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摘要：机械产品作为生产的重要助力，在各行业间得到了广泛的实际应用。而由于行业属性的相异与生产需求的不同，机械产品的结构需要达到多个层面的要求。因此，为了实现我国机械产品水平的进一步提升，机械产品设计人员在设计的过程中就应该牢牢掌握设计原则和基本要素，同时还要不断对设计内容进行改进，以提高产品的设计质量。本文就将基于此对机械类产品结构设计的要素及其设计要点展开深入分析和探讨。
关键词：机械类；产品结构；要素；设计
引言：近几年，经济与科学技术的迅猛发展，极大地促进了我国社会中各个生产企业的生产效率。在生产过程中，机械产品具有极其重要的地位和极高的应用价值，可以说机械产品结构的设计质量直接决定了机械产品整体的工作质量与效能。因此，在参考各项设计准则的基础上，分析产品结构要素间的相互作用关系，来探究机械产品结构设计方案中的各项要素是研究的核心要义。
1、机械产品结构设计的核心任务
一个合格的机械产品的生产所需要达到的基本要求主要存在于功能性、质效性与创新性等几个方面。
首先，功能性是机械产品设计的首要要求，产品实现其机械功能的根本条件就是通过结构的拼接与零件的联结，实现产品原型整体实现机械工作原理，践行安全可靠的机械工艺标准。为此，在初步的产品结构设计中，设计人员就应当将机械产品的功能需求作为设计实施的基本框架，在此基础上对产品的材料、选配与组装进行进一步的设计。其次，质效性指的是产品质量与效能价格比，这是机械产品结构设计中要着重考虑的影响因素，也是现代工程设计对于机械结构运行所提出的基本要求。最后，在当前的现代工业生产条件下，机械产品结构设计如果是一成不变的，那么就会成为行业发展的严重阻碍。因此，在机械结构设计中，如何通过工艺与材料的综合应用实现结构优化，体现创新性设计思维，就成了现代机械设计的要点。
2、机械产品结构设计的要素分析
2.1几何要素
机械结构的功能主要是靠机械零部件的几何形状及各零部件之间的位置关系实现的。零部件的几何形状由其表面不同的物理形态所构成，在机械零件表面中有一部分的表面与其他表面直接接触，这一部分表面也是机械几何形状的决定成分，其在机械设计中被称为菜单面。在菜单面之间的联结部分称为连接表面。作为决定产品核心功能的重要元素，菜单表面的设计与研发是机械结构设计中的重要问题。其主要几何参数包括表面的几何形状、尺寸大小、表面数量、位置顺序等综合因素。在机械产品物理属性参考下，机械产品表面几何形状的设计是结构设计方案的基础要点。
2.2联结要素
机械产品结构设计中，零部件之间的关联与联结是保障机械产品结构稳定的要点。零部件之间通过直接连接形成装配关系的联结被称为直接相关，而通过位移与运动形成联结的关联被称为间接相关。相比直接相关，间接相关在机械产品结构设计中的应用更具有灵活性与可塑性，其类型主要分为位置相关和运动相关两类。位置相关是指两零件在相互位置上有要求，如减速器中两相邻的传动轴，其中心距必须保证一定的精度，轴线位置的相对平行与固定才能保证齿轮之间啮合程度的精准。运动相关是指一零件的运动轨迹与另一零件有关，如车床刀架的运动轨迹必须平行于主轴的中心线，这是为保障机械设备合理运行，对于各部位零部件协作关系的要求。机械产品内部零部件之间的连接关系作为机械产品必不可少的重要因素，在机械结构设计中应当得到进一步的重视与体现。
2.3材料要素
一方面，由于不同工艺掌握所需的材料不同，因此，为了使所选择的材料在机械设计过程中发挥更大的作用，机械设计师需要选择适合于机械产品运行条件的高性能材料。比如说，机械产品制造中常用到的铸造工艺应具备良好流动性，所以锻造工艺使用的材料必须具备良好的延展性、可塑性，而周围焊接过程中使用的材料必须具备良好的灵敏度和易用性。
另一方面，在材料选择过程中，机械设计师要注意把握经济性原则，选择的材料要基于更多的经济利益，才能满足使用和设计的需要。材料选择尽可能降低整个机械设计过程的成本，提高经济效率。为此，设计者应充分理解设计过程，选择最经济和最适宜的材料与设计要求相结合，使材料的性能最大化，满足设计要求。不同的材料有不同的特性，可以满足不同的机械要求。在规定的技术条件下，根据材料性能科学选择和应用，确保机械制造工程的健康可持续发展。
3、机械类产品结构要素设计要点
3.1重视机械类产品结构的创新设计
机械类产品结构的创新性设计是机械类产品结构设计中的一个重点问题。机械要想实现其特定功能，保障机械产品的正常运转，实现目标产品的核心职能，就必须要重点关注机械的一系列构造和运动机件的设计创新，因此该如何实现机械类产品结构的创新设计就成为了一个极其现实的问题。
总体而言，机械产品的创新实际通常可以从三个方面展开：其一，通过宏观层面对整体进行把控，保证研究方向的正确性；其二，从中观层面出发，要建立起系统的理论体系，通过系统的体系给创新活动的进行提供有力的支持，微观层面则在每一个细节上为机械产品的创新设计提供详细的理论支持，使创新产品设计能够有效率的完成，并且整个过程都有据可循。
3.2注重优化设计方案
在机械产品结构的设计工作中，设计人员应明确设计目标，并将主要目标放在如何有效实现机械产品结构的优化上。为此，相关设计人员应根据实际情况和具体要求制定结构设计的可行性方案，并明确备用方案，以进一步明晰其他结构的优化范围。另外，设计师在确定最佳方案的过程中，还可以通过结构的演变和比较来寻找相对科学合理的设计方法，以最大限度发挥出机械产品的实际作用。
3.3合理选用材料
机械设计过程中，材料的选择及应用通常需要根据工艺指标在一定程度上执行铸造、处理和其他工艺操作，这些特殊的处理技术本身对材料的选择就非常严格。不同的工艺必然选择不同的材料，在确保生产的前提下，使材料的选择更加符合设计要求。
例如，在零部件的处理中，所选择的材料必须具有足够的强度和耐磨性。铝塑料面板是一种新型的建筑装饰材料，广泛使用在外墙、幕墙面板、广告显示板、展示柜中。其结构由多层材料构成，上层和下层是高纯度铝合金板，中央是聚乙烯芯板，正面也贴有保护膜。在实际生产中，铝塑料面板按规格切割后，会产生残留的材料。为了再利用，可以剥下铝条和塑料条。
此外，设计师还可以加强对可回收材料的选择，不仅是为了节约，也是为了环保。机械设计有很多种类的材料，其中很多都可以循环利用。有很多种类的金属材料，有低碳钢、中碳钢、高碳钢、各种合金钢等，有很多种类的钢。每个金属材料的回收难度不同。有容易恢复的，也有难以恢复的。在机械设计中，在相同的条件下，有必要选择容易回收利用的材料。通过回收利用，不仅节约了成本，避免了浪费，而且提高了资源利用率，促进了机械领域的可持续发展。
结束语：
总而言之，机械结构设计在机械产品的生产中具有关键性作用，且零部件结构的完整与实际效能的提高对于工业生产的效率有着至关重要的影响。因此，相关设计人员只有充分理解和灵活运用机械产品结构设计中的各项关键技术，同时将创新设计的理论思维运用到日常的设计工作中，深入了解并掌握机械类产品结构中各项要素及其设计要点，才能够实现最佳设计方案，保障机械生产效率与经济效益。
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