馬鈺汶

摘 要：在機械化生產(chǎn)中，零件構(gòu)成了基礎(chǔ)性的要素，對此有必要運用適當(dāng)?shù)姆绞絹硗瓿稍O(shè)計。近年來，自動化技術(shù)逐漸融入了機械生產(chǎn)，因此，不能缺少機械零件作為保障。對于機械零件，如果能運用適當(dāng)?shù)脑O(shè)計方式，則能在根源上確保零件安全，這樣做有助于延長零件運行年限，也保障了安全性能。從機械化的行業(yè)生產(chǎn)角度來講，應(yīng)明確機械零件的基本結(jié)構(gòu)特征，結(jié)合現(xiàn)階段的機械生產(chǎn)現(xiàn)狀，探究可行的零件結(jié)構(gòu)設(shè)計思路。

關(guān)鍵詞：機械零件；結(jié)構(gòu)設(shè)計；自動化技術(shù)；機械生產(chǎn)事故

中圖分類號：F204 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.09.030

面對機械化的新形勢，各行業(yè)的機械生產(chǎn)都引入了自動化技術(shù)。對于全過程的機械化生產(chǎn)而言，如果能在根源上優(yōu)化各種零件本身的結(jié)構(gòu)，就可以為整個的機械化流程提供安全保障，與此同時，也能避免突發(fā)機械生產(chǎn)事故。各種零件在進(jìn)行先期設(shè)計時，作為設(shè)計人員有必要致力于優(yōu)化零件的整體性能，避免頻繁的機械檢修。由此可見，優(yōu)化設(shè)計零件結(jié)構(gòu)有利于延長零件的使用年限，運用信息化的措施和手段來改進(jìn)零件設(shè)計，提升機械化生產(chǎn)的綜合水平。

1 設(shè)計零件結(jié)構(gòu)的基本原則

機械零件具有較復(fù)雜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，因此，與之相應(yīng)的設(shè)計方式也各不相同。具體在設(shè)計各種類型的機械零件時，應(yīng)當(dāng)密切結(jié)合零件毛坯與材料的特征來選擇適當(dāng)?shù)姆桨浮＝?jīng)過全面設(shè)計之后，應(yīng)當(dāng)能體現(xiàn)最基本的零件性能，對于零件材質(zhì)也要進(jìn)行慎重選擇。由此可見，設(shè)計機械零件的基本結(jié)構(gòu)時，應(yīng)當(dāng)密切結(jié)合可用性、經(jīng)濟(jì)性等各項指標(biāo)，確保設(shè)計出來的零件符合精確度、剛度與強度的要求。

從本質(zhì)上講，設(shè)計零件結(jié)構(gòu)的全過程都應(yīng)當(dāng)體現(xiàn)精密性，確保符合現(xiàn)行的零件設(shè)計指標(biāo)。作為設(shè)計人員，本身應(yīng)當(dāng)致力于節(jié)省零件設(shè)計經(jīng)費，確保運用最少經(jīng)費來完成最有效率的機械零件設(shè)計。從后期維護(hù)的角度來講，有必要避免頻繁的零件檢修，這種措施也符合了成本節(jié)約的宗旨。此外，對于機械化操作的具體條件應(yīng)當(dāng)予以全面改善，確保機械零件具有更高的精度和美觀性。

2 具體設(shè)計方法

在不同類型的機械零件中，基本結(jié)構(gòu)也是各不相同的。作為零件設(shè)計人員，應(yīng)當(dāng)密切關(guān)注零件結(jié)構(gòu)與機械性能之間的內(nèi)在聯(lián)系，在此基礎(chǔ)上選擇適當(dāng)?shù)脑O(shè)計模式。由此可見，設(shè)計機械零件不僅有必要節(jié)省設(shè)計成本并減少能耗，同時，更要關(guān)注機械操作的安全性。具體而言，設(shè)計機械零件結(jié)構(gòu)的方法如下。

2.1 經(jīng)驗法

運用經(jīng)驗設(shè)計的方法來設(shè)計機械零件，應(yīng)當(dāng)在全面歸納的前提下給出經(jīng)驗公式，然后經(jīng)過綜合對比就可以選擇適當(dāng)?shù)臋C械設(shè)計方法。作為零件的設(shè)計人員，本身應(yīng)當(dāng)擁有設(shè)計零件的豐富經(jīng)驗。只有這樣，才能據(jù)此給出可行的經(jīng)驗公式。由此可見，經(jīng)驗設(shè)計法本身具有較強的可行性，然而，并沒有達(dá)到完善的程度。這是由于經(jīng)驗設(shè)計并不具有很強的科學(xué)性，經(jīng)驗公式也并非科學(xué)統(tǒng)計獲得的結(jié)論。因此，在實踐中，設(shè)計人員可以選擇此類方法來設(shè)計零件結(jié)構(gòu)，但是經(jīng)驗法仍然屬于初級的零件設(shè)計方法，有待改進(jìn)。

2.2 模型法

某些零件具有較大的體積與質(zhì)量，零件內(nèi)部的具體結(jié)構(gòu)也表現(xiàn)出了復(fù)雜性。對于此類零件，通?？梢赃x擇模型設(shè)計的方法。從現(xiàn)狀來看，可以通過實驗的方式來構(gòu)建零件模型，然后把模型運用于零件設(shè)計。在此過程中，設(shè)計人員有必要關(guān)注以下問題：運用模型來完成具體的零件設(shè)計，這個過程應(yīng)當(dāng)緊密結(jié)合實踐，不能脫離機械化的生產(chǎn)。如果模型與真實的生產(chǎn)狀況相差較大，則不僅會降低零件本身的結(jié)構(gòu)性能，情況嚴(yán)重時還可能引發(fā)事故。

2.3 理論設(shè)計法

相比于其他的零件設(shè)計方法，理論設(shè)計法的根據(jù)在于現(xiàn)階段的零件結(jié)構(gòu)理論。具體而言，零件結(jié)構(gòu)設(shè)計通常涉及到金屬學(xué)、材料力學(xué)與機械原理等基本理論。在運用時，應(yīng)當(dāng)明確零件的荷載，在此基礎(chǔ)上決定零件的幾何尺寸。比如，設(shè)計人員在計算直桿零件的系數(shù)時，應(yīng)考慮到直桿受到拉伸情況下的剖面受力。因此，設(shè)計人員可以視情況引用最基本的力學(xué)公式來輔助計算，確保獲得精確的剖面受力。

3 結(jié)束語

對于設(shè)計機械零件的結(jié)構(gòu)，應(yīng)優(yōu)化各個環(huán)節(jié)的零件設(shè)計，從而提升機械零件強度。相比于傳統(tǒng)設(shè)計模式，機械化與自動化的零件設(shè)計具有鮮明的技術(shù)優(yōu)勢。面對機械化的發(fā)展趨勢，企業(yè)及其技術(shù)人員有必要從全方位的角度入手，致力于優(yōu)化各個流程的零件設(shè)計，從而減少零件設(shè)計耗費的資源。截至目前，與機械零件結(jié)構(gòu)相關(guān)的設(shè)計技術(shù)正在不斷改進(jìn)，但沒有真正完善。在未來的實踐中，作為設(shè)計人員還要在根源上轉(zhuǎn)變認(rèn)識，不斷引用新形勢下的零件設(shè)計技術(shù)，從而服務(wù)于機械零件整體安全性能的提高。

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〔編輯：張思楠〕