苗暢志

秦皇島和信基業(yè)建筑科技有限公司 河北秦皇島 06 6 000

在設計產(chǎn)品的過程中，最關鍵的就是功能，而功能的好壞取決于結構設計的優(yōu)劣。在機械產(chǎn)品的設計中，結構設計是其最重要的環(huán)節(jié)，是將運行原理轉變?yōu)榧夹g圖紙的過程，該過程需要對構件的尺寸、材料、形狀、表面、加工技術、強度、剛度等多個因素進行考慮。

1 機械產(chǎn)品結構設計的要素

1.1 結構件的幾何要素

機械結構所具有的功能主要是通過零件的形狀及各個部件所處的位置關系實現(xiàn)的。零件的幾何形狀主要是由它的表面所形成，一個零件可能存在多個表面，其中某些表面可能會與其他零件表面相接觸。這些表面統(tǒng)稱為菜單面，在各個菜單面之間存在的聯(lián)結單元為聯(lián)接表面[1]。在機械產(chǎn)品的結構設計中，這些菜單面是對其功能產(chǎn)生影響的核心因素，該部分的設計是零件結構設計中的關鍵環(huán)節(jié)。對菜單面進行描述的幾何參數(shù)主要有形狀、大小、表面數(shù)量等等。

1.2 結構件之間存在的聯(lián)接

各個零件之間的相關主要為間接與直接兩種。若兩個零件之間存在直接的裝配關系，就屬于直接相關，反之為間接相關。在進行結構設計的時候，必須對存在直接相關的兩個零件部位加以考慮，以選擇材料的最佳形狀、精度、熱處理形式等，同時還需要對間接相關的各個參數(shù)加以考慮。通常來講，如果某個零件存在較多的直接相關零件，則表明其結構較為復雜；而若存在較多的間接相關零件，則表明其精準度的要求較高[2]。

1.3 工藝要素

根據(jù)不同的材料屬性與產(chǎn)品特質，機械加工過程中應當遵循不同標準的工藝處理模式。尤其是對于需要熱處理加工的零部件而言，為保障機械產(chǎn)品結構的完整性與穩(wěn)定性，產(chǎn)品結構的幾何形狀應力應具備對稱性與簡單性，避免鋸齒結構或尖銳的角質結構以免增大工藝加工難度。此外對于機械產(chǎn)品材料的區(qū)分也是結構設計中對于加工工藝的設計要點。在常見的機械產(chǎn)品材質構成中，鋼材材質的產(chǎn)品結構處理與塑料材質的產(chǎn)品結構處理應具有差異性與針對性，充分考慮到材料強度與抗壓張力對產(chǎn)品自身產(chǎn)生的影響。

2 機械產(chǎn)品結構設計的關鍵要點

2.1 功能需求

機械產(chǎn)品制造生產(chǎn)的主要目的在于完成人力能力范圍之外的技術工作，提升生產(chǎn)效率，因此功能需求是機械結構制造過程中所要考慮的首要因素。通過機械工作原理的組合運用與實際設計方案的穩(wěn)定應用，滿足材料力學、裝配方式與工藝性能等相關因素對機械產(chǎn)品的綜合要求，是機械結構制造設計的基礎性內容。

2.2 完善設計內容

在對機械產(chǎn)品的結構進行設計時，必須抓住設計的重點，如產(chǎn)品的功能、結構設計的體現(xiàn)等，同時就結構設計的體現(xiàn)來講，其主要體現(xiàn)在技術、材料及應用時的狀態(tài)上。此外，還需要基于以上這些內容來創(chuàng)新結構設計，在設計過程中提升產(chǎn)品的安全性及環(huán)保性等性能，同時還需要有效地控制價格，促使其具備更強的優(yōu)勢。此外還應當重視空間的構建，以實現(xiàn)節(jié)約材料、提高性能的目標，從而使機械產(chǎn)品的設計效果得到彰顯[3]。

2.3 質量控制

機械產(chǎn)品的精度、硬度與結構力度是否達到工業(yè)生產(chǎn)標準是機械結構制造的重要考核標準。在保障產(chǎn)品具備全面的機械功能的基礎上，產(chǎn)品的使用年限與質量控制是衡量機械產(chǎn)品制造是否達標的重要尺度。在重工業(yè)實際生產(chǎn)過程中，產(chǎn)品所承受的重量壓力與材料韌性是機械產(chǎn)品制造要點與難點。作為注重實用性原則的機械工業(yè)產(chǎn)品，其結構的穩(wěn)定性與產(chǎn)品的高質量是設計方案所應達到的核心要求之一。

2.4 創(chuàng)建系統(tǒng)功能模塊

系統(tǒng)功能模塊是經(jīng)由諸多方面相互組合而成的，具體涉及了知識庫模塊和推理機模塊。首先，對知識庫管理模塊進行論述，該項模塊主要是采用DAO組建程序與知識庫相互連接到一起的，功能表現(xiàn)為可以讓整項電器智能化系統(tǒng)自主訪問知識庫。知識庫管理方面是由機械庫管理和傳感庫2個方面組成的，在全面管理2個方面的基礎上達到電器智能化產(chǎn)品信息管理的目的。推理模塊的作用是為用戶提供準確的數(shù)據(jù)和參數(shù)，遵循有關的思維規(guī)律和知識點進行控制和調整。推理模塊中包括機構元推理機設計，一般是以機構組合、并聯(lián)組合和串聯(lián)組合等方面為主進行設計的，應用該項方式來獲取機構元。此外便是傳感器推理機的設計，傳感器推理機設計方面包括了設計傳感器推理機和傳感器推理機的實現(xiàn)。

2.5 重點關注功能分解的設計方式

功能分解設計方式是一種特殊的模塊化產(chǎn)品設計方式，主要包含客戶的要求、產(chǎn)品功能性需求等方面的分析，以及產(chǎn)品概念的拆分，概念集成和方案評價等幾個層面。模塊化產(chǎn)品設計是以客戶作為主體，并始終為客戶服務的，所以在進行分析過程中必須要時刻向客戶進行交流，結合客戶的意見來進行，保證產(chǎn)品的滿意度，并根據(jù)行業(yè)領域的現(xiàn)狀來進行機械產(chǎn)品的模塊化設計[4]。

3 結語

機械結構設計在機械產(chǎn)品的生產(chǎn)中具有關鍵性作用，零部件結構的完整與實際效能的提高對于工業(yè)生產(chǎn)的效率有著至關重要的影響。在機械產(chǎn)品的研發(fā)與生產(chǎn)過程中，創(chuàng)新設計是推動行業(yè)進步的必要途徑，機械結構設計中的創(chuàng)新設計，不僅能順應市場多元化發(fā)展，滿足人們日常生活中的“功能外需求”，也能提升現(xiàn)有的機械水平，實現(xiàn)設計優(yōu)化，對社會經(jīng)濟發(fā)展具有重要意義。