机械零件结构设计方法及重要性

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机械零件结构设计方法及重要性:机械零件设计中几何公差的合理选用

在机械零件设计中，零件的尺寸精度、表面质量和几何精度是影响产品质量的重要因素。几何公差项目、公差原则、基准及公差值的合理选用，是保证零件设计精度、使用功能和产品质量的重要内容。

一、几何公差项目的选用

几何公差项目的选用应遵循的原则是：在最大限度地满足零件功能要求的前提下，以最少的几何公差项目，获得较好的经济性。首先要根据零件的结构特征和加工情况，零件的功能和精度要求来合理选用几何公差特征项目，同时要考虑几何公差项目的特点和检测方便性。

1.依据零件的结构特征和加工情况

零件自身的结构特征限定了可选择的几何公差项目。例如有平面要素的零件可选平面度、平行度误差，有曲面要素的零件可选面轮廓度；圆柱体零件可根据零件自身各要素选择轴线直线度、素线直线度、圆度、圆柱度、径向圆跳动误差；阶梯孔零件会有同轴度误差；零件上孔或轴的轴线会有位置度误差等。

在机械零件设计时，还应根据零件的加工和装配情况来选择几何公差项目。例如在加工细长轴时中部较易产生变形，可以选择素线直线度或圆柱度来控制。

2.依据零件的功能和精度要求

选择几何公差项目还应满足零件的功能和精度要求，主要考虑形位误差对零件的配合性质、装配互换性、工作精度、可靠性等影响。设计时只有了解和明确所设计零件的使用性能，才能确定为保证这些性能必须选用的几何公差项目。例如为保证一对锥齿轮的正确啮合传动，对箱体上安装锥齿轮轴的孔需要给出垂直度要求；车床主轴的旋转精度要求很高，应规定其前后颈的同轴度来保证主轴的精度要求等。

3.依据几何公差项目的特点和检测方便性

在机械零件设计时，要充分考虑各几何公差项目的特点和它们之间的关系，在满足功能要求的前提下应尽量选用检测方法易行的项目来代替检测难度较大的几何公差项目。

（1）形状公差可控制某些其他形状公差。形状公差中有些项目可以控制其他项目。例如圆柱度公差可综合控制圆柱体的正截面的圆度误差和圆柱体轴线方向上的形状误差。因此，当圆柱体给出了圆柱度公差后，一般就不再给出圆度公差和素线直线度公差。只有圆度或直线度精度高于圆柱度时才单独标注。因为圆柱度误差的检测较为复杂，所以对一般精度的圆柱体零件，还是用圆度与直线度来控制，避免检测复杂。

（2）定向公差可控制形状公差。定向公差带可以把同一要素的形状误差控制在定向公差范围内，即定向公差可控制形状公差。因此当对同一要素给出定向公差时就不再注出形状公差，只有当对其形状公差的精度要求高于定向公差的要求时才需单独标注。图1所示为被测平面的平面度公差值小于平行度公差值。

（3）定位公差可控制定向公差和形状公差。定位公差带可以把同一要素的定向公差和形状公差控制在定位公差范围内，即定位公差有综合控制被测要素位置、方向和形状的功能。因此当对同一要素给出定位公差时就不再注出定向公差，只有当对其定向公差的精度高于定位公差的要求时才需注出。例如位置度公差是综合性最强的指标之一，它同时控制了被测要素上的其他形状公差和定向公差，如图2所示零件上孔的轴线的位置公差带与其直线度公差带、其对基准C的垂直度公差带是一样的，因此该孔轴线的位置度公差可以控制其直线度以及对基准的垂直度公差。

（4）跳动公差可控制其他几何公差。径向全跳动公差是综合性最强的指标之一，它能全面控制圆柱面上的圆度、圆柱度、素线和轴线的直线度、同轴度公差。端面全跳动能全面控制该端面的平面度公差和垂直度公差。因此在设计中，在满足零件功能和精度要求的前提下，可选用简便易行的综合控制公差项目来代替测量难度较大的公差项目，同时可减少图样上的几何公差项目。

径向圆跳动公差能控制同轴度误差和圆度误差，由于径向圆跳动误差的检测比同轴度误差的检测简单易行，所以在满足零件功能和精度要求的前提下，优先选用径向圆跳动公差。

端面对基准轴线的垂直度公差是端面圆跳动和平面度误差的综合反映。如果采用端面圆跳动来代替垂直度公差要求，其结果会降低端面垂直度精度。因为端面圆跳动的检测方法比较简便，所以对基准的垂直度精度要求不高的零件，如低速旋转轴上的轴肩端面应优先选用端面圆跳动，但是对立式铣床工作台等对垂直度有一定要求的零件，则必须标注出垂直度公差。

二、公差原则的选用

在机械零件设计中选用几何公差项目时，还应考虑公差原则的应用。公差原则是处理几何公差和尺寸公差关系的原则，有独立原则和相关要求两种。

1.独立原则是几何公差和尺寸公差遵循的基本原则

是指二者分别满足要求、互不相关的公差原则。以下场合应采用独立原则：对尺寸精度和形位精度均有较严格要求且需分别满足的，如齿轮箱各孔的尺寸精度与各孔轴线的平行度；对尺寸精度和形位精度要求差别较大的，如平板形状精度要求高而尺寸精度要求低；以及对保证运动精度、保证密封性和未注尺寸公差与几何公差的场合。

2.相关要求是指图样上的尺寸公差与几何公差相互有关的公差要求

包括包容要求、最大实体要求、最小实体要求、可逆要求。包容要求主要用于保证孔、轴的配合性质，重要的配合；最大实体要求主要用于保证被测中心要素和基准中心要素零件的可装配性场合；最小实体要求主要用于保证最小壁厚的场合；可逆要求只能与最大实体要求或最小实体要求一起使用，只用于被测要素，不用于基准要素。

三、基准要素的选用

在确定位置公差项目的同时，还要确定基准要素。在选择几何公差项目的基准时，主要根据零件的结构特点和功能、设计、加工工艺、装配等要求，并兼顾设计基准、加工基准、测量基准和装配基准统一的原则来选用。基准的选择应从以下几个方面考虑。

1.零件结构方面

应选用长度长、面积大、刚性好的要素作基准，以保证基准稳定准确性。

2.加工方面

零件加工时应选择在夹具中定位的相应要素为基准, 如加工比较精确的表面，或接触面积大，工件以此表面定位重心不偏移使工件稳定的一些要素作为基准。

3.检测方面

零件进行检验时应选择在在计量器具中定位的相应要素为基准。

4.装配方面

应选择零件相互配合、相互接触的表面作为各自的基准, 以保证装配要求。

如图3所示，轴承轴的轴线A和轴线B是该轴宽度方向的设计基准，同时轴线A和轴线B的两圆柱面是轴承的装配基准，对该轴的形位误差测量时可以定位安装该轴的两轴颈的公共轴线A-B作为测量基准。

四、几何公差值的选用

合理和正确地选择几何公差值能保证零件的功能要求、零件质量，提高经济效益。几何公差等级的选择原则是在满足零件功能的前提，兼顾经济性和测量条件等因素选取较低的公差等级。

1.几何公差值的规定

图样中的几何公差分为注出公差和未注公差两种，一般零件所要求的几何公差值用一般机床加工就能保证时，不必在图样上注出公差，其公差值按国家标准GB／T 1184-1996《形状和位置公差 未注公差》中规定确定，例如对于直线度、平面度、垂直度、对称度和圆跳动度的未注公差，标准中规定了H、K、L三个公差等级；圆度的未注公差等于给出的直径公差等。

若零件要求的几何公差值高于未注公差时，则应在图样中注出公差值，当低于未注公差值时要看注出公差值是否给工厂带来经济效益而定，否则不注出过低的公差值。国标规定除了线轮廓度和面轮廓度外其余12项都规定了公差值，除位置度外其余11项还规定了1～12级的公差等级，其中圆度和圆柱度公差值增加了一个0级。注出公差值应根据零件的功能要求，并考虑加工经济性和零件结构特点按相应公差表来选取。

2.几何公差值的选用原则

确定几何公差值的方法有计算法和类比法。通常用类比法确定公差值, 它是根据零件的结构特点和功能要求，参考现有经验和资料，参照经过验证的类似零件的要求, 通过对比分析确定较为合理的公差值的方法。采用类比法确定几何公差值时应注意以下几点。

（1）确定同一要素的各种不同公差和表面粗糙度时，应注意它们之间的协调关系，一般应符合表面粗糙度＜T形状＜T定向＜T定位＜T尺寸。但细长轴轴线的直线度公差远大于尺寸公差，位置度和对称度公差常与尺寸公差相当。

（2）在常用的尺寸公差范围内，中、高精度零件的形状公差值约占尺寸公差值的25%～65%，位置公差值约占尺寸公差值的1／2，中等精度的几何公差值可与尺寸公差同级，中等尺寸和中等精度零件的表面粗糙度值可占几何公差值的20%～25%。

（3）对于孔相对于轴、细长比较大的孔或轴、间距较大的孔或轴、宽度大于二分之一长度的零件表面、线对线和线对面相对于面对面的平行度或垂直度等情况，考虑到加工的难易程度和除主参数外其他参数的影响，在满足零件功能的要求下可适当降低1～2个公差等级。

综上所述，在机械零件设计过程中，首先要根据零件的结构特征和功能要求，熟悉零件的加工工艺和检测条件等来选用零件合理的几何公差项目，根据零件的功能、设计要求和生产成本等来选择几何公差基准和公差原则，最后确定几何公差值，从而保证机械零件的功能要求和生产经济效益最大化。

(作者单位：广东省中山市技师学院）

机械零件结构设计方法及重要性:机械零件强度设计的目标和热处理分析

摘要：设计并制造质量优良并符合实际应用的机械零件，除了材料的质量要有所保证之外，设计优良、热处理工艺都是不可或缺的关键因素。否则，很容易影响到机械零件的性能。本文着重针对机械零件强度设计的目标和热处理进行分析。

关键词：机械零件；强度设计；目标；热处理

中图分类号：F407.4 文献标识码：A 文章编号：

在制造机械零件的过程中，要满足三个关键点，才能够制造出质量优良的零件。这三个关键点即为机械零件的设计要优良，制造机械材料的零件要优质，还要采用高质量的热处理工艺。

为了实现机械性能的优化，制造机械零件的这三个关键点是缺一不可的。否则，在制造机械零件的过程中，材料的选择出现了失误，即便是设计得再完美，也很难达到预期的效果。甚至于所生产出来的机械零件成为了半成品而无法利用。既耗工又耗时，而且还提高了投资成本。

而选择了合适的材料，按照设计好的图纸进行加工，可是，没有进行适当的热处理工艺，依然无法制造出令人满意的机械零件，更无法实现预期的机械性能。

在材料优质的基础条件下，设计和热处理的效果，对于机械零件的机械性能具有一定程度的影响。如下图：

设计、材料、热处理对疲劳强度的影响

注：“-” 表示普通、低劣；“+”表示优质、高质量。

从上面的表格可以明确，假设设计优良、材料优质而热处理质量很高的条件下，机械性能可以达到100分的满分，那么，如果设计上出现确实，即便是具备优良的材料和高质量的热处理工艺，所制造出来的机械零件在性能上也只能获得50分。课件设计在三个关键因素中占有重要的位置。而如果设计不过关，而热处理又质量低劣的时候，即便材料优质，所制造出来的机械零件性能也只能达到10分。

可见，选择适当的材料，在机械零件设计合理的条件下，采用较为良好的热处理工艺，可以制造出质量上好的机械零件并适用在需要的地方。

一、正确使用工业标准手册

（一）影响疲劳强度的尺寸效应和质量效应

对于钢材的疲劳强度的，主要受到两个方面的影响，一方面是尺寸效应，另一方面是质量效应。

1.尺寸效应

尺寸效应是针对材料质量而言的。对于材质相同的钢材，其疲劳强度在一定程度上会受到尺寸的影响，如果尺寸较为粗大，那么，就会相应地降低其疲劳强度。这就是尺寸效应。

2.质量效应

质量效应则是因为材料尺寸设计上的问题而对热处理工艺所产生的直接影响，从而导致了质量不合格。对于尺寸粗大的普通钢材，对其进行热处理的时候，即便是工艺质量很高，往往也很难达到良好的淬透效果。也就是说，钢材的设计尺寸适当是保证质量的关键。

（二）标准式样的规格数值应用

在工业标准手册当中，对于标准试样的规格有所规定，一般为25毫米。但是在实际应用当中，这一数值仅仅可以作为参考设计数值，而不能按照原值来进行设计。

现在对于钢材料加工过程越来越复杂，其中往往会含有多种成分，那么在对其进行热处理加工的时候，就要应材料的不同而有所调整。

二、影响机械零件寿命的因素

（一）疲劳，是机械零件由于疲劳而发生的损坏。其损坏的过程几乎是看不到的，当达到危险的极限值的时候，破坏突然显性。由于疲劳二引起破坏是较为频繁的。

（二）磨耗，由于过度磨损而造成机械零件损坏。这种损坏过程是可见的，而且能够根据磨损的程度判断出耐用的期限，所以易于维修保养。

（三）锈蚀，零件如果出现锈蚀现象，就说明零件需要采取必要的保养维修措施了，以便于延长零件的使用寿命。

（四）冲击，即零件要具有耐冲击性。否则，一旦由于冲击的作用而遭到损害，就会带来不必要的危险。

（五）承载能力不足，由于在零件设计上出现了失误，而导致应力计算上的差错，从而导致了构建承载能力不足，很容易导致机械零件的损坏。

三、利用热处理提高机械零件强度

（一）调质

所谓的“调质”，就是钢材经过淬火，以加强其强韧性，然后再400～650℃范围内进行回火。一般碳素结构钢和合金结构钢比较适用于这种热处理方法。

经过了调质之后钢材，其硬度大致相同,但是机械性能各有特点。其中的主要原因就是钢材调质是在等淬火下回火，所获得的硬度虽然与调质回火后相同，但是其韧性以及延伸性和收缩性，都要降低很多，包括冲击值也会相应地降低。

1.检验淬火硬度

钢的碳含量决定淬火的硬度。可以表示为：淬火硬度(HRC)=f(C%)

硬度界限，即为马氏体含量超过50%，也就是淬火最低硬度。实用最高淬火硬度，即为优质淬火硬度，马氏体占90%。

2.推断机械性能

在淬火的范围内，对于材料机械性能的判断可以根据零件的硬度加以确定。

3.质量效应

为了获得优质的淬火，在钢材的选择上，直径要大于20毫米。此外，还要对疲劳强度和冲击值特别要求。

如果钢材的疲劳强度不够，就容易出现裂纹。采用完全淬火及回火，可以在一定程度上防止裂纹扩展，并加强硬度。

从疲劳强度设计的角度来讲，如果钢材料的硬度介于HRc40～45之间, 最为合适的夏氏冲击值是7公斤·米/厘米。

（二）表面热处理

1.表面硬化

对机械零件进行表面硬化处理，可以防止表层损坏程度。

表面硬化的热处理可以采用两种工艺，一种是改变化学成分，如渗碳、氮化等方法；另一种是运用淬火工艺，如高频淬火及火焰淬火等方法。

2.表面强化

与表面硬化热理相比较，表面强化热处理的效果会更好一些。采用软氮化的方法，首先要在温度高达570℃的条件下进行调制处理，然后进行软氮化以强化机械零件表面的硬度，或者也可以将软氮化环节在回火过程中进行处理。

3.表面润滑化

要提高机械零件表面的润滑度，可以采用渗硫的方法。在盐浴中进行，将硫深入到零件表面。由于这种方法的处理适用于190℃温度条件，所以属于是低温回火零件。

（三）复合热处理

复合热处理是将调质与表面热处理采取多种复合的工艺处理方式，必须要进行低温回火。

将表面硬化与表面润滑化结合起来，可以起到优势互补的作用。表面硬化零件，如果同时具备了良好的润滑特性，可以延长机械零件的使用寿命。经过了硬化的表层，提高其润滑性，零件的使用性能被提高的同时，还增强了韧性。

总结：

综上所述，要增强机械零件的强度，就需要采取各种有效的热处理工艺措施。而设计、材料和热处理这三项关键因素是提高疲劳强度的重点处理对象。要加强机械零件的强度，加强技术设计和热处理工艺是非常重要的。

机械零件结构设计方法及重要性:机械零件课程设计中学生能力的培养

【摘要】机械零件课程设计作为一个实践性教学环节，它不仅能提高学生的实践技能，同时对培养学生克服困难、动手、解决问题、创新等方面的能力也起着较好的作用。

【关键词】机械零件课程设计能力培养

学校是把学生培养成全面发展人才的教育场所，其中也包括学生能力的培养，实践性课程作为教学中的重要环节，对培养学生能力起着关键的作用。机械零件课程设计就是这样一个实践性教学环节，它不仅能提高学生的实践技能，在培养学生能力方面也发挥着较好的作用，我通过多年的《机械设计基础》课程教学和机械零件课程设计指导，深有这方面的体会。

一、利用学生的好奇心，尽快进入角色

每一次设计开始阶段，学生对这个“新鲜事物”表现出了极高的热情和好奇，他们纷纷借阅参考资料和准备绘图用品，并积极与我讨论设计的有关问题，我也就紧紧抓住这个有利时机，讲解设计的总体过程，分配任务，使学生尽快进入设计角色。

二、任务分层，善于鼓励，培养学生克服困难的能力

设计进行后，学生在设计开始阶段的热情和好奇心很快消失了，这就是青少年学生的特点，心血来潮快，退潮也快。由于繁杂的计算和大量的绘图任务，使学生产生了高不可攀的感觉。对这种情况我早有准备，学生在知识结构和能力方面是有层次的，我在分配任务时，就做到能力高和低的学生结合分组，并且给能力低一些的学生分配量少一些的题目，比如单级直齿圆柱齿轮减速器，对中等能力的学生分配中等量的题目，比如单机斜齿圆柱齿轮减速器，对能力高一些的学生分配量多一些的题目，比如双级圆柱齿轮减速器、圆锥齿轮减速器或蜗杆蜗轮减速器等。另外把前届学生设计成果拿给学生们看，在学生中形成前人能做的事后人也能做好的认识。同时对学生的设计计算和绘图多给予鼓励和肯定，即使有错误或不理想之处，也不要谴责，而是进行正确引导，从而使学生知难而进，在努力完成设计过程中树立起克服困难的能力。

三、勤于检查，正确引导，培养学生的动手能力

设计是让学生充分发挥潜能的好机会，但在设计进行过程中，发现一些学生摸不着头绪，难于下手或者不管符不符合自己题目要求，把其他同学设计结果抄下来作为己有。可以看出学生还未完全了解设计的目的，他们还停留在被动掌握知识阶段，还存在着教师教一步自己搞一步的想法。针对这种情况，我并不是直截了当地讲出怎么计算怎么绘图，而是重点讲解设计资料的用法和设计总体步骤，同时让学生多看实物，加深了解，另外做到勤检查，主要是指导学生利用资料查找自己设计中所用的公式、各种系数、零配件图及尺寸公差数据等。通过引导，使学生掌握了方法，提起了兴趣，也悟出了设计的目的，从而全身心投入到设计当中，用心查阅资料，认真进行计算，细心绘制图形，提高了动手能力。

四、引发讨论，发挥协作精神，培养学生解决问题的能力

在设计中指导教师要善于发现学生设计中的问题，但不能简单地给学生讲讲解决的方法，而是要启发学生思维，鼓励学生积极参与讨论，发挥学生的协作精神，通过思考、分析、动手来找出解决问题的办法。为了达到此目的，我仔细检查每个学生的设计，发现普遍性的问题，就和学生们一起讨论。比如，学生们在没有找到轴的两个支承点位置前就画起图来，轴的支承点位置和跨距尺寸是对轴进行强度计算的关键，如果没有找到支承点位置就画图，设计结果肯定会出现错误，等错了再改，不仅浪费大量时间，而且还会影响图面质量，对于这个问题，我积极引导学生对实物、资料中的装配图和支承位置的确定方法以及轴的强度计算相结合展开讨论，使学生们不仅找到了支承位置，而且也学会了轴各部结构的确定和强度的计算。又如，对油标尺和窥视孔盖位置的确定，通过讨论，使学生们懂得了油标尺拔出或装入时不能与箱体吊耳相互干涉，出现拔不出或装不进去的现象，因此油标尺与箱体要有一定的斜度，窥视孔是观察齿轮啮合情况的，要位于啮合区上方。再如，对采用润滑措施和润滑结构的画法，特别是溅油轮达不到溅油速度，而不能溅油润滑轴承时，我让学生们到实验室看各种机器，观察润滑部分并展开讨论，使学生们懂得了在这种情况下要用脂润滑措施，并且也进一步巩固了课本中所学的润滑知识。总之在讨论中发挥了学生们的合作精神，也解决了实际问题。

五、在亲身体验和成就感中培养学生的创新能力

设计过程对学生来说就是创新过程，在设计中每一位学生的创新潜能将得到充分表现。学生从无从下手到渐渐入门，从被动设计到积极讨论、思考、分析，对设计的兴趣越来越浓，一个个问题在自己手下被解决，感到莫大的成就。随着设计的深入进行，学生开始大胆质疑和举一反三。比如，有学生提出用直齿轮和斜齿轮的区别，我就让学生结合课程和设计进行讨论，不久学生们找出了答案，用斜齿轮，减速器工作比较平稳，速度可以提高，但产生轴向力，这时就需要用向心推力轴承，通过这个问题学生们也懂得了用向心轴承和向心推力轴承的区别。又如，在资料中齿轮和轴承轴向定位用的是一边轴环定位，另一边套筒定位，而有学生两边都用了套筒定位，我肯定了学生的做法，并给予了很高评价，像这样的例子很多，在这里不再一一举出。总之，学生通过亲身体验，感到创新并不陌生，他就在自己身边，只要敢于创新，乐于创新，就一定会取得创新成就。

为了了解学生在设计过程中的收获，每一次设计我都让学生写出设计体会，学生们在体会中有一个共同点，就是认为这样的实践技能训练非常好，不仅学到了知识，提高了技能，而且也培养了自己各方面的能力，要求学校多为学生创造这样的机会。这说明机械零件课程设计在学生能力培养方面起到了一定的作用，当然学生能力的培养不能只靠一两个实践性教学环节就达到目标，它是一个长期的过程，只要每一位教师在实践性教学环节中，认真研究教学特点，总结经验，采用适合于学生实际的教学方法，就能把学生培养成各方面能力全面发展的合格人才。

机械零件结构设计方法及重要性:小议机械零件结构设计的方法及重要性

摘要：机械制造的发展，也伴随着机械零件设计的要求不断提高，械零件设计需要改革创新设计方案，发挥设计的创造力，运用更先进的技术和优秀研究成果，在现代设计理论和方法的指导下，设计出更有生命力的产品.

关键词：机械零件；结构设计；制造结构研究.

0 引言

对于每一个机械产品的生产，需要按照一定的流程去进行，在确定其生产产品的同时，做好设计准备需要制定详细的计划书，这样才能生产出高质量的产品，每一个环节和功能结构要严格要求技术达标。以下从设计装配图开始进行设计，生产创新产品，提高产品的竞争力，实现经济效益.

1设计部件装配图

是根据部件功能以该部件关键零件或者称为中心零件进行设计的，其它零件都是围着它而设立的，中心件是主要完成该部件功能的主要零件，这种零件可能是一个或多个．设计这种零件，首先要进行严格的理论结构设计，就是要按机械原理进行原理设计，然后进行机械零件设计计算，简化结构计算要仿真，多数按强度计算，有的按刚度计算、有的按疲劳强度，有的甚至要进行试验按试验设计．算不了的，又没有参比的，(例如龙眼剥肉机)只能靠设计师的学识和经验及胆略．计算确定中心零件主要尺寸后，其它结构以功能为主，由制造结构设计确定各处形状结构，细微结构与其它相关零件交叉确立．

2 部件中其它次要零件的设计

首先要确定的是设置该零件对实现部件功能有没有帮助，或者说它能不能在部件功能中分摊到分功能，这就是说没有功能的零件是废物，这部分零件大多是不必计算的，是根据功能和几何空间容度配置，按制造结构设计进行．最后，统计外购件、标准件，完成部件设计．有待拆画零件时发现部件设计错误再改正．拆画零件，也就是零件设计，在这里是要以部件装配图内表达的零件结构为主，并以零件在部件中分摊的功能设计绘制零件图，通常先从中心零件开始，然后一个一个零件进行，每个零件都有一张零件图，必须要明确的是零件功能是用零件结构来体现的，多余的功能会带来多余的结构，造成浪费．而结构的“定形”和“定量”又是由力学性能和制造工艺及功能来确定的。

所以设计零件确定其结构，要从理论结构设计和制造结构设计两个方面考虑．零件千姿百态，但大致可归纳为如下三类，一类是设计计算得准确的；另一类是算不太准的和不大好算的；以及不用计算的．可以肯定第三类件一定是按功能用制造结构设计进行．零件设计的结果是用一张零件图进行表达，表达的内容是：

(1)用一组视图(线条和线框)清晰的表达出零件的结构形状．

(2)用一组尺寸、符号，完整清晰、合理的标注出零件的尺寸、精度及粗糙度。

(3)注明制造该零件的技术条件，如热处理、表面装潢及其它。

(4)按机械制图标准画出标题栏，填写零件名称、数量、材料。

因为要按零件图制造这个零件，所以表达不清楚则制造不出来，或者制造成废品。拆画完零件、修改部件装配图、修改总图、整个设计就完成了.

3 价值工程法的设计

常规设计法不易区分结构的好坏，现采用价值工程法进行设计，以便对结构作出评价．优化结构以达到既保证其功能又降低其成本．在应用价值工程法时，首先要求制订被设计产品的目标成本，然后再把目标成本分摊给各零部件，明确设计中的经济责任，以便在目标成本的控制和指导下．按照产品的功能进行结构设计，为达到目标成本，不断优化结构，往往使设计交叉进行．然后进行结构方案评价，择优方案．具体做法：

(1)制定目标成本新产品(M7750双端面磨床)的生产任务确定后，按该产品技术性能制订设计用的目标成本．并下达供设计．最初阶段产品的成本通常是估计的，可以用粗略估算法算．也可以用参比法，参比同类产品的价格，即要使企业有盈利．又要考虑市场竞争力，综合确定．上海磨床厂参比老产品M7775等同类四种磨床的价格，确定M7750磨床的出厂价为3．5万元(1985年前的价)，扣除税金利润后的总成本．再减去工艺装备费、企业管理费及不可预计的损失费，得18319元，这就是设计的目标成本.

(2)按部件功能分配目标成本部件目标成本是由总工程师按设计产品的部件，以经验判定法判定部件功能大小、顺序排列、由下而上逐个进行比较．按逻辑法设定部件功能重要性系数，再按部件功能重要性系数计算各部件的目标成本．下达给设计工程师，作为价值分析，指导设计、优化结构、提高产品的技术经济效益的衡量尺度．并保留一小部分成本作为机动用.

(3)参照目标成本进行设计前面已作了总体设计和设计了功能系统图．现在是按分配的目标成本进行部件的结构设汁，直至把部件目标成本分摊给部件中的每一个零件．要用零件加工工序和材料消耗费用来决定各个零件的成本，只有这样得出的成本才是真实情况．工序的多少、加工难易程度是由设计师设计的结构决定的，用什么材料、选何种毛坯也是由设计师定的．这当然是在满足产品功能的条件下．但是，能满足功能的结构可以是多种．是否选用了最经济的方案，设计师是关键，这就要看设计师的知识水平、工艺水平、工作出力度和企业领导爱才用才的水平.

(4)方案评价本例磨床的部件多，因而要按ABC法选成本高、对功能影响大的部件进行评价．为例．按照磨头套筒的功能设计了五种方案的结构．用优缺点列举法从五个方面进行结构评价：结构性能好坏；加工装配难易；生产成本高低；利用原工装多少；维修难易．方案比较表．经过分析比较，评价方案E为优，其结构加工方便成本低、用户维修费用也低．对选用的E方案，在设计过程中进一步深入进行功能、成本与结构的分析，以及对上磨头、下磨头和轴承等的修改，总共实现了24项提高磨床功能或降低成本的制造结构措施.

分析出功能变动的不多．改变主功能的没有，只有消除过剩功能的，而成本下降的项数多，这说明绝大多数是改变了制造结构．因为消除过剩功能，优化零件的制造结构，导致零件结构简化、节省材料、减少加工工时，必定使成本下降.

4 制造结构设计的内容

(1)零件制造方法：不同的方法制造出不同的结构．(2)材料、毛坯的选择：按材料的价值选，要充分利用材料的性能，(含热处理和热处理结构)要利用代用材料，(含选用外购件、标准件、借用件、外购毛坯)．毛坯制造工艺，降低制造难度，防止减少因设计结构增加毛坯缺陷和废品．(3)切削加工：选用切削加工费用低的方法．设计的结构要便于装夹、定位适用标准刀具、量具、标注尺寸要便于工艺基准选择等等．(4)装配：易装配易维修，防止装得上而拆不下等。其实制造结构是有关生产实际，包罗万象的机械制造工艺知识，概括为实践经验.

5 结语

通过本文的论述，对于机械零件的设计深入的了解，明确设计要点和重要性，掌握设计技巧和经验理论也是不可缺少的，真正的做好机械零件.