1. 實(shí)現(xiàn)預(yù)期功能的設(shè)計(jì)指南
產(chǎn)品設(shè)計(jì)的主要目的是實(shí)現(xiàn)預(yù)定的功能要求，因此實(shí)現(xiàn)預(yù)期功能的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中首先考慮的。為了滿足功能要求，必須完成以下工作。
（1）明確功能：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是根據(jù)其在機(jī)器中的功能以及與其他部件的連接關(guān)系，確定參數(shù)尺寸和結(jié)構(gòu)形狀。部件的主要功能是承受載荷、傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，保證或保持相關(guān)零部件之間的相對(duì)位置或運(yùn)動(dòng)軌跡。設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)應(yīng)能滿足機(jī)器整體的功能要求。
（2）功能分配：在產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)，通常需要根據(jù)具體情況合理分配任務(wù)，即將一個(gè)功能分解為多個(gè)子功能。每個(gè)子功能都必須有明確的結(jié)構(gòu)來承擔(dān)，結(jié)構(gòu)的各個(gè)部分之間應(yīng)該有合理協(xié)調(diào)的聯(lián)系，以實(shí)現(xiàn)整體功能的實(shí)現(xiàn)。多個(gè)承擔(dān)相同功能的結(jié)構(gòu)件可以減輕零件的負(fù)擔(dān)，延長(zhǎng)使用壽命。諸如 V 型帶部分的結(jié)構(gòu)是合理分配任務(wù)的一個(gè)例子。纖維繩用于承受拉力；橡膠填充層承受皮帶彎曲時(shí)的拉壓；布層與皮帶輪槽共同作用，產(chǎn)生傳動(dòng)所需的摩擦力。摩擦力。例如，如果僅僅依靠螺栓預(yù)緊產(chǎn)生的摩擦力來承受橫向載荷，那么螺栓的尺寸會(huì)太大，可以增加銷釘、套筒、鍵等剪切元件來分擔(dān)橫向載荷。解決這個(gè)問題。
(3)功能集中：為了簡(jiǎn)化機(jī)械產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)，降低加工成本，方便安裝，在某些情況下，一個(gè)零件或部件可以承擔(dān)多種功能。功能集中會(huì)使零件的形狀更加復(fù)雜，所以要適中，否則反而會(huì)增加加工難度，增加加工成本。設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)具體情況確定。
2.滿足強(qiáng)度要求的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)
(1)等強(qiáng)度準(zhǔn)則：零件截面尺寸的變化應(yīng)適應(yīng)其內(nèi)應(yīng)力的變化，使各截面的強(qiáng)度相等。按照等強(qiáng)度原則設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)，可以充分利用材料，從而減輕重量和成本。如懸臂支架、階梯軸設(shè)計(jì)等。
（2）合理的力流結(jié)構(gòu)：為了直觀地表達(dá)力在機(jī)械部件中的傳遞狀態(tài)，把力看成部件中水的流動(dòng)，這些力線匯合到力流中。代表這種力的流動(dòng)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究中起著重要作用。力流不會(huì)在組件中中斷，任何一條力線都不會(huì)突然消失。它必須從一個(gè)地方進(jìn)來，從另一個(gè)地方出去。力流的另一個(gè)特性是傾向于沿最短路徑傳遞，使力流集中在最短路徑附近，形成高應(yīng)力區(qū)。其他部分的力流稀疏，甚至沒有力流通過。從應(yīng)力的角度來看，材料沒有得到充分利用。因此，為了提高構(gòu)件的剛度，零件的形狀應(yīng)盡可能按力流的最短路線設(shè)計(jì)，以減小承載面積，使累積變形更小，剛度整個(gè)部件得到改進(jìn)，材料得到充分利用。
(3)減少應(yīng)力集中結(jié)構(gòu)：當(dāng)力流方向急劇轉(zhuǎn)向時(shí)，力流在拐點(diǎn)處會(huì)過于密集，造成應(yīng)力如果受力集中，則設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)在結(jié)構(gòu)上采取措施，使力流轉(zhuǎn)平穩(wěn)。應(yīng)力集中是影響零件疲勞強(qiáng)度的重要因素。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，應(yīng)盡可能避免或減少應(yīng)力集中，如增加過大圓角、采用卸荷結(jié)構(gòu)等。
(4)平衡負(fù)載結(jié)構(gòu)：機(jī)器在工作時(shí)，往往會(huì)產(chǎn)生一些無用的力，如慣性力、斜齒輪的軸向力等。這些力不僅增加了軸、襯套等零件的負(fù)載，而且也會(huì)降低它們的準(zhǔn)確性和壽命。 ，也降低了機(jī)器的傳動(dòng)效率。所謂負(fù)載均衡，是指采取結(jié)構(gòu)性措施，部分或完全均衡無力，以減少或消除其不利影響。這些結(jié)構(gòu)措施主要采用平衡元素、對(duì)稱布置等。
3.滿足結(jié)構(gòu)剛度的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)
為保證零件在其使用壽命內(nèi)能正常發(fā)揮作用，必須有足夠的剛度。
機(jī)械零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要目的是保證功能的實(shí)現(xiàn)，使產(chǎn)品達(dá)到所要求的性能。然而，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性直接影響到部件的生產(chǎn)成本和質(zhì)量。因此，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，零件機(jī)構(gòu)應(yīng)具有良好的加工性能。所謂好的加工工藝，是指零件的結(jié)構(gòu)易于加工制造，任何加工方法都有其局限性，或者生產(chǎn)成本高，或者影響質(zhì)量。因此，設(shè)計(jì)者了解各種加工方式的特點(diǎn)，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)盡量揚(yáng)長(zhǎng)避短，是非常重要的。在實(shí)際生產(chǎn)中，零件的結(jié)構(gòu)可制造性受到諸多因素的制約。例如，生產(chǎn)批次的大小會(huì)影響毛坯的生成方式；生產(chǎn)設(shè)備的條件可能會(huì)限制工件的尺寸；此外，造型、精度、熱處理、成本等都可能對(duì)部件結(jié)構(gòu)的可制造性產(chǎn)生限制性影響。因此，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)充分考慮上述因素對(duì)可制造性的影響。
機(jī)械設(shè)計(jì)
四、考慮裝配的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)裝配是產(chǎn)品制造過程中的重要工序，零部件的結(jié)構(gòu)直接影響裝配的質(zhì)量和成本。裝配體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)指南簡(jiǎn)述如下：
（1）裝配單元合理劃分：整機(jī)應(yīng)分解成若干個(gè)單元（零件或部件），可單獨(dú)裝配，實(shí)現(xiàn)并行化、專業(yè)化的裝配作業(yè)，縮短裝配周期，便于分步技術(shù)檢驗(yàn)和維護(hù)。
(2)使零件安裝正確：保證零件的準(zhǔn)確定位，避免雙重裝配，防止裝配錯(cuò)誤。
（3）使零件易于裝拆：在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，應(yīng)保證有足夠的裝配空間，如扳手空間；避免配合過長(zhǎng)，以免增加裝配難度和刮傷配合面，如一些階梯軸的設(shè)計(jì)；為了便于零件的拆卸，應(yīng)給出拆卸工具的位置，如軸承拆卸。
5.考慮維護(hù)和維修的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)
（1）產(chǎn)品的配置應(yīng)根據(jù)其故障率、維修難度、尺寸和質(zhì)量、安裝特點(diǎn)進(jìn)行安排。所有需要維修的零部件都應(yīng)有良好的可達(dá)性；高和經(jīng)常維修的零件和緊急開關(guān)應(yīng)提供最佳的可訪問性。
（2）產(chǎn)品的拆裝，尤其是易損件、易拆件和附加設(shè)備，應(yīng)簡(jiǎn)單，拆裝時(shí)進(jìn)出零件的路線宜為直線或平緩曲線.
(3) 產(chǎn)品檢測(cè)點(diǎn)、測(cè)試點(diǎn)等系統(tǒng)維護(hù)點(diǎn)應(yīng)布置在容易接近的位置。
(4)對(duì)于需要維修和拆卸的產(chǎn)品，其周圍應(yīng)有足夠的操作空間。
(5) 維修時(shí)，一般應(yīng)能看到內(nèi)部運(yùn)行情況。通道除了可以容納維修人員的手或手臂外，還應(yīng)有適當(dāng)?shù)目臻g供觀察。
6.考慮造型設(shè)計(jì)的原則
產(chǎn)品的設(shè)計(jì)不僅要滿足使用要求，還要考慮產(chǎn)品造型的審美價(jià)值，使其具有吸引力。簡(jiǎn)單來說，它既好用又美觀。從心理學(xué)的角度來看，60% 的人的決定取決于第一印象。技術(shù)產(chǎn)品的社會(huì)屬性是商品。在買方市場(chǎng)時(shí)代，為產(chǎn)品設(shè)計(jì)一個(gè)能吸引顧客的外觀是一項(xiàng)重要的設(shè)計(jì)要求；同時(shí)，產(chǎn)品外形美觀，可減少操作人員因能量耗盡而造成的誤操作。
在考慮造型時(shí)，要注意大小比例的協(xié)調(diào)，造型簡(jiǎn)潔統(tǒng)一，色彩和圖案的支撐和點(diǎn)綴。單色僅用于小型組件。如果只使用一種顏色，大的，尤其是移動(dòng)的組件，會(huì)顯得單調(diào)和分層。其次，一小塊額外的顏色將使整個(gè)色調(diào)活躍起來。當(dāng)多種顏色并存時(shí)，應(yīng)該有一個(gè)占主導(dǎo)地位的背景色，與背景色相對(duì)應(yīng)的顏色稱為對(duì)比色。但在一個(gè)產(chǎn)品中，不同色調(diào)的數(shù)量不宜過多，過多的顏色會(huì)給人一種華而不實(shí)的感覺。
7. 考慮成本的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)
(1)在設(shè)計(jì)、分析和權(quán)衡產(chǎn)品功能時(shí)，將相同或相似的功能組合起來，剔除不必要的功能，以簡(jiǎn)化產(chǎn)品和維護(hù)操作。
(2)設(shè)計(jì)時(shí)，在滿足規(guī)定的功能要求的前提下，結(jié)構(gòu)要簡(jiǎn)單，盡可能減少產(chǎn)品層數(shù)和部件數(shù)量，簡(jiǎn)化零件形狀。
(3) 產(chǎn)品應(yīng)盡量設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單可靠的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，以排除因磨損或漂移引起的常見故障。對(duì)于易發(fā)生局部磨損的貴重零件，應(yīng)設(shè)計(jì)成可調(diào)節(jié)或可拆卸的組件，以方便局部更換或維修。避免或減少相互關(guān)聯(lián)的重復(fù)調(diào)整。
(4)合理安排各部件的位置，減少連接件和固定件的數(shù)量，使檢查、更換零件等維修操作簡(jiǎn)單方便，盡量在不拆卸、不移動(dòng)或少拆卸的情況下對(duì)任何部件進(jìn)行維護(hù)，減少其他部件的移動(dòng)，減少維修人員的技能水平要求和工作量。
