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机械结构设计的几个准则【摘要】机械结构设计在制造业中扮演着至关重要的角色，它直接影响产品的性能和质量。
本文介绍了机械结构设计的几个重要准则，包括刚性和稳定性、强度和耐久性、轻量化和紧凑化、模块化和标准化，以及易制造和维修。
遵循这些准则有助于提高机械结构设计的效率和质量，确保产品具有优良的性能和长久的使用寿命。
设计师在进行机械结构设计时应该深入理解这些准则，并将它们贯彻于整个设计过程中。
通过综合应用这些准则，设计师可以更好地满足产品需求，提高设计效率，降低生产和维修成本，从而在激烈的市场竞争中脱颖而出。
遵循准则进行机械结构设计不仅能提高设计质量，也能提高设计效率，是每个设计师应该牢记的重要原则。
【关键词】机械结构设计、准则、刚性、稳定性、强度、耐久性、轻量化、紧凑化、模块化、标准化、易制造、维修、效率、质量1. 引言1.1 机械结构设计的重要性机械结构设计在工程领域中起着至关重要的作用。
机械结构是机械设备的基础，直接影响着设备的性能和稳定性。
一个优秀的机械结构设计能够使设备具有更高的运行效率和更长的使用寿命，同时也能够降低维修和维护成本，提高设备的整体性能。
在工程实践中，合理的机械结构设计能够提高设备的可靠性、安全性和经济性，从而实现生产效率的提高和成本的节约。
机械结构设计的重要性还体现在其对产品质量和市场竞争力的影响。
优秀的机械结构设计可以提高产品的品质和用户体验，增强产品的市场竞争力，从而更好地满足市场需求，赢得消费者的认可和信赖。
专业的机械结构设计不仅能够促进企业的发展和壮大，也是实现产品质量和性能提升的关键一环。
机械结构设计的重要性不可忽视。
只有充分认识到机械结构设计在工程领域中的重要作用，才能更好地指导工程实践，提高设备性能和质量，推动科技进步和工业发展。
1.2 机械结构设计的基本原则机械结构设计的基本原则是指在设计机械结构时应该遵循的基本规则和原则。
这些基本原则是设计师在进行机械结构设计时必须要考虑和遵循的准则，是保证机械结构设计质量的基础。
机械设计基础学习机械结构设计的基本原则机械结构设计是机械工程中至关重要的一环，它直接关系到产品的性能和质量。
在机械设计中，我们需要遵循一些基本原则，以确保设计出稳定、耐用、安全的机械结构。
本文将介绍机械结构设计的基本原则，并对每一原则进行详细阐述。
一、强度原则机械结构设计的首要原则是保证结构的强度。
机械结构需能承受设计条件下的载荷和应力，确保其在运行和使用过程中不会产生断裂或变形。
在设计过程中，应根据材料的强度特性和工作条件合理选择合适的材料和截面尺寸，以满足结构的强度要求。
二、刚度原则刚度是指机械结构对外载荷作出响应的能力。
良好的刚度可以保证机械结构在工作时保持稳定的形状和位置，避免产生过大的变形。
在机械结构的设计中，应根据工作条件和要求确定适当的刚度，以确保结构的稳定性和工作效率。
三、轻量化原则轻量化是指在保证结构强度和刚度的前提下，尽量减少机械结构的重量。
轻量化设计可以降低机械结构的惯性和运动阻力，提高传动效率和节能性。
在进行轻量化设计时，需要充分考虑材料的强度和刚度，采用合理的结构形式和优化的截面尺寸。
四、安全性原则安全性是机械结构设计的核心要求之一。
机械结构在工作时必须确保操作人员的安全，防止意外事故的发生。
在设计过程中，需要考虑安全因素，如避免尖锐边角、设置安全防护装置、合理安排操作位置等，以保证机械结构的安全性。
五、可靠性原则可靠性是指机械结构在设计寿命内能够稳定运行的能力。
机械结构的可靠性设计需要考虑材料的寿命特性、载荷的变化和超负荷情况下的应变能力等因素。
在设计过程中，应充分考虑各种因素的影响，采取有效的措施来提高机械结构的可靠性。
六、简化性原则简化性是指在机械结构设计中尽量减少部件的数量和复杂度，以降低制造成本和维护难度。
简化结构设计可以提高机械系统的可靠性和使用寿命，减少故障率和维修频率。
在设计过程中，应合理考虑结构的复杂度和组装方式，简化结构形式，提高设计的实用性和可操作性。
机械结构设计准则机械结构设计是指根据机械系统的功能要求和工作环境条件，合理选择结构形式和尺寸，确定零部件的布置和连接方式，以及确定材料和加工工艺等，从而满足机械系统的设计性能和可靠性要求的过程。
在进行机械结构设计时，需要遵循一些准则和原则，以确保设计的机械结构能够满足要求，并具有良好的可靠性和稳定性。
以下是一些常用的机械结构设计准则。
1. 强度准则：机械结构的强度是指其在工作过程中能够承受的外部载荷和内部力的能力。
设计时应根据受力情况合理选择材料，并进行强度计算，以确保结构的强度满足要求。
2. 刚度准则：机械结构的刚度是指结构在受力时的变形情况。
设计时应根据结构的刚度要求，合理选择结构形式和尺寸，以及确定零部件的连接方式，以保证结构的刚度满足要求。
3. 稳定性准则：机械结构的稳定性是指结构在受力时的稳定性能。
设计时应根据结构的稳定性要求，合理选择结构形式和尺寸，以及确定零部件的布置和连接方式，以保证结构的稳定性满足要求。
4. 可靠性准则：机械结构的可靠性是指结构在设计寿命内能够正常工作的概率。
设计时应考虑结构的可靠性要求，合理选择材料和加工工艺，以及进行合理的结构设计和强度计算，以保证结构的可靠性满足要求。
5. 经济性准则：机械结构设计应在满足性能要求的前提下，尽可能降低成本。
设计时应合理选择材料和加工工艺，以及进行合理的结构设计和尺寸优化，以提高结构的经济性。
6. 可维护性准则：机械结构设计应考虑结构的可维护性，以方便日常维护和保养。
设计时应合理选择结构形式和尺寸，以及确定零部件的布置和连接方式，以提高结构的可维护性。
7. 安全性准则：机械结构设计应考虑结构的安全性，以防止事故和危险的发生。
设计时应合理选择材料和加工工艺，以及进行合理的结构设计和强度计算，以提高结构的安全性。
8. 美观性准则：机械结构设计应考虑结构的美观性，以提高产品的外观质量。
设计时应合理选择结构形式和尺寸，以及进行合理的结构设计和外观处理，以提高结构的美观性。
机械结构设计基本原则机械结构设计基本原则在机械设计中，机械结构是关键。
不良的结构设计将会影响机器的性能、寿命以及安全性。
因此，设计师需要遵循一些基本原则来确保机械结构的可靠性、高效性和经济性。
1. 功能优先机械结构设计的首要原则是满足需要的功能。
机械结构的设计必须考虑要实现的功能，同时也必须考虑到机器的实际应用环境。
结构设计不仅需要适应机器所处的环境和工作负荷，也需要满足用户的要求。
因此，在设计过程中，必须先确定机械所需要的功能，确保机械结构的实现方便，性能可靠，用户易于操作等要素。
2. 稳定性原则机械结构的稳定性是指机械在工作中的稳定性、稳定性参数和系统的稳定性，是机械结构设计的重要考虑因素之一。
在设计机械结构时，需要考虑到各种载荷的作用下，机械结构是否稳定，特别需要注意摆动、剪切、振动、变形和位移的情况。
如果结构不稳定，容易导致机器的失灵，甚至对操作员造成安全风险。
3. 强度原则机械结构的强度是指机械结构在负载下的承受能力，也是机械结构设计的基本要素之一。
在设计中，必须考虑机械所承受的最大载荷，最大应力和最大变形等因素，并选择适合的材料和结构。
当使用钢材、铝材、混凝土等材料时，需要选择结构的截面和墙板的厚度，确保结构的可靠性和安全性。
设计中还应当考虑材料的应力应变条件，确保结构行之有效的承受中重负载。
4. 经济原则机械结构的设计应该优先考虑投资成本和维护费用，以满足经济效益的需要。
要通过结构设计做到减少材料的使用，优化结构的设计，在保证结构的可靠性、稳定性和强度的基础上尽量节约材料，减少成本。
此外，在机械结构设计中应注意维护、维修和更换备件的便利性，提高可维护性和可操作性，降低效率，提高经济效益。
5. 简洁原则在机械结构设计中，需要尽可能的应用简单、标准化的结构和零部件。
简单的机械结构设计，能够提升结构的可靠性和稳定性。
同时，简化的设计也可降低机器的生产成本和维护成本。
此外，根据机械的应用场景和所需要的功能，在选材方面也应该尽量优化，选用容易获得、价格合理的材料。
机械结构设计基本原则目录一、改善力学性能的结构设计原则、、、(一)载荷分担原则、、、(二)均匀受载原则(载荷均布)、、、(三)附加力自平衡原则(载荷平衡)、、、(四)减小应力集中、、、(五)提高接触强度原则、、、(六)提高刚度原则、、、(七)变形协调原则、、、(八)等强度原则、、、(九)其它、、、二、改善制造工艺性的结构设计原则、、、(一)焊接件结构设计原则、、、(二)铸件结构设计原则、、、(三)切削件结构设计原则、、、(四)锻件结构设计原则、、、(五)薄板件结构设计原则、、、(六)其它、、、三、提高装配质量的结构设计原则、、、(一)便于运送原则、、、(二)便于方位识别原则、、、(三)方便抓取原则、、、(四)方便定位原则、、、(五)简化装配操作原则、、、(六)可装配原则、、、(七)各装配面依次装配原则、、、(八)简单联接件原则、、、(九)便于拆卸原则、、、四、提高精度的结构设计原则、、、(一)阿贝(Abbe)原则、、、(二)误差校正与补偿、、、(三)误差均化、、、(四)误差配置、、、(五)位置精确微调、、、五、宜人化结构设计原则、、、(一)减小操作者疲劳的结构、、、(二)易于发力的结构、、、(三)减少操作者观察错误的结构、、、(四)减少操作者操作错误的结构、、、(五)考虑人体的振动特性的结构及减少操作环境噪声的结构0、(六)减弱工作环境光线照度的结构、、、(七)保证合适工作环境温度的结构、、、六、其它机械结构设计要求简介、、、(一)减轻腐蚀的结构、、、(二)符合材料热胀冷缩性质的结构、、、讨论题、、、机械结构设计基本原则机械工程师更好地适应现代机械设计的要素之一就就是掌握丰富的工程知识。
工程知识就是连接基础理论与实践经验的桥梁,就是现代工程师专业知识结构的本质特征。
掌握一定的工程知识就是正确进行机械结构设计的前提,有些结构错误对一个缺乏工程知识的设计者来说就是不易事先觉察的。
(见图)这一节从改善力学性能、制造工艺性、制造精度及装配精度等方面来介绍一些机械结构设计的基本原则。
机械结构设计基本原则目录一、改善力学性能的结构设计原则...（一）载荷分担原则...（二）均匀受载原则（载荷均布）...（三）附加力自平衡原则（载荷平衡）...（四）减小应力集中...（五）提高接触强度原则...（六）提高刚度原则...（七）变形协调原则...（八）等强度原则...（九）其它...二、改善制造工艺性的结构设计原则...（一）焊接件结构设计原则...（二）铸件结构设计原则...（三）切削件结构设计原则...（四）锻件结构设计原则...（五）薄板件结构设计原则...（六）其它...三、提高装配质量的结构设计原则...（一）便于运送原则...（二）便于方位识别原则...（三）方便抓取原则...（四）方便定位原则...（五）简化装配操作原则...（六）可装配原则...（七）各装配面依次装配原则...（八）简单联接件原则...（九）便于拆卸原则...四、提高精度的结构设计原则...（一）阿贝（Abbe）原则...（二）误差校正与补偿...（三）误差均化...（四）误差配置...（五）位置精确微调...五、宜人化结构设计原则...（一）减小操作者疲劳的结构...（二）易于发力的结构...（三）减少操作者观察错误的结构...（四）减少操作者操作错误的结构...（五）考虑人体的振动特性的结构及减少操作环境噪声的结构0. （六）减弱工作环境光线照度的结构...（七）保证合适工作环境温度的结构...六、其它机械结构设计要求简介...（一）减轻腐蚀的结构...（二）符合材料热胀冷缩性质的结构...讨论题...机械结构设计基本原则机械工程师更好地适应现代机械设计的要素之一就是掌握丰富的工程知识。
工程知识是连接基础理论与实践经验的桥梁，是现代工程师专业知识结构的本质特征。
掌握一定的工程知识是正确进行机械结构设计的前提，有些结构错误对一个缺乏工程知识的设计者来说是不易事先觉察的。
（见图）这一节从改善力学性能、制造工艺性、制造精度及装配精度等方面来介绍一些机械结构设计的基本原则。
机械结构设计基本原则
一、使用原则
1、安全原则：机械设计必须考虑安全因素，确保机械设备在使用过
程中不会带来危害。
2、经济原则：机械设计要考虑生产成本问题，使用最合适的原材料，最小化材料消耗，简化结构，加快生产节奏，降低生产成本，确保机械设
备整体性能和成本的经济效益。
3、操作原则：机械设计要考虑操作简便，保证设备在使用的时候易
于操作和维护，减少操作难度。
4、结构原则：机械设计要考虑功能要求，确保机械设备的功能完备，结构合理，节省空间，方便安装、调试和使用。
5、节能原则：机械设计要考虑节能因素，确保机械设备在使用过程
中能有效节约能源，降低能耗、污染和成本。
二、设计原则
1、实用性原则：机械设备的功能要实用，不能够过多增加多余的结构，满足机械加工质量要求，并且可以符合机械元件的设计要求，确保产
品质量达到要求。
2、可靠性原则：机械设计要考虑机械设备在使用过程中的可靠性，
确保机械元件可以长时间的工作，不出现故障和损坏，满足机械设备使用
的要求。
3、刚度要求原则：机械设计要考虑机械结构的刚度要求，根据工况
实际情况，使用合适的材料。
机械设计中的机械结构设计在机械设计领域中，机械结构设计是一个非常重要且关键的环节。
它涉及到各种机械设备和装置的构造、组成和组装，对于保证机械设备的正常运转和性能发挥起到至关重要的作用。
本文将探讨机械结构设计的一些基本原则和方法，并介绍一些机械结构设计的常见问题和解决方案。
一、机械结构设计的基本原则1. 合理性原则：机械结构设计应遵循合理性原则，即结构设计应符合机械设备的使用需求和工作条件，确保机械设备的稳定性和安全性。
2. 简洁性原则：机械结构设计应尽可能简洁，避免不必要的复杂性。
简洁的结构设计有助于提高制造效率和降低制造成本。
3. 可靠性原则：机械结构设计应追求高可靠性，确保机械设备在长时间运行中的稳定性和可靠性。
设计中应考虑到各种作用力和外界环境因素，采取适当的设计措施来增加结构的强度和稳定性。
4. 可维护性原则：机械结构设计应考虑到维修和保养的需求，设计合理的结构方便维修和更换部件。
5. 模块化原则：机械结构设计应尽可能采用模块化设计，即将机械设备分为若干个独立的模块，每个模块具有特定的功能，模块之间可以独立组装和拆卸。
二、机械结构设计的方法1. 总体设计方法：机械结构设计的第一步是进行总体设计，确定机械设备的整体布局和主要结构。
在总体设计中，需要考虑到机械设备的使用需求、工作条件和外部环境等因素，确定机械设备的功能结构和工作原理。
2. 细节设计方法：在总体设计的基础上，进行机械结构的细节设计。
细节设计包括确定各个部件的尺寸、形状和材料，设计各个部件的连接和固定方式，确保机械设备的结构稳定和强度合理。
3. 仿真分析方法：在机械结构设计的过程中，可以利用计算机辅助设计软件进行仿真分析。
通过仿真分析可以评估不同结构设计方案的性能和效果，选择最佳的设计方案。
三、机械结构设计的常见问题和解决方案1. 结构强度不足：在机械结构设计中，有时会出现结构强度不足的问题。
解决这个问题的方法可以是增加材料的厚度或者采用更高强度的材料。
机械结构设计准则1前言一、编制本手册的主要目的有两个：1、规范公司设计人员的设计并在实际设计工作中作为参考。
2、新入公司的结构工程师的培训教材。
二、版本说明：本规范所替代的历次修订情况和修订专家为：版本号修改内容介绍主要评审人员070411 编写完成讨论稿，主要内容包括塑料件、钣件、切削件、铸件、结构件电磁兼容设计、五金件、结构设计、禁用材料等部分。
目录前言............................................................................................................... .. (1)目录............................................................................................................... . (2)第一部分、塑料件............................................................................................................... (8)1、概述：............................................................................................................ (8)1.1、常用塑料介绍 (8)1.2、常见表面处理介绍 (8)1.3、外形设计............................................................................................................... (9)1.4、装配设计............................................................................................................... (9)1.5、结构设计................................................................................................................102、产品结构设计准则--设计程序 (13)2.1、塑料制品设计特点 (13)2.2、塑料制品设计原则 (13)2.3、塑料制品设计程序 (13)2.3.1、确定产品的功能需求，外观. (13)2.3.2、绘制预备性的设计图: (14)2.3.3、制作原型模型: (14)2.3.4、产品测试 (1)42.3.5、设计的再核对与修正 (15)2.3.6、制定重要规格 (15)2.3.7、开模生产 (1)52.3.8、品质的控制 (15)3、产品结构设计准则--塑料材质 (16)3.1、热硬化性塑料 (16)3.2、热塑性塑料 (1)63.3、ABS：成分聚合物 (16)3.4、电镀............................................................................................................... (16)3.5、ABS 系列成品设计及模具加工 (17)4、产品结构设计准则--壁厚篇 (19)4.1、基本设计守则 (19)4.1.1、平面准则 (1)94.1.2、转角准则 (2)4.2、不同材料的设计要点 (23)4.2.1、AB S................................................................................................................ .. (23)4.2.2、PC................................................................................................................ .. (24)4.2.3、LCP ................................................................................................................ .. (24)4.2.4、PA................................................................................................................ .. (25)4.2.5、PSU ................................................................................................................ .. (25)4.2.6、PBT ................................................................................................................ .. (25)5、产品结构设计准则--加强筋篇 (27)5.1、基本设计守则 (27)5.2、不同材料的设计要点 (30)35.2.1、AB S................................................................................................................ .. (30)5.2.2、PA................................................................................................................ .. (31)5.2.3、PBT ................................................................................................................ .. (31)5.2.3、PC................................................................................................................ .. (32)5.2.4、PS ................................................................................................................ (32)5.2.5、PSU ................................................................................................................ .. (33)6、产品结构设计准则--出模角篇 (34)6.1、基本设计守则 (34)6.2、不同材料的设计要点 (35)6.2.1、AB S................................................................................................................ .. (35)6.2.2、LCP ................................................................................................................ .. (35)6.2.3、PBT ................................................................................................................ .. (36)6.2.4、PC................................................................................................................ .. (36)6.2.5、PE T................................................................................................................ (36)6.2.6、PS ................................................................................................................ .. (36)7、产品结构设计准则--支柱( Boss ) (37)7.1、基本设计守则 (37)7.2、不同材料的设计要点 (39)7.2.1、AB S................................................................................................................ .. (39)7.2.2、PBT ................................................................................................................ .. (40)7.2.3、PC................................................................................................................ .. (41)7.2.4、PS (42)7.2.5、PSU ................................................................................................................ .. (43)8、产品结构设计准则--扣位( Snap Joints ) (44)8.1、基本设计手则 (44)8.2、不同材料的设计要点 (47)8.2.1、PA................................................................................................................ .. (47)8.2.2、PBT ................................................................................................................ .. (47)8.2.3、PO M............................................................................................................... .. (48)8.2.4、PS ................................................................................................................ .. (49)9、产品结构设计准则--入件( Moulded-in Inserts ) (50)9.1、基本设计守则 (50)9.2、不同材料的设计要点 (51)9.2.1、PO M............................................................................................................... .. (51)9.2.2、PBT ................................................................................................................ .. (52)10、产品结构设计准则--洞孔(Hole) (53)10.1、穿孔............................................................................................................... . (53)10.2、盲孔............................................................................................................... . (54)10.3、钻 (54)10.4、侧孔............................................................................................................... . (54)10.5、其他设计考虑 (55)11、产品结构设计准则--公差( Tolerance ) (57)11.1、基本设计守则 (57)11.2、不同材料的设计要点 (57)411.2.1、LCP ................................................................................................................ (57)11.2.2、PE T................................................................................................................ . (58)11.2.3、POM ................................................................................................................ ..5912、产品结构设计准则—结构设计准则 (61)12.1、避免翘曲准则 (61)12.2、细长筋受拉准则 (62)12.3、避免内切准则 (63)12.4、避免尖锐棱角准则 (65)12.5、避免局部材料堆积准则 (67)12.6、避免表面倒塌准则 (68)12.7、提高公差精度准则 (70)12.8、非各向同性准则 (72)12.9、避免粘合面撕扯准则 (73)12.10、螺栓带衬板准则 (74)13、产品结构设计准则—其他设计注意事项 (75)13.1、螺纹............................................................................................................... . (75)13.2、嵌件............................................................................................................... . (76)13.3、压花............................................................................................................... . (77)13.4、塑料件常用自攻螺钉预留底孔直径选择 ..........................................................77分模线之选定............................................................................................................... ..7913.5、按键配合间隙 (79)13.6、螺丝孔防缩水结构－火山口结构 (80)13.7、一体铰链..............................................................................................................8013.8、注塑件的变形 (80)13.9、气辅注塑..............................................................................................................8113.10、焊接（热板焊、超声波焊、振动焊） ............................................................8113.11、合理考虑工艺和产品性能之间的矛盾 ............................................................8113.12、塑料尺寸公差值 (81)13.13、塑料件成型质量问题和原因分析 (82)第二部分、钣金件............................................................................................................... . (85)1、概述............................................................................................................... .. (85)2、冲裁............................................................................................................... .. (85)2.1、冲裁件的形状和尺寸尽可能简单对称，使排样时废料最少。
机械结构设计的原则和特点
一．机械结构设计的原则
1、结构简单化原则
结构简单化是指将机械结构尽可能的简化，使其结构尽可能的静态、
动态、结构强度等方面具有最优状态，以降低成本。
换句话说，从结构设
计技术上来说，在给定的工作效果下，要求结构简单，保证质量，尽量减
少结构件的数量，减少工艺过程，降低制造成本。
2、安全设计原则
安全设计原则是指机械结构的设计应考虑人的身体安全，使机械结构
在使用时，不会对人体造成危害和损害。
此外，应考虑机械的安装、使用、维护、检修等操作，使机械的结构符合安全起见，避免可能发生危险事故
和损坏机械结构等。
3、高效率设计原则
高效率设计原则一般指机械结构的设计要考虑机械效率的提高，使机
械设备的输出能够最大限度的提高，保证机械的短时间最高工作效率。
在
实际应用中，还要考虑传动系统的结构设计，使传动系统的传动比和数据
都能够达到最优的状态。
4、可靠性设计原则
可靠性设计是指机械结构的设计，要求结构件能够经受预期外力的影响，而不会引起变形、断裂等破坏，因而保证机械结构的可靠性，使之能
够安全可靠的运行。
机械设计的准则及一般步骤机械设计准则与一般步骤机械设计是指按照一定的规范和要求对机械产品进行设计和制造的过程。
机械设计准则是指设计师需要遵循的原则和要求，以确保设计的机械产品具备良好的性能、安全可靠。
下面将介绍一些常见的机械设计准则，并列出一般的机械设计步骤。
一、机械设计准则1.安全性：机械设计应注重产品的安全性，避免造成人身伤害和财产损失。
2.功能性：机械产品应具备完成特定工作的功能，并满足用户的需求。
3.稳定性：机械产品应具备稳定的工作性能，在不同工作条件下保持稳定运转。
4.可靠性：机械产品应具备长期稳定工作的能力，并具备一定的故障自愈能力。
5.经济性：机械产品的设计和制造应合理使用材料和工艺，以降低成本。
6.易维护性：机械产品应设计成易于维护和保养，便于日常检修和维护。
7.环境友好：机械产品在设计过程中应注重环保，尽量减少对环境的污染。
二、机械设计步骤1.需求分析：了解用户的需求和使用环境，确定设计目标和性能指标。
2.概念设计：进行创意和构思，产生初步的设计方案，包括产品的整体结构和工作原理。
3.详细设计：对概念设计进行进一步的详细设计，包括尺寸、材料、连接方式等。
4.选材与制造方式选择：根据设计要求选择合适的材料，确定制造方式。
5.零部件设计：对机械产品的各个零部件进行具体设计，包括形状、尺寸、工艺等。
6.装配设计：设计机械产品的装配结构和方式，保证零部件之间的协调配合。
7.结构优化：通过使用计算机辅助设计工具，对设计进行结构优化，提高产品性能。
8.模型制作和仿真：根据设计图纸制作实物模型，并进行相关的仿真和测试，验证设计的可行性。
9.样机制作与测试：根据设计完成样机，并进行测试和调试，对产品的性能进行评估。
10.改进与完善：根据样机测试结果，对设计进行改进和完善，直到达到设计要求。
11.生产制造：确定最终的设计方案，并进行量产、组装和出厂检测，确保产品质量和性能。
12.售后服务：提供产品的售后服务，包括维护、保养、培训等，满足客户的需求。
机械结构设计规范
一、结构设计要求
1、设计合理，结构形式选用合适，并与应用能力完全符合。
2、建议结构尽量简单，结构数量尽量少；
3、重量控制需满足重量约束条件；
4、设计应考虑紧凑性，要求结构占用空间尽量小、回转半径尽量小；
5、设计应考虑传动运行平稳性及结构精度；
6、设计应保证铸件不破裂，采用规范的铸件结构；
7、机械元件要求质量良好，无缺陷，安装角度的精度符合要求；
8、润滑系统设计要求：确保机械系统满足要求的运行效果，按要求
进行安装和應用；
9、检查要求：将安装和调试结果交叉检查，确保技术要求满足；
10、安全要求：设计、安装和使用元件时，应考虑预防和纠正因人为
或机器原因可能出现的安全隐患；
11、运行要求：运行时应避免机械性能早期老化或可能出现的损伤。
二、结构分析
1、结构分析主要要进行结构受力分析、疲劳分析、结构振动分析、
稳定性分析、结构模态分析等，根据实际使用状况，确定机构的刚度、承
载能力；
2、结构动力学分析：
（1）关节转动的分析：总致使机构工作有效，保证机构的运动状态；。
机械结构设计准则汇总第一部分、塑料件1、概述：注塑件设计的一般原则:z 充分考虑塑料件的成型工艺性,如流动性；z 塑料件的形状在保证使用要求的前提下,应有利于充模,排气,补缩,同时能适应高效冷却硬化；z 塑料设计应考虑成型模具的总体结构,特别是抽芯与脱出制品的复杂程度,同时应充分考虑到模具零件的形状及制造工艺,以便使制品具有较好的经济性：z 塑料件设计主要内容是零件的形状、尺寸、壁厚、孔、圆角、加强筋、螺纹、嵌件、表面粗糙度的设计。
1.1、常用塑料介绍常用的塑料主要有 ABS、AS、PC、PMMA、PS、HIPS、PP、POM 等,其中常用的透明塑料有 PC、PMMA、PS、AS。
高档电子产品的外壳通常采用ABS+PC；显示屏采用 PC,如采用 PMMA 则需进行表面硬化处理。
日常生活中使用的中底挡电子产品大多使用 HIPS 和 ABS 做外壳,HIPS 因其有较好的抗老化性能,逐步有取代 ABS 的趋势。
1.2、常见表面处理介绍表面处理有电镀、喷涂、丝印、移印。
ABS、HIPS、PC 料都有较好的表面处理效果。
而 PP 料的表面处理性能较差,通常要做预处理工艺。
近几年发展起来的模内转印技术〔IMD〕、注塑成型表面装饰技术〔IML〕、魔术镜〔HALF MIRROR〕制造技术。
IMD 与 IML 的区别及优势：1、 IMD 膜片的基材多数为剥离性强的 PET,而 IML 的膜片多数为 PC。
2、 IMD 注塑时只是膜片上的油墨跟树脂接合,而 IML 是整个膜片履在树脂上。
93、 IMD 是通过送膜机器自动输送定位,IML 是通过人工操作手工挂。
1.3、外形设计对于塑料件,如外形设计错误,很可能造成模具报废,所以要特别小心。
外形设计要求产品外观美观、流畅,曲面过渡圆滑、自然,符合人体工程。
现实生活中使用的大多数电子产品,外壳主要都是由上、下壳组成,理论上上下壳的外形可以重合,但实际上由于模具的制造精度、注塑参数等因素影响,造成上、下外形尺寸大小不一致,即面刮〔面壳大于底壳〕或底刮〔底壳大于面壳〕。
机械设计基础知识，机械结构设计准则之公差设计准则
1 关键配合尺寸的加工要求明确准则
关键配合尺寸的加工是否有粗糙度或形位公差的要求
2 同一道工序准则
1）对有平行、同轴、对中等要求的加工面，设计上尽量使这些有位置精度要求的元素在同一道工序中加工
2）平行、同轴、对中等要求的加工面，只用一道工序解决。
3 减少刚体转动位移准则
1）消除刚体位移；
2）减小配合面到传动中心的距离；有转动倾向的配合、减小配合面到转动点的距离
4 避免双重配合准则
禁止两个或更多个配合面
5 最小公称尺寸准则
1）同样加工精度，构件公称尺寸越小，越容易加工；即构件尺寸越小，加工精度越容易提高；
2）使较高配合精度要求的工作面的面积和配合距离尽可能小
6 避免累积误差准则
要尽量避免串联尺寸链上的标注方法，非功能性的尺寸可以不标
7 形状简单准则
配合面的几何形状应尽量简单，圆柱面代替圆锥面，平行、垂直面代替倾斜面
8 最小尺寸数量准则
配合性能和多个尺寸相关时，误差累积会致配合精度难提高，应尽量使配合面和较少的尺寸相关
9 采用弹性元件准则
导轨、螺纹、绞联、插接有间隙会降低配合精度，过盈摩擦力太大会咬死，这种配合状态用选择公差的方法难实现，用柔度大的弹性体消除间隙.
10 采用调节元件准则
螺母或弹性垫片实现.。
机械结构设计的任务机械结构设计的任务是在总体设计的基础上，根据所确定的原理方案，确定并绘出具体的结构图，以体现所要求的功能。
是将抽象的工作原理具体化为某类构件或零部件，具体内容为在确定结构件的材料、形状、尺寸、公差、热处理方式和表面状况的同时，还须考虑其加工工艺、强度、刚度、精度以及与其它零件相互之间关系等问题。
机械结构设计的基本要求1.功能设计满足主要机械功能要求，在技术上的具体化。
如工作原理的实现、工作的可靠性、工艺、材料和装配等方面。
2．质量设计兼顾各种要求和限制，提高产品的质量和性能价格比，它是现代工程设计的特征。
具体为操作、美观、成本、安全、环保等众多其它要求和限制。
3．优化设计和创新设计用结构设计变元等方法系统地构造优化设计空间，用创造性设计思维方法和其它科学方法进行优选和创新。
机械结构设计基本准则机械设计的最终结果是以一定的结构形式表现出来的，按所设计的结构进行加工、装配，制造成最终的产品。
所以，机械结构设计应满足作为产品的多方面要求，基本要求有功能、可靠性、工艺性、经济性和外观造型等方面的要求。
此外，还应改善零件的受力，提高强度、刚度、精度和寿命。
1.实现预期功能的设计准则2.满足强度要求的设计准则3.满足刚度结构的设计准则4.考虑加工工艺的设计准则5.考虑装配的设计准则6.考虑造型设计的准则1.实现预期功能的设计准则产品的设计主要目的是为了实现预定的功能要求，因此实现预期功能的设计准则是结构设计首先考虑的问题。
要满足功能要求，必须做到以下几点。
(1)明确功能: 结构设计是要根据其在机器中的功能和与其他零部件相互的连接关系，确定参数尺寸和结构形状。
零部件主要的功能有承受载荷、传递运动和动力，以及保证或保持有关零件或部件之间的相对位置或运动轨迹等。
设计的结构应能满足从机器整体考虑对它的功能要求。
(2)功能合理的分配：产品设计时，根据具体情况，通常有必要将任务进行合理的分配，即将一个功能分解为多个分功能。
机械结构设计准则汇总第一部分、塑料件1、概述：注塑件设计的一般原则:z 充分考虑塑料件的成型工艺性，如流动性；z 塑料件的形状在保证使用要求的前提下，应有利于充模，排气，补缩，同时能适应高效冷却硬化；z 塑料设计应考虑成型模具的总体结构，特别是抽芯与脱出制品的复杂程度，同时应充分考虑到模具零件的形状及制造工艺，以便使制品具有较好的经济性：z 塑料件设计主要内容是零件的形状、尺寸、壁厚、孔、圆角、加强筋、螺纹、嵌件、表面粗糙度的设计。
1.1、常用塑料介绍常用的塑料主要有 ABS、AS、PC、PMMA、PS、HIPS、PP、POM 等，其中常用的透明塑料有 PC、PMMA、PS、AS。
高档电子产品的外壳通常采用ABS+PC；显示屏采用 PC，如采用 PMMA 则需进行表面硬化处理。
日常生活中使用的中底挡电子产品大多使用 HIPS 和 ABS 做外壳，HIPS 因其有较好的抗老化性能，逐步有取代 ABS 的趋势。
1.2、常见表面处理介绍表面处理有电镀、喷涂、丝印、移印。
ABS、HIPS、PC 料都有较好的表面处理效果。
而 PP 料的表面处理性能较差，通常要做预处理工艺。
近几年发展起来的模内转印技术（IMD）、注塑成型表面装饰技术（IML）、魔术镜（HALF MIRROR）制造技术。
IMD 与 IML 的区别及优势：1、 IMD 膜片的基材多数为剥离性强的 PET，而 IML 的膜片多数为 PC。
2、 IMD 注塑时只是膜片上的油墨跟树脂接合，而 IML 是整个膜片履在树脂上。
93、 IMD 是通过送膜机器自动输送定位，IML 是通过人工操作手工挂。
1.3、外形设计对于塑料件，如外形设计错误，很可能造成模具报废，所以要特别小心。
外形设计要求产品外观美观、流畅，曲面过渡圆滑、自然，符合人体工程。
现实生活中使用的大多数电子产品，外壳主要都是由上、下壳组成，理论上上下壳的外形可以重合，但实际上由于模具的制造精度、注塑参数等因素影响，造成上、下外形尺寸大小不一致，即面刮（面壳大于底壳）或底刮（底壳大于面壳）。
可接受面刮<0.15mm，可接受底刮<0.1mm。
所以在无法保证零段差时，尽量使产品：面壳>底壳。
一般来说，上壳因有较多的按键孔，成型缩水较大，所以缩水率选择较大，一般选 0.5%。
底壳成型缩水较小，所以缩水率选择较小，一般选 0.4%。
即面壳缩水率一般比底壳大 0.1%1.4、装配设计指有装配关系的零部件之间的装配尺寸设计。
主要注意间隙配合和公差的控制。
1.4.1 止口指的是上壳与下壳之间的嵌合。
设计的名义尺寸应留 0.05~0.1mm 的间隙，嵌合面应有 1.5~2°的斜度。
端部设倒角或圆角以利装入。
上壳与下壳圆角的止口配合。
应使配合内角的 R 角偏大，以增大圆角之间的间隙，预防圆角处的干涉。
1.4.2 扣位主要是指上壳与下壳的扣位配合。
在考虑扣位数量位置时，应从产品的总体10外形尺寸考虑，要求数量平均，位置均衡，设在转角处的扣位应尽量靠近转角，确保转角处能更好的嵌合，从设计上预防转角处容易出现的离缝问题。
扣位设计应考虑预留间隙。
设计扣位时应考滤侧抽心有无足够的行程。
1.4.3 螺丝柱一般采用自攻螺丝，直径为 2~3mm。
以上表中所提供的是 HIPS 和 ABS 料常用螺丝孔尺寸，对于不同的材料，螺丝孔尺寸有所不同，一般来说，比较软、韧性较好的材料 d 值小，较脆的材料所选 d 值要大一点。
1.5、结构设计在基本厚度的设计上，不宜过薄，否则外客强度不足，容易导致变、断裂等问题的出现，过厚则浪费材料，影响注塑生产。
一般外壳壁厚控制在 1~2mm。
外壳整体厚度应平均过度，不得存在厚度差异变化大的结构，否则容易导致外观缩水，特别是在筋位底部和螺丝柱位。
11为预防缩水，筋位厚度控制在 0.6~1.2mm。
1.5.1 面壳键孔的设计。
键孔的碰穿方式有三种选择。
A 方式利于模具的制作，但碰穿处的利边容易导致卡键；B 方式则避免了卡键问题，但当碰穿偏心时则键孔变小，产生利边。
C 方式增加了按键的倒入斜脚，同时保存了碰穿偏心的余量，有效的防止了问题的出现，现一般采用 B 或 C。
1.5.2 按键设计间隙：按键设计时要注意按键与面壳键孔的间隙，一般来说，如果按键采用硅胶按键，则按键与面壳键孔的间隙为 0.2~0.3mm。
如果按键采用悬臂梁，则要考虑预留按动时偏摆的间隙。
如按键表面需要处理则要考虑各种表面处理对间隙的影响。
水镀（电镀）镀层厚度一般为 0.1mm，喷涂和真空镀一般为 0.05mm。
键顶圆弧：如虑按键表面需进行丝印等处理时，按键表面圆弧不宜过大，弓形高度小于 0.5mm。
圆角：按键顶部周边需倒圆角，避免卡住按键。
面壳按键按键按钮线路板悬臂梁的不同设计对按键效果有不同的影响上图所示按键按动时偏摆较大，按键与面板键孔要预留较大的间隙12上图所示按键按动时偏摆较小，按键主要做垂直运动，按键与面板键孔预留较小的间隙另一方面，悬臂梁的长度和厚度也直接影响到按键的效果，如果是联体按键，则要避免按键连动（即按一个按键时，其它按键也跟着运动的现象，严重时会发生其它按钮发生动作，造成误操作）按键手感：轻触式按钮的按动力量大小一般要求在 100g~200g，按动灵活，手感良好。
按键寿命：按键寿命一般要求 100000 次，控制变形：对于悬臂梁按键，生产、运输、储存时一定要控制按键的变形，因为轻微的变形都可能导致按键的使用效果明显下降。
以上为简要介绍，具体内容见下面章节。
2、产品结构设计准则--设计程序2.1、塑料制品设计特点塑料产品的设计与其它材料如钢，铜，铝，木材等的设计有些是类似的；但是，由于塑料材料组成的多样性，结构﹑形状的多变性，使得它比起其它材料有更理想的设计特性；特别是它的形状设计，材料选择，制造方法选择，更是其它大部分材料无可比拟的.因为其它的大部分材料，其设计者在外形或制造上，都受到相当的限制，有些材料只能利用弯曲﹑熔接等方式来成形.当然，塑料材料选择的多样性，也使得设计工作变得更为困难，如我们所知，目前已经有一万种以上的不同塑料被应用过，虽然其中只有数百种被广泛应用，但是，塑料材料的形成并不是由单一材料所构成，而由一群材料族所组合而成的，其中每一种材料又有其特性，这使得材料的选择，应用更为困难。
.2.2、塑料制品设计程序为了确保所设计的产品能够合理而经济，在产品设计的初期，在外观设计者﹐机构工程师，制图员，模具制造者，成形厂以及材料供应厂之间的紧密合作是必须的，因为没有一个设计者，能够同时拥有如此广泛的知识和经验，而从不同的事业观点所获得的建议，将是使产品合理化的基本前提；除此之外，一个合理的设计考虑程序也是必须的；以下将就设计的一般程序作出说明：2.2.1、确定产品的功能需求，外观.在产品设计的初始阶段，设计者必须列出对该产品的目标使用条件和功能要求；然后根据实际的考量，决定设计因子的范围，以避免在稍后的产品发展阶段造成可能的时间和费用的漏失.下表为产品设计的核对表，它将有助于确认各种的设计因子。
产品设计的核对表一般数据1. 产品的功能?2. 产品的组合操作方式?3. 产品的组合是否是可以靠着塑料的应用来简化?4. 在制造和组合上是否可能更为经济有效?5. 所需要的公差?146. 空间限制的考虑?7. 界定产品使用寿命?8. 产品重量的考虑?9. 有否承认的规格?10. 是否已经有相类似的应用存在?结构考虑1. 使用负载的状态?2. 使用负载的大小?3. 使用负载的期限?4. 变形的容许量?环境1. 使用在什么温度环境?2. 化学物品或溶剂的使用或接触?3. 温度环境?4. 在该种环境的使用期限?外观:1. 外形2. 颜色3. 表面加工如咬花，喷漆等.经济因素1. 产品预估价格?2. 目前所设计产品的价格?3. 降低成本的可能性?2.2.2、绘制预备性的设计图:当产品的功能需求，外观被确定以后，设计者可以根据选定的塑料材料性质，开始绘制预备性的产品图，以作为先期估价，检讨以及原则模型的制作。
2.2.3、制作原型模型:原型模型让设计者有机会看到所设计的产品的实体，并且实际的核对其工程设计.原型模型的制作一般有两种方式，第一种就是利用板状或棒状材料依图加工再接合成一完整的模型，这种方式制作的模型，经济快速，但是，缺点是量少，而且较难作结构测试；另一种方式，是利用暂用模具，可作少量生产，需花费较高的模具费用，而且所费的时间较长，但是，所制作的产品较类似于真正量产的产品(需要特殊模具机构的部分，可能成形后再以机械加工成形)，可做一般的工程测试，而且建立的模具，成形经验，将有助于产品针对实际模具制作，成形需要而作正确的修正或评估。
2.2.4、产品测试每一个设计都必须在原型阶段，接受一些测试，以核对设计时的计算和假想15和实体之间的差异。
产品在使用时所需要做的一些测试，大部分都可以籍着原型做有效的测试；此时，面对了所有设计的功能要求，并且能够达成一个完整的设计评估.仿真使用测试通常在模型产品阶段就必须开始，这种型态的测试价值，取决于使用状态被模拟的程度而定.机械和化学性质的加速化测速通常被视为模型产品评估的重要项目。
2.2.5、设计的再核对与修正对设计的检讨将有助于回答一些根本的问题:所设计的产品是否达到预期的效果?价格是否合理?甚至于在此时，许多产品为了生产的经济性或是为了重要的功能和外形的改变，必须被发掘并改善，当然，设计上的重大改变，可能需要做完整的重新评估；假若所有的设计都经过这种仔细检讨，则能够在这个阶建立产品的细节和规格。
2.2.6、制定重要规格规格的目的在于消除生产时任何的偏差，以使产品符合外观，功能和经济的要求，规格上必须明确说明产品所必须符合的要求，它应该包括：制造方法，尺寸公差，表面加工，分模面位置，毛边，变形，颜色以及测试规格等。
2.2.7、开模生产当规格被谨慎而实际的订定之后，模具就可以开始被设计和制作，模具的设计必须谨慎并咨询专家的意思，因为不适当的模具设计和制造，将会使得生产费用提高，效率降低，并用可能造成品质的问题。
2.2.8、品质的控制对照一个已知的标准，订定对生产产品的规律检测是良好的检测作法，而检测表应该列出所有应该被检查的项目，另外，相关人员，如品管者或设计者也应与成形厂联合订定一个质量管理的程序，以利于在生产的产品能够符合规格的要求。
3、产品结构设计准则--塑料材质3.1、热硬化性塑料在原料状态下是没有什么用，在某一温度下加热，经硬化作用，聚合作用或硫化作用后，热硬化塑料就会保持稳定而不能回到原料状态。
硫化作用后，热硬化塑料是所有塑料中最坚硬的。
3.2、热塑性塑料像金属一样形成熔融凝固的循环。
常用有聚乙烯（PE）、聚苯乙烯（PS）、聚氯乙烯（PVDC）。
