機械結構設計的過程中，要理清主次關係，統籌兼顧。由內而外，從主要到次要，從區域性到整體，從粗略到精細，平衡利弊，反覆檢查，逐步改進。遵循以下主要步驟：

1、理清主次，統籌兼顧。明確待設計結構件的主要任務以及限制。

2、在分析確定結構的同時，估算結構件的主要尺寸以及比例，透過繪製草圖，初定零部件的結構。

3、對初定的結構進行綜合分析，確定最後的結構方案。

4、機械結構設計及計算、改進。

5、機械結構設計完善。

6、形狀的平衡與美觀。

比如說減速器的設計，其中核心設計是齒輪的設計。具體過程是這樣的：

首先根據設計指導書產品要求、工況等，進行計算，選則動力裝置（一般是電機）；

然後檢視技術手冊，根據所選的電機的輸出功率和輸出轉數，再結合產品需要的輸入功率和輸入轉數，計算整體傳動比；

然後分配傳動比，結合設計手冊，計算出每個齒輪的材料、齒數、模數。

在這之後根據齒輪相關公式，就可算出齒輪分度圓直徑和整體結構形式，從而就可確定體積。在上面已經選好了齒輪材料，就能算出齒輪質量。

P.S.大概就是這樣了，哪裡有問題，請具體說出來。

機械結構設計，按字面意思區分為機械結構和機械設計，機械設計包含設計方案ID(與機械結構交叉)，設計選材，設計繪圖，設計尺寸及公差等，機械結構包含結構ID，結構方案，結構力學，結構效能，DFEM等等，機械機構設計大體上需要統籌兼顧，既要考慮設計方案，又要平衡結構方案，同時也需要理清主次關係，由內到外，區域性設計到整體設計方案，在機械結構設計中重點關注以下幾個方面：第一 理清設計思路，明確設計需求，統籌兼顧具體設計方案與結構方案；第二 平衡設計與結構，結構方案確認情況下，分析結構件尺寸、公差、材料、加工工藝等等；第三 前期設計評估，需考慮可裝配性和可製造性(DFEM)，結合降本設計需求(DFC)，分析設計結構，最佳化設計結構；第四 結合第三點，利用CAE模擬，進行結構設計方案進一步最佳化，總體機械結構設計注意的幾點也就是這些~

1.題主這個問題比較廣泛，那就看具體做什麼產品的結構設計，從事不同的產品結構涉及，其重點是不同的。比如飛機結構設計，重點是飛機的氣動效能和強度可靠性。軍用電子產品結構設計，則重點考慮的環境適應性、產品功能效能配置情況、熱設計與分析、振動、衝擊、加速度等強度計算等。工業產品結構設計重點考慮人機互動的合理性、視覺衝擊效果和工業設計等。機床裝置的結構設計重點是床身、主軸箱、傳動機構等設計的合理性等。

2.其實還有很多方面，所以題主的問題比較廣泛，不能夠具體回答結構設計的重點是什麼。

3.我本人是從事電子通訊產品的結構設計，電子通訊產品又分為機載電子產品、艦載電子產品、車載電子產品。

電子產品結構設計主要是能夠滿足機載、車載、艦載帶來的振動、衝擊、加速度、高溫、低溫、溫度衝擊、溼熱、黴菌、鹽霧環境，機載還要滿足低氣壓、溫度-溼度-高度試驗。因此結構重點是在滿足振動、衝擊、加速度等多種環境下的工作可靠性。同時滿足重量輕、強度高、可靠性高等特點。

4.同時結構設計的重點是最佳化設計，任何一個產品從研製任務書開始到方案詳細設計，不可能一次性設計的很完美，肯定在設計過程中有很多不滿意的地方，比如強度安全係數、固有頻率和激振源頻率接近問題、結構失穩、載荷考慮不周全、重量超重、材料選擇困難、工藝成型困難等多種問題，因此在結構設計過程中，設計最佳化是重點，不斷最佳化方案。

機械零件材料選用的原則要考慮三個方面的要求

1、使用要求（首要考慮）：

1）零件的工況（震動，衝擊，高溫，低溫，高速，高載都應當慎重對待）；;

2）對零件尺寸和質量的限制；

3）零件的重要程度。（對於整機可靠度的相對重要性

2、 工藝要求：

1）毛坯製造（鑄造，鍛打，切板，切棒）；

2）機械加工；

3）熱處理 ；

4）表面處理;

1.熟悉設計結構的功能；

2.設計零件的公差和GD&T

3.力學和CAE分析

4.生產裝配能力

機械設計是機械工程的重要組成部分，是機械生產的第一步，是決定機械效能的最主要的因素。機械結構設計更是機械產品設計工作的重中之重。而不同型別的機械結構設計中,通常是確定完成既定功能零部件的形狀、尺寸和佈局。機械結構設計的過程是從內到外、從重要到次要、從區域性到總體、從粗略到精細，權衡利弊，反覆檢查，逐步改進。那麼，做好機械結構設計需要考慮哪些問題呢？

1、理清主次、統籌兼顧。明確待設計結構件的主要任務和限制，將實現其目的的功能分解成幾個功能。然後從實現機器主要功能（指機器中對實現能量或物料轉換起關鍵作用的基本功能）的零部件入手，通常先從實現功能的結構表面開始，考慮與其他相關零件的相互位置、聯結關係，逐漸同其它表面一起連線成一個零件，再將這個零件與其它零件聯結成部件，最終組合成實現主要功能的機器。再確定次要的、補充或支援主要部件的部件，如：密封、潤滑及維護保養等。

2、在分析確定結構的同時，粗略估算結構件的主要尺寸並按一定的比例，透過繪製草圖，初定零部件的結構。圖中應表示出零部件的基本形狀，主要尺寸，運動構件的極限位置，空間限制，安裝尺寸等。同時結構設計中要充分注意標準件、常用件和通用件的應用，以減少設計與製造的工作量。 

3、對初定的結構進行綜合分析，確定最後的結構方案。綜合過程是指找出實現功能 目的各種可供選擇的結構的所有工作。分析過程則是評價、比較並最終確定結構的工作。可透過改變工作面的大小、方位、數量及構件材料、表面特性、連線方式，系統地產生新方案。另外，綜合分析的思維特點更多的是以直覺方式進行的，即不是以系統的方式進行的。人的感覺和直覺不是無道理的，多年在生活、生產中積累的經驗不自覺地產生了各種各樣的判斷能力，這種感覺和直覺在設計中起著較大的作用。

4、機械結構設計的計算與改進。對承載零部件的結構進行載荷分析，必要時計算其承載 強度、剛度、耐磨性等內容。並透過完善結構使結構更加合理地承受載荷、提高承載能力及工作精度。同時考慮零部件裝拆、材料、加工工藝的要求，對結構進行改進。在實際的機械結構設計中，設計者應對設計內容進行想象和模擬，頭腦中要從各種角度考慮問題，想象可能發生的問題，這種假象的深度和廣度對結構設計的質量起著十分重要的作用。

5、機械結構設計的完善。按技術、經濟和社會指標不斷完善，尋找所選方案中的缺陷和薄弱環節，對照各種要求和限制，反覆改進。考慮零部件的通用化、標準化，減少零部件的品種，降低生產成本。在結構草圖中注出標準件和外購件。重視安全與勞保（即勞動條件：操作、觀察、調整是否方便省力、發生故障時是否易於排查、噪音等），對結構進行完善。

6、形狀的平衡與美觀。要考慮直觀上看物體是否勻稱、美觀。外觀不均勻時造成材 料或機構的浪費。出現慣性力時會失去平衡，很小的外部干擾力作用就可能失穩，抗應力集中和疲勞的效能也弱。 

機械設計是機械工程的重要組成部分，是機械生產的第一步，是決定機械效能的最主要的因素。機械結構設計更是機械產品設計工作的重中之重。而不同型別的機械結構設計中,通常是確定完成既定功能零部件的形狀、尺寸和佈局。機械結構設計的過程是從內到外、從重要到次要、從區域性到總體、從粗略到精細，權衡利弊，反覆檢查，逐步改進。那麼，做好機械結構設計需要考慮哪些問題呢？

1、理清主次、統籌兼顧。明確待設計結構件的主要任務和限制，將實現其目的的功能分解成幾個功能。然後從實現機器主要功能（指機器中對實現能量或物料轉換起關鍵作用的基本功能）的零部件入手，通常先從實現功能的結構表面開始，考慮與其他相關零件的相互位置、聯結關係，逐漸同其它表面一起連線成一個零件，再將這個零件與其它零件聯結成部件，最終組合成實現主要功能的機器。再確定次要的、補充或支援主要部件的部件，如：密封、潤滑及維護保養等。

2、在分析確定結構的同時，粗略估算結構件的主要尺寸並按一定的比例，透過繪製草圖，初定零部件的結構。圖中應表示出零部件的基本形狀，主要尺寸，運動構件的極限位置，空間限制，安裝尺寸等。同時結構設計中要充分注意標準件、常用件和通用件的應用，以減少設計與製造的工作量。 

3、對初定的結構進行綜合分析，確定最後的結構方案。綜合過程是指找出實現功能 目的各種可供選擇的結構的所有工作。分析過程則是評價、比較並最終確定結構的工作。可透過改變工作面的大小、方位、數量及構件材料、表面特性、連線方式，系統地產生新方案。另外，綜合分析的思維特點更多的是以直覺方式進行的，即不是以系統的方式進行的。人的感覺和直覺不是無道理的，多年在生活、生產中積累的經驗不自覺地產生了各種各樣的判斷能力，這種感覺和直覺在設計中起著較大的作用。

4、機械結構設計的計算與改進。對承載零部件的結構進行載荷分析，必要時計算其承載 強度、剛度、耐磨性等內容。並透過完善結構使結構更加合理地承受載荷、提高承載能力及工作精度。同時考慮零部件裝拆、材料、加工工藝的要求，對結構進行改進。在實際的機械結構設計中，設計者應對設計內容進行想象和模擬，頭腦中要從各種角度考慮問題，想象可能發生的問題，這種假象的深度和廣度對結構設計的質量起著十分重要的作用。

5、機械結構設計的完善。按技術、經濟和社會指標不斷完善，尋找所選方案中的缺陷和薄弱環節，對照各種要求和限制，反覆改進。考慮零部件的通用化、標準化，減少零部件的品種，降低生產成本。在結構草圖中注出標準件和外購件。重視安全與勞保（即勞動條件：操作、觀察、調整是否方便省力、發生故障時是否易於排查、噪音等），對結構進行完善。

6、形狀的平衡與美觀。要考慮直觀上看物體是否勻稱、美觀。外觀不均勻時造成材 料或機構的浪費。出現慣性力時會失去平衡，很小的外部干擾力作用就可能失穩，抗應力集中和疲勞的效能也弱。

設計的極致就在用最簡單的方法解決最複雜的問題 ，設計的過程就是權衡-取捨-權衡-取捨的迴圈。不考慮成本的設計就是耍流氓

我以前做過裝置的設計，自動化的設計，你要是說設計過程中重點考慮哪方面。

我認為結構的合理性是最重要的，要以簡單的結構做到最好的效果，這方面要多學習。見的多了自然就知道結構的合理了。

其次尺寸要規劃好，過大過小都會產生很大的影響，我有次就是輸送線高度過高，給別人的機器匹配不上。

1、理清主次、統籌兼顧。明確待設計結構件的主要任務和限制，將實現其目的的功能分解成幾個功能。然後從實現機器主要功能（指機器中對實現能量或物料轉換起關鍵作用的基本功能）的零部件入手，通常先從實現功能的結構表面開始，考慮與其他相關零件的相互位置、聯結關係，逐漸同其它表面一起連線成一個零件，再將這個零件與其它零件聯結成部件，最終組合成實現主要功能的機器。再確定次要的、補充或支援主要部件的部件，如：密封、潤滑及維護保養等。

2、在分析確定結構的同時，粗略估算結構件的主要尺寸並按一定的比例，透過繪製草圖，初定零部件的結構。圖中應表示出零部件的基本形狀，主要尺寸，運動構件的極限位置，空間限制，安裝尺寸等。同時結構設計中要充分注意標準件、常用件和通用件的應用，以減少設計與製造的工作量。 

3、對初定的結構進行綜合分析，確定最後的結構方案。綜合過程是指找出實現功能 目的各種可供選擇的結構的所有工作。分析過程則是評價、比較並最終確定結構的工作。可透過改變工作面的大小、方位、數量及構件材料、表面特性、連線方式，系統地產生新方案。另外，綜合分析的思維特點更多的是以直覺方式進行的，即不是以系統的方式進行的。人的感覺和直覺不是無道理的，多年在生活、生產中積累的經驗不自覺地產生了各種各樣的判斷能力，這種感覺和直覺在設計中起著較大的作用。

4、機械結構設計的計算與改進。對承載零部件的結構進行載荷分析，必要時計算其承載 強度、剛度、耐磨性等內容。並透過完善結構使結構更加合理地承受載荷、提高承載能力及工作精度。同時考慮零部件裝拆、材料、加工工藝的要求，對結構進行改進。在實際的機械結構設計中，設計者應對設計內容進行想象和模擬，頭腦中要從各種角度考慮問題，想象可能發生的問題，這種假象的深度和廣度對結構設計的質量起著十分重要的作用。

5、機械結構設計的完善。按技術、經濟和社會指標不斷完善，尋找所選方案中的缺陷和薄弱環節，對照各種要求和限制，反覆改進。考慮零部件的通用化、標準化，減少零部件的品種，降低生產成本。在結構草圖中注出標準件和外購件。重視安全與勞保（即勞動條件：操作、觀察、調整是否方便省力、發生故障時是否易於排查、噪音等），對結構進行完善。

6、形狀的平衡與美觀。要考慮直觀上看物體是否勻稱、美觀。外觀不均勻時造成材 料或機構的浪費。出現慣性力時會失去平衡，很小的外部干擾力作用就可能失穩，抗應力集中和疲勞的效能也弱。

我們需要清楚設計一臺機械的全過程是很複雜的。設計師必須具備諸如靜力學、動力學以及材料力學領域的良好基礎理論，此外，還應該熟悉所加工的材料以及工藝方法。設計師必須能夠收集所有合適的論據及事實，能夠分析計算、擬草圖最終繪製成圖紙。

機械設計（machine design），根據使用要求對機械的工作原理、結構、運動方式、力和能量的傳遞方式、各個零件的材料和形狀尺寸、潤滑方法等進行構思、分析和計算並將其轉化為具體的描述以作為製造依據的工作過程。

　　機械設計是機械工程的重要組成部分，是決定機械效能的最主要因素。由於各產業對機械的效能要求不同而有許多專業性的機械設計，如紡織機械設計、礦山機械設計、農業機械設計、船舶設計、汽車設計、機床設計、壓縮機設計、內燃機設計、汽輪機設計、泵設計等專業性的機械設計分支學科。

　　機械設計大體可分為 ：

　　①新型設計（開發性設計）。應用成熟的科學技術或經過實驗證明可行的新技術，設計未曾有過的新型機械，主要包括功能設計和結構設計。

　　②繼承設計。根據使用經驗和技術發展對已有的機械設計更新，以提高效能、降低製造成本或減少執行費用。

　　機械設計的主要程式為：

　　①根據使用者訂貨、市場需要和新科研成果制定設計任務。

　　②初步設計。包括確定機械的工作原理和基本結構形式，進行運動設計、結構設計並繪製初步總圖以及初步審查。

　　④工作圖設計。包括最後的修改（根據二審意見）、繪製全部工作圖（如零件圖、部件裝配圖和總裝配圖等）、制定全部技術檔案（如零件表、易損件清單、使用說明等）。

　　⑤定型設計。用於成批或大量生產的機械。對於某些設計任務比較簡單（如簡單機械的新型設計、一般機械的繼承設計或變型設計等）的機械設計可省去初步設計程式。

設計機床：先設計系統精度，設計精度以後，按工作範圍找主要部件，先要設計精度，會整個環節的精度計算，震動對精度的影響到底有多大，還要會結構設計，這和一般的裝置結構設計部同，非常嚴格，主要考慮的是剛度問題，是一個系統的剛度，這非常複雜，還要處理低速問題，怎麼用輔助力克服‘爬行’，如果進行低速驅動，如何進行超高速驅動，如何處理多次方的震動問題，

行低速驅動，如何進行超高速驅動，如何處理多次方的震動問題。

機械設計與製造是機械工程的重要組成部分，是機械生產的第一步，是決定機械效能的最主要的因素。機械設計的努力目標是：在各種限定的條件(如材料、加工能力、理論知識和計算手段等)下設計出最好的機械，即做出最佳化設計。

最佳化設計需要綜合地考慮許多要求，一般有：最好工作效能、最低製造成本、最小尺寸和重量、使用中最可靠性、最低消耗和最少環境汙染。這些要求常是互相矛盾的，而且它們之間的相對重要性因機械種類和用途的不同而異。

設計者的任務是按具體情況權衡輕重，統籌兼顧，使設計的機械有最優的綜合技術經濟效果。過去，設計的最佳化主要依靠設計者的知識、經驗和遠見。隨著機械工程基礎理論和價值工程、系統分析等新學科的發展，製造和使用的技術經濟資料資料的積累,以及計算機的推廣應用,最佳化逐漸捨棄主觀判斷而依靠科學計算。

機械設計製造及其自動化專業涉及機械行業中的設計製造、科技開發、應用研究、執行管理和經營銷售等諸多的方向，是社會需求很大的一個行業。具體研究的內容有，開發低公害汽車發動機、提供機械效能的鋁合金和形狀記憶合金的新材料、研究提高汽車渦輪增壓發動機效能與開發減震降噪的機械等許多課題。隨著我國現代化建設的需要，在航天、造船、採礦等工業領域的發展，機械製造和自動化更加需要長足的發展，並且存在極大的發展空間。

1. 首先，題主提出的問題不夠具體，應針對機械工程行業應用：

例如

1.1 研發類產品結構設計（鑄件、模具、機架類結構件）；

1.2 非標類機械結構設計（線體、動力機構、機械夾具）；

1.3 鈑金類產品結構設計 （電腦主機箱體、數控機床、機構切割機外殼）；

1.4 電子、3C產品 （數碼相機外殼結構、手錶結構設計）；

1.5 複雜動力學裝置 （飛機流線設計、汽車框架、底盤設計）；

2. 本人從事機械方面設計研發工作，以下針對機械設計方面的結構進行回答

2.1 機械類設計工程師負責機械加工類、家電類、工具類產品的結構設計；

2.2 外部、內部結構及工裝設計，使產品符合可靠性、可生產性、可維修性和成本的要求；

2.3 根據市場、生產的需要，對產品的設計提出改進方案並及時執行；

3. 機械結構設計的任務

　機械結構設計的任務是在總體設計的基礎上，根據所確定的原理方案，確定並繪出具體的結構圖，以體現所要求的功能。是將抽象的工作原理具體化為某類構件或零部件，具體內容為在確定結構件的材料、形狀、尺寸、公差、熱處理方式和表面狀況的同時，還須考慮其加工工藝、強度、剛度、精度以及與其它零件相互之間關係等問題。所以，結構設計的直接產物雖是技術圖紙，但結構設計工作不是簡單的機械製圖，圖紙只是表達設計方案的語言，綜合技術的具體化是結構設計的基本內容。

4. 機械結構設計特點

　機械結構設計的主要特點有：（1）它是集思考、繪圖、計算（有時進行必要的實驗）於一體的設計過程，是機械設計中涉及的問題最多、最具體、工作量最大的工作階段，在整個機械設計過程中，平均約80%的時間用於結構設計，對機械設計的成敗起著舉足輕重的作用。（2）機械結構設計問題的多解性，即滿足同一設計要求的機械結構並不是唯一的。（3）機械結構設計階段是一個很活躍的設計環節，常常需反覆交叉的進行。為此，在進行機械結構設計時，必須瞭解從機器的整體出發對機械結構的基本要求

三 機械結構件的結構要素和設計方法

5.結構件的幾何要素

機械結構的功能主要是靠機械零部件的幾何形狀及各個零部件之間的相對位置關係實現的。零部件的幾何形狀由它的表面所構成，一個零件通常有多個表面，在這些表面中有的與其它零部件表面直接接觸，把這一部分表面稱為功能表面。在功能表面之間的聯結部分稱為聯接表面。　

零件的功能表面是決定機械功能的重要因素，功能表面的設計是零部件結構設計的核心問題。描述功能表面的主要幾何引數有表面的幾何形狀、尺寸大小、表面數量、位置、順序等。透過對功能表面的變異設計，可以得到為實現同一技術功能的多種結構方案。

6.結構件之間的聯接

在機器或機械中，任何零件都不是孤立存在的。因此在結構設計中除了研究零件本身的功能和其它特徵外，還必須研究零件之間的相互關係。　

各行各業的機械裝置不管是通用機械裝置還是專用機械裝置。在結構設計中基本都是考慮以下幾個重點：

1，產品的可靠性

設計的可靠性，這是決定產品質量的關鍵。使產品在一定的時間內，在一定的條件下無故障的執行指定功能。通俗的說，讓裝置工作，它就得工作。不能有時工作，有時不工作。可靠性越高 也正是使用者需求。

滿足設計的可靠性要從原材料，零部件的選用，製造工藝考慮。

舉個例子：某零件受交變應力載荷，需要有較高的抗疲勞強度。工件毛坯可採用鍛造工藝和熱處理工藝，提高其綜合機械效能。

又如：密封裝置：為提高可靠性。可採用組合密封裝置。

2，產品的安全性

一個是裝置自身執行安全：

裝置在工作時，要受到外力作用。有時會發生過載。故，零部件要有足夠的強度。設計計算要留有安全係數。電動機要有過載保護。帶壓力的系統要有安全閥。

另一個是裝置要保護人身安全：

這是機械結構設計中重點的重點！如果人身安全得不到保障。人沒法操作也不能叫裝置了。

如：裝置上的旋轉零件不能外露應進行防護。裝置丟擲的加工飛濺物要遮蔽。

採用各種安全裝置確保人員不受到傷害。如，紅外光電系統。當人手碰觸到危險部件，能自動停機。如，衝床。當人手碰觸衝頭時，裝置不能啟動。

3，產品的成本控制

產品設計要採用價值工程來評價。在確保良好效能的基礎上，要降低成本。這樣產品就有競爭力了。

例如：二級減速機成本高。一級減速機成本低。在情況允許下把總傳動比重新分配。用一級減速機+鏈傳動來實現可把成本降下來。

4，產品的可操作性，維護性。

要操作簡單，維修方便。在短時間內可更換好磨損的零件。

第一，需要保證它的功能正常使用。

第二，需要保證它的效能儘量提高。

第三，需要保證它的工作效率提高。

第四，儘量保證它的零部件可以通用，配合精度合理，材料的選擇合理。

機械設計機構應注重兩個方面的要點，就拿現在的口罩機來講

1.一臺機器調整的地方越多，它的問題就應該是越多的，故障率也就會越就，生產效率就會降低，老闆賺的錢就會越少，所以在同一成本條件下，要選擇更簡單的結構，能達到最終的效果就行

2是一臺機器的製造是為生產一個產品而開發的，既然是產品肯定就得有一箇中心，因此設計機構的每個過程中都要把要生產的工件的中心在那裡要記住，而囗罩機的中的中心就是口罩，要從口罩產品的高度，和寬度來設計的想要達到的結果。

最後我還是要說這就和做人一樣只有你能清楚自己的心中的目標才能更好的前行

機械結構設計特點

　機械結構設計的主要特點有：（1）它是集思考、繪圖、計算（有時進行必要的實驗）於一體的設計過程，是機械設計中涉及的問題最多、最具體、工作量最大的工作階段，在整個機械設計過程中，平均約80%的時間用於結構設計，對機械設計的成敗起著舉足輕重的作用。（2）機械結構設計問題的多解性，即滿足同一設計要求的機械結構並不是唯一的。（3）機械結構設計階段是一個很活躍的設計環節，常常需反覆交叉的進行。為此，在進行機械結構設計時，必須瞭解從機器的整體出發對機械結構的基本要求。

2機械結構件的結構要素和設計方法

2.1結構件的幾何要素

機械結構的功能主要是靠機械零部件的幾何形狀及各個零部件之間的相對位置關係實現的。零部件的幾何形狀由它的表面所構成，一個零件通常有多個表面，在這些表面中有的與其它零部件表面直接接觸，把這一部分表面稱為功能表面。在功能表面之間的聯結部分稱為聯接表面。　

零件的功能表面是決定機械功能的重要因素，功能表面的設計是零部件結構設計的核心問題。描述功能表面的主要幾何引數有表面的幾何形狀、尺寸大小、表面數量、位置、順序等。透過對功能表面的變異設計，可以得到為實現同一技術功能的多種結構方案。

2.2結構件之間的聯接

在機器或機械中，任何零件都不是孤立存在的。因此在結構設計中除了研究零件本身的功能和其它特徵外，還必須研究零件之間的相互關係。　

零件的相關分為直接相關和間接相關兩類。凡兩零件有直接裝配關係的，成為直接相關。沒有直接裝配關係的相關成為間接相關。間接相關又分為位置相關和運動相關兩類。位置相關是指兩零件在相互位置上有要求，如減速器中兩相鄰的傳動軸，其中心距必須保證一定的精度，兩軸線必須平行，以保證齒輪的正常齧合。運動相關是指一零件的運動軌跡與另一零件有關，如車床刀架的運動軌跡必須平行於於主軸的中心線，這是靠床身導軌和主軸軸線相平行來保證的，所以，主軸與導軌之間位置相關；而刀架與主軸之間為運動相關。

　 多數零件都有兩個或更多的直接相關零件，故每個零件大都具有兩個或多個部位在結構上與其它零件有關。在進行結構設計時，兩零件直接相關部位必須同時考慮，以便合理地選擇材料的熱處理方式、形狀、尺寸、精度及表面質量等。同時還必須考慮滿足間接相關條件，如進行尺寸鏈和精度計算等。一般來說，若某零件直接相關零件愈多，其結構就愈複雜；零件的間接相關零件愈多，其精度要求愈高。

2.3結構設計據結構件的材料及熱處理不同應注意的問題

　 機械設計中可以選擇的材料眾多，不同的材料具有不同的性質，不同的材料對應不同的加工工藝，結構設計中既要根據功能要求合理地選擇適當的材料，又要根據材料的種類確定適當的加工工藝，並根據加工工藝的要求確定適當的結構，只有透過適當的結構設計才能使所選擇的材料最充分的發揮優勢。

　 設計者要做到正確地選擇材料就必須充分地瞭解所選材料的力學效能、加工效能、使用成本等資訊。結構設計中應根據所選材料的特性及其所對應的加工工藝而遵循不同的設計原則。

　如：鋼材受拉和受壓時的力學特性基本相同，因此鋼樑結構多為對稱結構。鑄鐵材料的抗壓強度遠大於抗拉強度，因此承受彎矩的鑄鐵結構截面多為非對稱形狀，以使承載時最大壓應力大於最大拉應力。鋼結構設計中通常透過加大截面尺寸的方法增大結構的強度和剛度，但是鑄造結構中如果壁厚過大則很難保證鑄造質量，所以鑄造結構通常透過加筋板和隔板的方法加強結構的剛度和強度。塑膠材料由於剛度差，鑄造後的冷卻不均勻造成的內應力極易引起結構的翹曲，所以塑膠結構的筋板與壁厚相近並均勻對稱。

　 對於需要熱處理加工的零件，在進行結構設計時的要求有如下幾點：（1）零件的幾何形狀應力求簡單、對稱，理想的形狀為球形。（2）具有不等截面的零件，其大小截面的變化必須平緩，避免突變。如果相鄰部分的變化過大，大小截面冷卻不均，必然形成內應力。（3）避免銳邊尖角結構，為了防止銳邊尖角處熔化或過熱，一般在槽或孔的邊緣上切出2～３mm的倒角。（4）避免厚薄懸殊的截面，厚薄懸殊的截面在淬火冷卻時易變形，開裂的傾向較大。

3.1機械結構設計的基本要求

　 機械產品應用於各行各業，結構設計的內容和要求也是千差萬別，但都有相同的共性部分。下面就機械結構設計的三個不同層次來說明對結構設計的要求。

1.功能設計 滿足主要機械功能要求，在技術上的具體化。如工作原理的實現、工作的可靠性、工藝、材料和裝配等方面。

2．質量設計 兼顧各種要求和限制，提高產品的質量和效能價格比，它是現代工程設計的特徵。具體為操作、美觀、成本、安全、環保等眾多其它要求和限制。在現代設計中，質量設計相當重要，往往決定產品的競爭力。那種只滿足主要技術功能要求的機械設計時代已經過去，統籌兼顧各種要求，提高產品的質量，是現代機械設計的關鍵所在。與考慮工作原理相比，兼顧各種要求似乎只是設計細節上的問題，然而細節的總和是質量，產品質量問題不僅是工藝和材料的問題，提高質量應始於設計。

3．最佳化設計和創新設計 用結構設計變元等方法系統地構造最佳化設計空間，用創造性設計思維方法和其它科學方法進行優選和創新。

對產品質量的提高永無止境，市場的競爭日趨激烈，需求向個性化方向發展。因此，最佳化設計和創新設計在現代機械設計中的作用越來越重要，它們將是未來技術產品開發的競爭焦點。

結構設計中得到一個可行的結構方案一般並不很難。機械設計的任務是在眾多的可行性方案中尋求較好的或是最好的方案。結構最佳化設計的前提是要能構造出大量可供優選的可能性方案，即構造出大量的最佳化求解空間，這也是結構設計最具創造性的地方。結構最佳化設計目前基本仍侷限在用數理模型描述的那類問題上。而更具有潛力、更有成效的結構最佳化設計應建立在由工藝、材料、聯接方式、形狀、順序、方位、數量、尺寸等結構設計變元所構成的結構設計解空間的基礎上。

3.2機械結構基本設計準則

機械設計的最終結果是以一定的結構形式表現出來的，按所設計的結構進行加工、裝配，製造成最終的產品。所以，機械結構設計應滿足作為產品的多方面要求，基本要求有功能、可靠性、工藝性、經濟性和外觀造型等方面的要求。此外，還應改善零件的受力，提高強度、剛度、精度和壽命。因此，機械結構設計是一項綜合性的技術工作。由於結構設計的錯誤或不合理，可能造成零部件不應有的失效，使機器達不到設計精度的要求，給裝配和維修帶來極大的不方便。機械結構設計過程中應考慮如下的結構設計準則。

1.實現預期功能的設計準則

2.滿足強度要求的設計準則

3.滿足剛度結構的設計準則

4.考慮加工工藝的設計準則

5.考慮裝配的設計準則

6.考慮造型設計的準則

3.2機械結構基本設計準則

1.實現預期功能的設計準則

　 產品的設計主要目的是為了實現預定的功能要求，因此實現預期功能的設計準則是結構設計首先考慮的問題。要滿足功能要求，必須做到以下幾點。

(1)明確功能: 結構設計是要根據其在機器中的功能和與其他零部件相互的連線關係，確定引數尺寸和結構形狀。零部件主要的功能有承受載荷、傳遞運動和動力，以及保證或保持有關零件或部件之間的相對位置或運動軌跡等。設計的結構應能滿足從機器整體考慮對它的功能要求。

(2)功能合理的分配：產品設計時，根據具體情況，通常有必要將任務進行合理的分配，即將一個功能分解為多個分功能。每個分功能都要有確定的結構承擔，各部分結構之間應具有合理、協調的聯絡，以達到總功能的實現。多結構零件承擔同一功能可以減輕零件負擔，延長使用壽命。V型帶截面的結構是任務合理分配的一個例子。纖維繩用來承受拉力；橡膠填充層承受帶彎曲時的拉伸和壓縮；包布層與帶輪輪槽作用，產生傳動所需的摩擦力。例如，若只靠螺栓預緊產生的摩擦力來承受橫向載荷時，會使螺栓的尺寸過大，可增加抗剪元件，如銷、套筒和鍵等，以分擔橫向載荷來解決這一問題。

(3)功能集中：為了簡化機械產品的結構，降低加工成本，便於安裝，在某些情況下，可由一個零件或部件承擔多個功能。功能集中會使零件的形狀更加複雜，但要有度，否則反而影響加工工藝、增加加工成本，設計時應根據具體情況而定。

3.2機械結構基本設計準則

2.滿足強度要求的設計準則

(1) 等強度準則

零件截面尺寸的變化應與其內應力變化相適應，使各截面的強度相等。按等強度原理設計的結構，材料可以得到充分的利用，從而減輕了重量、降低成本。如懸臂支架、階梯軸的設計等。見圖5.3。

(2) 合理力流結構

為了直觀地表示力在機械構件中怎樣傳遞的狀態，將力看作猶如水在構件中流動，這些力線匯成力流。表示這個力的流動在結構設計考察中起著重要的作用。

　 力流在構件中不會中斷，任何一條力線都不會突然消失，必然是從一處傳入，從另一處傳出。力流的另一個特性是它傾向於沿最短的路線傳遞，從而在最短路線附近力流密集，形成高應力區。其它部位力流稀疏，甚至沒有力流透過，從應力角度上講，材料未能充分利用。因此，若為了提高構件的剛度，應該儘可能按力流最短路線來設計零件的形狀，減少承載區域，從而累積變形越小，提高了整個構件的剛度，使材料得到充分利用。

　如懸臂佈置的小錐齒輪，錐齒輪應儘量靠近軸承以減小懸臂長度，提高軸的彎曲強度。圖5.4例舉幾個典型的例項。

(3) 減小應力集中結構

　 當力流方向急劇轉折時，力流在轉折處會過於密集，從而引起應力集中，設計中應在結構上採取措施，使力流轉向平緩。應力集中是影響零件疲勞強度的重要因素。結構設計時，應儘量避免或減小應力集中。其方法在相應的章節會作介紹，如增大過度圓角、採用解除安裝結構等。

(4) 使載荷平衡結構

　 在機器工作時，常產生一些無用的力，如慣性力、斜齒輪軸向力等，這些力不但增加了軸和軸襯等零件的負荷，降低其精度和壽命，同時也降低了機器的傳動效率。所謂載荷平衡就是指採取結構措施部分或全部平衡無用力，以減輕或消除其不良的影響。這些結構措施主要採用平衡元件、對稱佈置等。例如，同一軸上的兩個斜齒圓柱齒輪所產生的軸向力，可透過合理選擇輪齒的旋向及螺旋角的大小使軸向力相互抵消，使軸承負載減小。

5.3.2機械結構基本設計準則

3.滿足結構剛度的設計準則

為保證零件在使用期限內正常地實現其功能，必須使其具有足夠的剛度。

5.3.2機械結構基本設計準則

4.考慮加工工藝的設計準則

機械零部件結構設計的主要目的是：保證功能的實現，使產品達到要求的效能。但是，結構設計的結果對產品零部件的生產成本及質量有著不可低估的影響。因此，在結構設計中應力求使產品有良好的加工工藝性

所謂好的加工工藝指的是零部件的結構易於加工製造，任何一種加工方法都有可能不能製造某些結構的零部件，或生產成本很高，或質量受到影響。因此，對於設計者認識一種加工方法的特點非常重要，以便在設計結構時儘可能的揚長避短。實際中，零部件結構工藝性受到諸多因素的制約，如生產批次的大小會影響坯件的生成方法；生產裝置的條件可能會限制工件的尺寸；此外，造型、精度、熱處理、成本等方面都有可能對零部件結構的工藝性有制約作用。因此，結構設計中應充分考慮上述因素對工藝性的影響。

5.3.2機械結構基本設計準則

5.考慮裝配的設計準則

　裝配是產品製造過程中的重要工序，零部件的結構對裝配的質量、成本有直接的影響。有關裝配的結構設計準則簡述如下

（1）合理劃分裝配單元

　 整機應能分解成若干可單獨裝配的單元（部件或元件），以實現平行且專業化的裝配作業，縮短裝配週期，並且便於逐級技術檢驗和維修。

（2）使零部件得到正確安裝

　 保證零件準確的定位。圖5.7所示的兩法蘭盤用普通螺栓連線。圖（a）所示的結構無徑向定位基準，裝配時不能保證兩孔的同軸度；圖（b）以相配的圓柱面作為定位基準，結構合理。

　-避免雙重配合。圖5.8(a)中的零件A有兩個端面與零件B配合，由於製造誤差，不能保證零件A的正確位置。圖5.8（b）結構合理。

　-防止裝配錯誤。圖5.9所示軸承座用兩個銷釘定位。圖（a）中兩銷釘反向佈置，到螺栓的距離相等，裝配時很可能將支座旋轉180°安裝，導致座孔中心線與軸的中心線位置偏差增大。因此，應將兩定位銷佈置在同一側，或使兩定位銷到螺栓的距離不等

（2）使零部件便於裝配和拆卸

　結構設計中，應保證有足夠的裝配空間，如扳手空間；避免過長配合以免增加裝配難度，使配合面擦傷，如有些階梯軸的設計；為便於拆卸零件，應給出安放拆卸工具的位置，如軸承的拆卸。

5.3.2機械結構基本設計準則

6.考慮造型設計的準則

產品的設計不僅要滿足功能要求，而且還應考慮產品造型的美學價值，使之對人產生吸引力。從心理學角度看，人60%的決定取決於第一印象。技術產品的社會屬性是商品，在買方市場的時代，為產品設計一個能吸引顧客的外觀是一個重要的設計要求；同時造型美觀的產品可使操作者減少因精力疲憊而產生的誤操作。

外觀設計包括三個方面：造型、顏色和表面處理。

考慮造型時，應注意下述三個問題：

（1）尺寸比例協調

　在結構設計時，應注意保持外形輪廓各部分尺寸之間均勻協調的比例關係，應有意識地應用"黃金分割法"來確定尺寸，使產品造型更具美感。

（2）形狀簡單統一

　機械產品的外形通常由各種基本的幾何形體（長方體、圓柱體、錐體等）組合而成。結構設計時，應使這些形狀配合適當，基本形狀應在視覺上平衡，接近對稱又不完全對稱的外形易產生傾倒的感覺；儘量減少形狀和位置的變化，避免過分凌亂；改善加工工藝

（3）色彩、圖案的支援和點綴

　在機械產品表面塗漆，除具有防止腐蝕的功能外，還可增強視覺效果。恰當的色彩可使操作者眼睛的疲勞程度降低，並能提高對裝置顯示資訊的辨別能力。

　單色只使用於小構件。大的特別是運動構件如果只用一種顏色就會顯得單調無層次，一個小小的附加色塊會使整個色調活躍起來。在多個顏色並存的情況下，應有一個起主導作用的底色，和底色相對應的顏色叫對比色。但在一個產品上，不同色調的數量不宜太多，太多的色彩會給人一種華而不實的感覺。

　舒服的色彩大約位於從淺黃、綠黃到棕的區域。這個趨勢是漸暖，正黃正綠往往顯得不舒服；強烈的灰色調顯得壓抑。對於冷環境應用暖色，如黃、橙黃和紅。對於熱環境用冷色，如淺藍。所有顏色都應

淡化。另外，透過一定的色彩配置可使產品顯得安全、穩固。將形狀變化小的、面積較大的平面配置淺色，而將運動、活躍輪廓的元件配置深色；深色應安置於機械的下部，淺色置於上部。

5.4機械結構設計的工作步驟

　 不同型別的機械結構設計中各種具體情況的差別很大，沒有必要以某種步驟按部就班的進行。通常是確定完成既定功能零部件的形狀、尺寸和佈局。結構設計過程是綜合分析、繪圖、計算三者相結合的過程，其過程大致如下：

1.理清主次、統籌兼顧：明確待設計結構件的主要任務和限制，將實現其目的的功能分解成幾個功能。然後從實現機器主要功能（指機器中對實現能量或物料轉換起關鍵作用的基本功能）的零部件入手，通常先從實現功能的結構表面開始，考慮與其他相關零件的相互位置、聯結關係，逐漸同其它表面一起連線成一個零件，再將這個零件與其它零件聯結成部件，最終組合成實現主要功能的機器。而後，再確定次要的、補充或支援主要部件的部件，如：密封、潤滑及維護保養等。

2.繪製草圖：在分析確定結構的同時，粗略估算結構件的主要尺寸並按一定的比例，透過繪製草圖，初定零部件的結構。圖中應表示出零部件的基本形狀，主要尺寸，運動構件的極限位置，空間限制，安裝尺寸等。同時結構設計中要充分注意標準件、常用件和通用件的應用，以減少設計與製造的工作量。

3.對初定的結構進行綜合分析，確定最後的結構方案：綜合過程是指找出實現功能目的各種可供選擇的結構的所有工作。分析過程則是評價、比較並最終確定結構的工作。可透過改變工作面的大小、方位、數量及構件材料、表面特性、連線方式，系統地產生新方案。另外，綜合分析的思維特點更多的是以直覺方式進行的，即不是以系統的方式進行的。人的感覺和直覺不是無道理的，多年在生活、生產中積累的經驗不自覺地產生了各種各樣的判斷能力，這種感覺和直覺在設計中起著較大的作用。

4.結構設計的計算與改進：對承載零部件的結構進行載荷分析，必要時計算其承載強度、剛度、耐磨性等內容。並透過完善結構使結構更加合理地承受載荷、提高承載能力及工作精度。同時考慮零部件裝拆、材料、加工工藝的要求，對結構進行改進。在實際的結構設計中，設計者應對設計內容進行想象和模擬，頭腦中要從各種角度考慮問題，想象可能發生的問題，這種假象的深度和廣度對結構設計的質量起著十分重要的作用。

5.結構設計的完善：按技術、經濟和社會指標不斷完善，尋找所選方案中的缺陷和薄弱環節，對照各種要求和限制，反覆改進。考慮零部件的通用化、標準化，減少零部件的品種，降低生產成本。在結構草圖中注出標準件和外購件。重視安全與勞保（即勞動條件：操作、觀察、調整是否方便省力、發生故障時是否易於排查、噪音等），對結構進行完善。

6.形狀的平衡與美觀：要考慮直觀上看物體是否勻稱、美觀。外觀不均勻時造成材料或機構的浪費。出現慣性力時會失去平衡，很小的外部干擾力作用就可能失穩，抗應力集中和疲勞的效能也弱。

總之，機械結構設計的過程是從內到外、從重要到次要、從區域性到總體、從粗略到精細，權衡利弊，反覆檢查，逐步改進。

機械結構設計前是先進行了機構設計的，機構設計就是要對可能產生的位置、速度、加速度、靜載荷、動載荷、許用的撓度和強度等，都做好計算。不說做到是心中有數吧，也要可快速查詢到（快到秒級，不要找半天都找不到），資料清楚後才可真正著手進行結構設計。

你問的結構設計，本人只能預設你已做過機構設計和計算了。現就你的問題給於如下答覆：

1.安全性 結構設計不緊要求作業在規範操作下安全可靠，而且要求在初接觸者極易誤操作的請況下也是得安全。所以防錯（有的叫防呆）設計在結構設計中很常見。如三相插頭，顯示器介面等。

2.材料選擇要結合好機構設計中的算出值。在安全達標情況下，再考慮成本。並反覆計算、修改、驗算。

3.實用性、易用性等就不說了。工作的多了就知道，如果是剛搞設計，設計出來沒賣出去的話，出來在同事面前顯得丟人外，想開了也沒啥。郭臺銘常說：經驗=時間+金錢，在我的理解，就是實踐+挫折。但是隻要堅持，遲早會成為大拿的。兄弟勇於實踐吧！