試析機械零件結(jié)構(gòu)的設計方法

馬鈺汶

摘 要：在機械化生產(chǎn)中，零件構(gòu)成了基礎性的要素，對此有必要運用適當?shù)姆绞絹硗瓿稍O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?shù)脑O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)設計思路。

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

中圖分類號：F204 文獻標識碼：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。各種零件在進行先期設計時，作為設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零件設計，提升機械化生產(chǎn)的綜合水平。

1 設計零件結(jié)構(gòu)的基本原則

機械零件具有較復雜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，因此，與之相應的設計方式也各不相同。具體在設計各種類型的機械零件時，應當密切結(jié)合零件毛坯與材料的特征來選擇適當?shù)姆桨浮＝?jīng)過全面設計之后，應當能體現(xiàn)最基本的零件性能，對于零件材質(zhì)也要進行慎重選擇。由此可見，設計機械零件的基本結(jié)構(gòu)時，應當密切結(jié)合可用性、經(jīng)濟性等各項指標，確保設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，設計零件結(jié)構(gòu)的全過程都應當體現(xiàn)精密性，確保符合現(xiàn)行的零件設計指標。作為設計人員，本身應當致力于節(jié)省零件設計經(jīng)費，確保運用最少經(jīng)費來完成最有效率的機械零件設計。從后期維護的角度來講，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當予以全面改善，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。作為零件設計人員，應當密切關(guān)注零件結(jié)構(gòu)與機械性能之間的內(nèi)在聯(lián)系，在此基礎上選擇適當?shù)脑O計模式。由此可見，設計機械零件不僅有必要節(jié)省設計成本并減少能耗，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)驗設計的方法來設計機械零件，應當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?shù)臋C械設計方法。作為零件的設計人員，本身應當擁有設計零件的豐富經(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)驗設計法本身具有較強的可行性，然而，并沒有達到完善的程度。這是由于經(jīng)驗設計并不具有很強的科學性，經(jīng)驗公式也并非科學統(tǒng)計獲得的結(jié)論。因此，在實踐中，設計人員可以選擇此類方法來設計零件結(jié)構(gòu)，但是經(jīng)驗法仍然屬于初級的零件設計方法，有待改進。

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)出了復雜性。對于此類零件，通常可以選擇模型設計的方法。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計。在此過程中，設計人員有必要關(guān)注以下問題：運用模型來完成具體的零件設計，這個過程應當緊密結(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，情況嚴重時還可能引發(fā)事故。

2.3 理論設計法

相比于其他的零件設計方法，理論設計法的根據(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)設計通常涉及到金屬學、材料力學與機械原理等基本理論。在運用時，應當明確零件的荷載，在此基礎上決定零件的幾何尺寸。比如，設計人員在計算直桿零件的系數(shù)時，應考慮到直桿受到拉伸情況下的剖面受力。因此，設計人員可以視情況引用最基本的力學公式來輔助計算，確保獲得精確的剖面受力。

3 結(jié)束語

對于設計機械零件的結(jié)構(gòu)，應優(yōu)化各個環(huán)節(jié)的零件設計，從而提升機械零件強度。相比于傳統(tǒng)設計模式，機械化與自動化的零件設計具有鮮明的技術(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計，從而減少零件設計耗費的資源。截至目前，與機械零件結(jié)構(gòu)相關(guān)的設計技術(shù)正在不斷改進，但沒有真正完善。在未來的實踐中，作為設計人員還要在根源上轉(zhuǎn)變認識，不斷引用新形勢下的零件設計技術(shù)，從而服務于機械零件整體安全性能的提高。

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〔編輯：張思楠〕