，對于機械零件的機械性能具有一定程度的影響。如下圖：

設計、材料、熱處理對疲勞強度的影響

注：“-” 表示普通、低劣；“+”表示優質、高質量。

從上面的表格可以明確，假設設計優良、材料優質而熱處理質量很高的條件下，機械性能可以達到100分的滿分，那么，如果設計上出現確實，即便是具備優良的材料和高質量的熱處理工藝，所制造出來的機械零件在性能上也只能獲得50分。課件設計在三個關鍵因素中占有重要的位置。而如果設計不過關，而熱處理又質量低劣的時候，即便材料優質，所制造出來的機械零件性能也只能達到10分。

可見，選擇適當的材料，在機械零件設計合理的條件下，采用較為良好的熱處理工藝，可以制造出質量上好的機械零件并適用在需要的地方。

一、正確使用工業標準手冊

（一）影響疲勞強度的尺寸效應和質量效應

對于鋼材的疲勞強度的，主要受到兩個方面的影響，一方面是尺寸效應，另一方面是質量效應。

1.尺寸效應

尺寸效應是針對材料質量而言的。對于材質相同的鋼材，其疲勞強度在一定程度上會受到尺寸的影響，如果尺寸較為粗大，那么，就會相應地降低其疲勞強度。這就是尺寸效應。

2.質量效應

質量效應則是因為材料尺寸設計上的問題而對熱處理工藝所產生的直接影響，從而導致了質量不合格。對于尺寸粗大的普通鋼材，對其進行熱處理的時候，即便是工藝質量很高，往往也很難達到良好的淬透效果。也就是說，鋼材的設計尺寸適當是保證質量的關鍵。

（二）標準式樣的規格數值應用

在工業標準手冊當中，對于標準試樣的規格有所規定，一般為25毫米。但是在實際應用當中，這一數值僅僅可以作為參考設計數值，而不能按照原值來進行設計。

現在對于鋼材料加工過程越來越復雜，其中往往會含有多種成分，那么在對其進行熱處理加工的時候，就要應材料的不同而有所調整。

二、影響機械零件壽命的因素

（一）疲勞，是機械零件由于疲勞而發生的損壞。其損壞的過程幾乎是看不到的，當達到危險的極限值的時候，破壞突然顯性。由于疲勞二引起破壞是較為頻繁的。

（二）磨耗，由于過度磨損而造成機械零件損壞。這種損壞過程是可見的，而且能夠根據磨損的程度判斷出耐用的期限，所以易于維修保養。

（三）銹蝕，零件如果出現銹蝕現象，就說明零件需要采取必要的保養維修措施了，以便于延長零件的使用壽命。

（四）沖擊，即零件要具有耐沖擊性。否則，一旦由于沖擊的作用而遭到損害，就會帶來不必要的危險。

（五）承載能力不足，由于在零件設計上出現了失誤，而導致應力計算上的差錯，從而導致了構建承載能力不足，很容易導致機械零件的損壞。

三、利用熱處理提高機械零件強度

（一）調質

所謂的“調質”，就是鋼材經過淬火，以加強其強韌性，然后再400～650℃范圍內進行回火。一般碳素結構鋼和合金結構鋼比較適用于這種熱處理方法。

經過了調質之后鋼材，其硬度大致相同,但是機械性能各有特點。其中的主要原因就是鋼材調質是在等淬火下回火，所獲得的硬度雖然與調質回火后相同，但是其韌性以及延伸性和收縮性，都要降低很多，包括沖擊值也會相應地降低。

1.檢驗淬火硬度

鋼的碳含量決定淬火的硬度。可以表示為：淬火硬度(HRC)=f(C%)

硬度界限，即為馬氏體含量超過50%，也就是淬火最低硬度。實用最高淬火硬度，即為優質淬火硬度，馬氏體占90%。

2.推斷機械性能

在淬火的范圍內，對于材料機械性能的判斷可以根據零件的硬度加以確定。

3.質量效應

為了獲得優質的淬火，在鋼材的選擇上，直徑要大于20毫米。此外，還要對疲勞強度和沖擊值特別要求。

如果鋼材的疲勞強度不夠，就容易出現裂紋。采用完全淬火及回火，可以在一定程度上防止裂紋擴展，并加強硬度。

從疲勞強度設計的角度來講，如果鋼材料的硬度介于HRc40～45之間, 最為合適的夏氏沖擊值是7公斤·米/厘米。

（二）表面熱處理

1.表面硬化

對機械零件進行表面硬化處理，可以防止表層損壞程度。

表面硬化的熱處理可以采用兩種工藝，一種是改變化學成分，如滲碳、氮化等方法；另一種是運用淬火工藝，如高頻淬火及火焰淬火等方法。

2.表面強化

與表面硬化熱理相比較，表面強化熱處理的效果會更好一些。采用軟氮化的方法，首先要在溫度高達570℃的條件下進行調制處理，然后進行軟氮化以強化機械零件表面的硬度，或者也可以將軟氮化環節在回火過程中進行處理。

3.表面潤滑化

要提高機械零件表面的潤滑度，可以采用滲硫的方法。在鹽浴中進行，將硫深入到零件表面。由于這種方法的處理適用于190℃溫度條件，所以屬于是低溫回火零件。

（三）復合熱處理

復合熱處理是將調質與表面熱處理采取多種復合的工藝處理方式，必須要進行低溫回火。

將表面硬化與表面潤滑化結合起來，可以起到優勢互補的作用。表面硬化零件，如果同時具備了良好的潤滑特性，可以延長機械零件的使用壽命。經過了硬化的表層，提高其潤滑性，零件的使用性能被提高的同時，還增強了韌性。

總結：

綜上所述，要增強機械零件的強度，就需要采取各種有效的熱處理工藝措施。而設計、材料和熱處理這三項關鍵因素是提高疲勞強度的重點處理對象。要加強機械零件的強度，加強技術設計和熱處理工藝是非常重要的。

機械零件結構設計方法及重要性:機械零件課程設計中學生能力的培養

【摘要】機械零件課程設計作為一個實踐性教學環節，它不僅能提高學生的實踐技能，同時對培養學生克服困難、動手、解決問題、創新等方面的能力也起著較好的作用。

【關鍵詞】機械零件課程設計能力培養

學校是把學生培養成全面發展人才的教育場所，其中也包括學生能力的培養，實踐性課程作為教學中的重要環節，對培養學生能力起著關鍵的作用。機械零件課程設計就是這樣一個實踐性教學環節，它不僅能提高學生的實踐技能，在培養學生能力方面也發揮著較好的作用，我通過多年的《機械設計基礎》課程教學和機械零件課程設計指導，深有這方面的體會。

一、利用學生的好奇心，盡快進入角色

每一次設計開始階段，學生對這個“新鮮事物”表現出了極高的熱情和好奇，他們紛紛借閱參考資料和準備繪圖用品，并積極與我討論設計的有關問題，我也就緊緊抓住這個有利時機，講解設計的總體過程，分配任務，使學生盡快進入設計角色。

二、任務分層，善于鼓勵，培養學生克服困難的能力

設計進行后，學生在設計開始階段的熱情和好奇心很快消失了，這就是青少年學生的特點，心血來潮快，退潮也快。由于繁雜的計算和大量的繪圖任務，使學生產生了高不可攀的感覺。對這種情況我早有準備，學生在知識結構和能力方面是有層次的，我在分配任務時，就做到能力高和低的學生結合分組，并且給能力低一些的學生分配量少一些的題目，比如單級直齒圓柱齒輪減速器，對中等能力的學生分配中等量的題目，比如單機斜齒圓柱齒輪減速器，對能力高一些的學生分配量多一些的題目，比如雙級圓柱齒輪減速器、圓錐齒輪減速器或蝸桿蝸輪減速器等。另外把前屆學生設計成果拿給學生們看，在學生中形成前人能做的事后人也能做好的認識。同時對學生的設計計算和繪圖多給予鼓勵和肯定，即使有錯誤或不理想之處，也不要譴責，而是進行正確引導，從而使學生知難而進，在努力完成設計過程中樹立起克服困難的能力。

三、勤于檢查，正確引導，培養學生的動手能力

設計是讓學生充分發揮潛能的好機會，但在設計進行過程中，發現一些學生摸不著頭緒，難于下手或者不管符不符合自己題目要求，把其他同學設計結果抄下來作為己有。可以看出學生還未完全了解設計的目的，他們還停留在被動掌握知識階段，還存在著教師教一步自己搞一步的想法。針對這種情況，我并不是直截了當地講出怎么計算怎么繪圖，而是重點講解設計資料的用法和設計總體步驟，同時讓學生多看實物，加深了解，另外做到勤檢查，主要是指導學生利用資料查找自己設計中所用的公式、各種系數、零配件圖及尺寸公差數據等。通過引導，使學生掌握了方法，提起了興趣，也悟出了設計的目的，從而全身心投入到設計當中，用心查閱資料，認真進行計算，細心繪制圖形，提高了動手能力。

四、引發討論，發揮協作精神，培養學生解決問題的能力

在設計中指導教師要善于發現學生設計中的問題，但不能簡單地給學生講講解決的方法，而是要啟發學生思維，鼓勵學生積極參與討論，發揮學生的協作精神，通過思考、分析、動手來找出解決問題的辦法。為了達到此目的，我仔細檢查每個學生的設計，發現普遍性的問題，就和學生們一起討論。比如，學生們在沒有找到軸的兩個支承點位置前就畫起圖來，軸的支承點位置和跨距尺寸是對軸進行強度計算的關鍵，如果沒有找到支承點位置就畫圖，設計結果肯定會出現錯誤，等錯了再改，不僅浪費大量時間，而且還會影響圖面質量，對于這個問題，我積極引導學生對實物、資料中的裝配圖和支承位置的確定方法以及軸的強度計算相結合展開討論，使學生們不僅找到了支承位置，而且也學會了軸各部結構的確定和強度的計算。又如，對油標尺和窺視孔蓋位置的確定，通過討論，使學生們懂得了油標尺拔出或裝入時不能與箱體吊耳相互干涉，出現拔不出或裝不進去的現象，因此油標尺與箱體要有一定的斜度，窺視孔是觀察齒輪嚙合情況的，要位于嚙合區上方。再如，對采用潤滑措施和潤滑結構的畫法，特別是濺油輪達不到濺油速度，而不能濺油潤滑軸承時，我讓學生們到實驗室看各種機器，觀察潤滑部分并展開討論，使學生們懂得了在這種情況下要用脂潤滑措施，并且也進一步鞏固了課本中所學的潤滑知識。總之在討論中發揮了學生們的合作精神，也解決了實際問題。

五、在親身體驗和成就感中培養學生的創新能力

設計過程對學生來說就是創新過程，在設計中每一位學生的創新潛能將得到充分表現。學生從無從下手到漸漸入門，從被動設計到積極討論、思考、分析，對設計的興趣越來越濃，一個個問題在自己手下被解決，感到莫大的成就。隨著設計的深入進行，學生開始大膽質疑和舉一反三。比如，有學生提出用直齒輪和斜齒輪的區別，我就讓學生結合課程和設計進行討論，不久學生們找出了答案，用斜齒輪，減速器工作比較平穩，速度可以提高，但產生軸向力，這時就需要用向心推力軸承，通過這個問題學生們也懂得了用向心軸承和向心推力軸承的區別。又如，在資料中齒輪和軸承軸向定位用的是一邊軸環定位，另一邊套筒定位，而有學生兩邊都用了套筒定位，我肯定了學生的做法，并給予了很高評價，像這樣的例子很多，在這里不再一一舉出。總之，學生通過親身體驗，感到創新并不陌生，他就在自己身邊，只要敢于創新，樂于創新，就一定會取得創新成就。

為了了解學生在設計過程中的收獲，每一次設計我都讓學生寫出設計體會，學生們在體會中有一個共同點，就是認為這樣的實踐技能訓練非常好，不僅學到了知識，提高了技能，而且也培養了自己各方面的能力，要求學校多為學生創造這樣的機會。這說明機械零件課程設計在學生能力培養方面起到了一定的作用，當然學生能力的培養不能只靠一兩個實踐性教學環節就達到目標，它是一個長期的過程，只要每一位教師在實踐性教學環節中，認真研究教學特點，總結經驗，采用適合于學生實際的教學方法，就能把學生培養成各方面能力全面發展的合格人才。

機械零件結構設計方法及重要性:小議機械零件結構設計的方法及重要性

摘要：機械制造的發展，也伴隨著機械零件設計的要求不斷提高，械零件設計需要改革創新設計方案，發揮設計的創造力，運用更先進的技術和優秀研究成果，在現代設計理論和方法的指導下，設計出更有生命力的產品.

關鍵詞：機械零件；結構設計；制造結構研究.

0 引言

對于每一個機械產品的生產，需要按照一定的流程去進行，在確定其生產產品的同時，做好設計準備需要制定詳細的計劃書，這樣才能生產出高質量的產品，每一個環節和功能結構要嚴格要求技術達標。以下從設計裝配圖開始進行設計，生產創新產品，提高產品的競爭力，實現經濟效益.

1設計部件裝配圖

是根據部件功能以該部件關鍵零件或者稱為中心零件進行設計的，其它零件都是圍著它而設立的，中心件是主要完成該部件功能的主要零件，這種零件可能是一個或多個．設計這種零件，首先要進行嚴格的理論結構設計，就是要按機械原理進行原理設計，然后進行機械零件設計計算，簡化結構計算要仿真，多數按強度計算，有的按剛度計算、有的按疲勞強度，有的甚至要進行試驗按試驗設計．算不了的，又沒有參比的，(例如龍眼剝肉機)只能靠設計師的學識和經驗及膽略．計算確定中心零件主要尺寸后，其它結構以功能為主，由制造結構設計確定各處形狀結構，細微結構與其它相關零件交叉確立．

2 部件中其它次要零件的設計

首先要確定的是設置該零件對實現部件功能有沒有幫助，或者說它能不能在部件功能中分攤到分功能，這就是說沒有功能的零件是廢物，這部分零件大多是不必計算的，是根據功能和幾何空間容度配置，按制造結構設計進行．最后，統計外購件、標準件，完成部件設計．有待拆畫零件時發現部件設計錯誤再改正．拆畫零件，也就是零件設計，在這里是要以部件裝配圖內表達的零件結構為主，并以零件在部件中分攤的功能設計繪制零件圖，通常先從中心零件開始，然后一個一個零件進行，每個零件都有一張零件圖，必須要明確的是零件功能是用零件結構來體現的，多余的功能會帶來多余的結構，造成浪費．而結構的“定形”和“定量”又是由力學性能和制造工藝及功能來確定的。

所以設計零件確定其結構，要從理論結構設計和制造結構設計兩個方面考慮．零件千姿百態，但大致可歸納為如下三類，一類是設計計算得準確的；另一類是算不太準的和不大好算的；以及不用計算的．可以肯定第三類件一定是按功能用制造結構設計進行．零件設計的結果是用一張零件圖進行表達，表達的內容是：

(1)用一組視圖(線條和線框)清晰的表達出零件的結構形狀．

(2)用一組尺寸、符號，完整清晰、合理的標注出零件的尺寸、精度及粗糙度。

(3)注明制造該零件的技術條件，如熱處理、表面裝潢及其它。

(4)按機械制圖標準畫出標題欄，填寫零件名稱、數量、材料。

因為要按零件圖制造這個零件，所以表達不清楚則制造不出來，或者制造成廢品。拆畫完零件、修改部件裝配圖、修改總圖、整個設計就完成了.

3 價值工程法的設計

常規設計法不易區分結構的好壞，現采用價值工程法進行設計，以便對結構作出評價．優化結構以達到既保證其功能又降低其成本．在應用價值工程法時，首先要求制訂被設計產品的目標成本，然后再把目標成本分攤給各零部件，明確設計中的經濟責任，以便在目標成本的控制和指導下．按照產品的功能進行結構設計，為達到目標成本，不斷優化結構，往往使設計交叉進行．然后進行結構方案評價，擇優方案．具體做法：

(1)制定目標成本新產品(M7750雙端面磨床)的生產任務確定后，按該產品技術性能制訂設計用的目標成本．并下達供設計．最初階段產品的成本通常是估計的，可以用粗略估算法算．也可以用參比法，參比同類產品的價格，即要使企業有盈利．又要考慮市場競爭力，綜合確定．上海磨床廠參比老產品M7775等同類四種磨床的價格，確定M7750磨床的出廠價為3．5萬元(1985年前的價)，扣除稅金利潤后的總成本．再減去工藝裝備費、企業管理費及不可預計的損失費，得18319元，這就是設計的目標成本.

(2)按部件功能分配目標成本部件目標成本是由總工程師按設計產品的部件，以經驗判定法判定部件功能大小、順序排列、由下而上逐個進行比較．按邏輯法設定部件功能重要性系數，再按部件功能重要性系數計算各部件的目標成本．下達給設計工程師，作為價值分析，指導設計、優化結構、提高產品的技術經濟效益的衡量尺度．并保留一小部分成本作為機動用.

(3)參照目標成本進行設計前面已作了總體設計和設計了功能系統圖．現在是按分配的目標成本進行部件的結構設汁，直至把部件目標成本分攤給部件中的每一個零件．要用零件加工工序和材料消耗費用來決定各個零件的成本，只有這樣得出的成本才是真實情況．工序的多少、加工難易程度是由設計師設計的結構決定的，用什么材料、選何種毛坯也是由設計師定的．這當然是在滿足產品功能的條件下．但是，能滿足功能的結構可以是多種．是否選用了最經濟的方案，設計師是關鍵，這就要看設計師的知識水平、工藝水平、工作出力度和企業領導愛才用才的水平.

(4)方案評價本例磨床的部件多，因而要按ABC法選成本高、對功能影響大的部件進行評價．為例．按照磨頭套筒的功能設計了五種方案的結構．用優缺點列舉法從五個方面進行結構評價：結構性能好壞；加工裝配難易；生產成本高低；利用原工裝多少；維修難易．方案比較表．經過分析比較，評價方案E為優，其結構加工方便成本低、用戶維修費用也低．對選用的E方案，在設計過程中進一步深入進行功能、成本與結構的分析，以及對上磨頭、下磨頭和軸承等的修改，總共實現了24項提高磨床功能或降低成本的制造結構措施.

分析出功能變動的不多．改變主功能的沒有，只有消除過剩功能的，而成本下降的項數多，這說明絕大多數是改變了制造結構．因為消除過剩功能，優化零件的制造結構，導致零件結構簡化、節省材料、減少加工工時，必定使成本下降.

4 制造結構設計的內容

(1)零件制造方法：不同的方法制造出不同的結構．(2)材料、毛坯的選擇：按材料的價值選，要充分利用材料的性能，(含熱處理和熱處理結構)要利用代用材料，(含選用外購件、標準件、借用件、外購毛坯)．毛坯制造工藝，降低制造難度，防止減少因設計結構增加毛坯缺陷和廢品．(3)切削加工：選用切削加工費用低的方法．設計的結構要便于裝夾、定位適用標準刀具、量具、標注尺寸要便于工藝基準選擇等等．(4)裝配：易裝配易維修，防止裝得上而拆不下等。其實制造結構是有關生產實際，包羅萬象的機械制造工藝知識，概括為實踐經驗.

5 結語

通過本文的論述，對于機械零件的設計深入的了解，明確設計要點和重要性，掌握設計技巧和經驗理論也是不可缺少的，真正的做好機械零件.