设计机械零件的基本要点

机械零件是组成机器的基本单元。设计零件时，应满足的要求是从设计机器的要求中引申出来的。一般来说，大致有以下基本要求：

（1）强度要求

机械零件应满足强度要求，即防止它在工作中发生整体断裂或产生过大的塑性变形或出现疲劳点蚀。机械零件的强度要求是最基本的要求。

提高机械零件的强度是机械零件设计的核心之一，为此可采用以下5 项措施：

①采用强度高的材料。

②使零件的危险截面具有足够的尺寸。

③用热处理方法提高材料的力学性能。

④提高运动零件的制造精度，以降低工作时的动载荷。

⑤合理布置各零件在机器中的相互位置，减小作用在零件上的载荷等。

（2）刚度要求

机械零件应满足刚度要求，即防止它在工作中产生的弹性变形超过允许的限度。通常只是当零件过大的弹性变形会影响机器的工作性能时，才需要满足刚度要求。一般对机床主轴、导轨等零件需作强度和刚度计算。

提高机械零件的刚度可采用以下3 项措施：

①增大零件的截面尺寸。

②缩短零件的支承跨距。

③采用多点支承结构等。

（3）结构工艺性要求(www.xing528.com)

机械零件应有良好的工艺性，即在一定的生产条件下，以最小劳动量、花最少加工费用制成能满足使用要求的零件，并能以最简单的方法在机器中进行装拆与维修。因此，零件的结构工艺性应从毛坯制造、机械加工过程及装配等生产环节加以综合考虑。

（4）经济性要求

经济性是机械产品的重要指标之一。从产品设计到产品制造应始终贯彻经济原则。设计中，在满足零件使用要求的前提下，可从以下4 个方面考虑零件的经济性：

①先进的设计理论和方法，采用现代化设计手段，提高设计质量和效率，缩短设计周期，降低设计费用。

②尽可能选用一般材料，以减少材料费用，同时应降低材料消耗，如多用无切削或少切削加工，减少加工余量等。

③零件结构应简单，尽量采用标准零件，选用允许的最大公差和最低精度。

④提高机器效率，节约能源，如尽可能减少运动件、创造优良润滑条件等，包装与运输费用也应注意考虑。

（5）质量小的要求

机械零件设计应力求减小质量，这样可节约材料，对运动零件来说可减小惯性，改善机器的动力性能，减小作用于构件上的惯性载荷。减小机械零件质量的措施有：

①从零件上应力较小处挖去部分材料，以改善零件受力的均匀性，提高材料的利用率。

②采用轻型薄壁的冲压件或焊接件来代替铸、锻零件。

③采用与工作载荷相反方向的预载荷。

④减小零件上的工作载荷等。

机械零件的强度、刚度是从设计上保证它能可靠工作的基础，而零件可靠工作是保证机器正常工作的基础。零件具有良好的结构工艺性和较小的质量是机器具有良好经济性的基础。在实际设计中，经常会遇到基本要求不能同时得到满足的情况，这时应根据具体情况，合理地做出选择，保证主要的要求能够得到满足。