12结构设计的方法和准则
结构化系统设计方法的基本思想及方法要点
结构化系统设计方法的基本思想是以系统的逻辑功能设计和数据流关系为基础，根据数据流程图和数据字典，借助于标推的设计淮则和图表工具，通过“自上而下”和“自下而上”的反复，逐层把系统划分为多个大小适当，功能明确，具有一定独立性，并容易实现的模块，从而把复杂系统的设计转变为多个简单模块的设计。
从目前大多数信息系统的开发现状来看，结构化系统设计方法是运用最为普遍，同时也是最为成熟的一种开发方式。
简单地说，结构化系统设计方法可以用三句话进行概括；自上而下；逐步求精；模块化设计。
首先，自上而下，就是在管理信息系统的设计与系统分析阶段，必须采用整体大于局部、上级优于下级的设计思路。
优先考虑如何满足领导层的管理需求，其次才考虑中层与底层的管理需求。
其次，对客户的需求分析应做到逐步求精。
在深入调研的基础上力图在编写程序之前就清晰地了解客户的实际运作过程，从而制定出切实可行的开发方案，并且为将来可能的功能扩展留有充分的余地。
最后阶段才进入程序编写阶段。
在进行软件设计时采用模块化的设计思路，并且采用自下而上的实施方法，即先开发一些能够独立运行并完成某些功能的小型程序模块，而后将这些模块进行组合。
采用这种设计方法，在所有功能模块开发完成之后，只需将所有模块进行有机组合，就能够获得一个完善的系统。
二、结构化系统设计方法的由来与发展在数据处理领域，“结构化”…词最早出现于程序设计，即结构化程序设计。
“结构化”的含义是指用一组标准的准则和工具从事某项工作。
在结构化程序设计之前，每一个程序员都按照各自的习惯和思路编写程序，没有统一的标准，也没有统一曲技术方法，因此，程序的调试、维护都很困难，这是造成软件危机的主要原因之一。
1966年，Bohn和Jacopinl提出了有关程序设计的新理论．即结构化程序设计理论。
这个理论认为，任何——个程序都可以用三种基本逻辑结构来编制，而且只需这三种结构。
这三种结构分别是顺序结构、判断结构和循环结构，其特点是每种结构只有一个入口点和一个出口点。
机械结构设计规范
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2.14 压槽连通排列准则
压槽终点是薄弱点，通过连通消除终点为佳
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2.15 空间压槽准则
非单一平面的薄板结 构，棱边附近是失稳 的薄弱环节，设计压 槽不能只在一个平面 上设计，需要设计成 空间的。
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2.16 局部松弛准则
薄板局部变形受阻碍时，会出现皱折， 在皱折附近设几个小的压槽，减少变形阻碍。
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
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4.6 避免累积误差准则
1. 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
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4.7 形状简单准则
配合面的几何形状应尺量 简单，
圆柱面代替圆锥面， 平行、垂直面代替倾斜面
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4.8 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
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4.9 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
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4.10 采用调节元件准则
螺母或弹性垫片实现
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第五章：焊接件设计准则
5.1 几何连续性原则 5.2 避免焊缝重叠 5.3 焊缝根部优先受压 5.4 避免铆接式结构 5.5 避免尖角 5.6 便于焊接前后的处理操作和检测准则 5.7 对接焊缝强度大及动载荷设计准则 5.8 焊接区柔性准则 5.9 最少的焊接 5.10 材料的可焊性，碳钢中的碳含量 5.11 前处理、后处理工艺 5.12 焊缝受载形式利于焊接工艺准则
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结构设计基本原则
结构设计基本原则结构设计是一个综合性很强的学科，它涉及到建筑、桥梁、车辆、机器等各个领域中的结构设计。
结构设计的正确与否，直接关系到该结构的安全性、经济性、可靠性和使用寿命。
在结构设计中，需要遵循一些基本原则，以确保结构的可靠性和安全性。
下面，就是一些结构设计的基本原则。
1. 安全性结构设计的首要原则是保证结构的安全性。
无论是建筑、桥梁、车辆还是机器，只有在最大限度地保证结构的安全性的前提下，才能确保它们的可靠性和使用寿命。
在设计中需要考虑载荷的种类、大小和方向等因素，合理选取材料、截面和尺寸，确保结构的安全性。
2. 经济性结构设计不仅要保证结构的安全性，还需要保证经济性。
在设计中，需要考虑结构的成本和使用成本，并在这两者之间做出良好的平衡。
为了确保结构的经济性，设计者需要对不同的材料、截面和连接方式进行综合评估，并选择最经济的设计方案。
3. 简单性简单性是结构设计中的重要原则之一。
设计中，应该尽量地追求结构简单、易于施工和维护。
这样不仅可以降低成本，而且可以在构造方面更容易进行口头交流并提高生产率。
简化结构设计也有利于减少结构中的不确定性并提高结构的可靠性。
4. 优化性结构设计的优化是保证结构安全和经济的又一个关键因素。
通过综合考虑不同的因素，比如载荷、材质、截面和尺寸等，以获得最优的结构性能并降低成本。
这需要对不同的设计方案进行综合评估，并在设计和分析过程中寻求最优解。
5. 可靠性结构设计的可靠性是指结构能够在其规定寿命内维持满足设计要求的性能。
在设计中，需要通过考虑设计允许范围内的因素和预见到的不良环境因素，确保结构在使用寿命期内能够保持满足要求的性能。
结构设计的可行性是指设计的结构能够在实际的条件下建造和使用。
在设计中，需要考虑到结构的施工和操作，确保它们能够在规定的时间内、在规定的地点内、以成本效益的方式建造和使用。
还要考虑到实际生产和使用中可能发生的变化和风险，如意外损坏和灾害等，从而在结构设计中减少出现问题的可能性。
混凝土结构设计方法与技巧
混凝土结构设计方法与技巧混凝土结构设计是建筑工程中非常重要的一环，其质量直接关系到建筑物的安全稳定性。
下面将介绍混凝土结构设计的方法与技巧。
一、设计前准备工作在进行混凝土结构设计之前，首先要进行充分的准备工作。
包括对建筑物用途、荷载要求等进行充分了解和调查，确定设计标准和规范。
同时还要对基础地质条件、气候环境等因素进行综合考虑，为设计提供依据。
二、结构设计原则1. 安全性原则混凝土结构设计首要考虑的是安全性，要满足建筑物的承载能力和稳定性要求，防止发生结构破坏或倒塌的情况。
2. 经济性原则在保证安全的前提下，尽可能降低结构的材料和施工成本，提高结构的经济性。
3. 实用性原则结构设计要符合建筑物的实际用途需求，满足功能性和使用便捷性的要求。
三、结构设计步骤1. 计算荷载根据建筑物的用途和周围环境情况，计算设计荷载，包括恒载、可变活载、风载、地震作用等。
2. 确定结构形式根据建筑物的功能和荷载要求，确定合适的结构形式，如框架结构、桁架结构、梁柱结构等。
3. 进行强度计算根据设计荷载和结构形式，进行混凝土结构的强度计算，包括受力分析和截面设计等。
4. 进行稳定性计算对结构在各种荷载作用下的稳定性进行计算，确保结构在使用过程中不会发生不稳定倾覆的情况。
5. 设计连接和节点考虑结构连接和节点的承载力和变形能力，合理设计连接形式和尺寸，确保结构的整体性和稳定性。
6. 绘制施工图根据设计计算结果，绘制混凝土结构的施工图，包括平面布置图、结构平面图、剖面图等。
四、设计技巧1. 合理选用材料根据设计要求和功能需求，合理选用混凝土、钢筋等材料，确保结构的承载能力和耐久性。
2. 控制结构形变在设计中要合理控制结构的变形和裂缝，采取适当的措施降低混凝土收缩和温度变形，提高结构整体性。
3. 设计构造细节对于重要部位和节点处要进行精细设计，包括墙柱连接、梁柱节点等，确保结构的稳定性和安全性。
通过以上介绍，希望能够为混凝土结构设计方法与技巧提供一定的参考，设计人员在进行混凝土结构设计时，要充分考虑建筑物的实际情况和要求，合理选用材料、合理设计结构形式，确保结构的安全稳定和经济实用。
详细设计的设计方法和原则__概述及解释说明
详细设计的设计方法和原则概述及解释说明1. 引言1.1 概述在软件开发过程中，详细设计是一个关键的步骤，它在需求分析和系统设计之后进行，旨在将系统的功能和结构转化为具体的实现方式。
详细设计提供了对系统内部运作细节的全面描述，为程序员编码提供了明确的指导。
本文将介绍详细设计的方法和原则，并讨论其重要性和应用。
1.2 文章结构本文共包括Introduction, Design Methods and Principles, Detailed Design Process, Design Principles and Best Practices以及Conclusion五个主要部分。
首先是引言部分，概述了详细设计的重要性和文章内容的组织结构；接着介绍了设计方法和原则，包括分析和需求定义、抽象和模块化设计等；然后讨论了详细设计过程，包括数据结构设计、接口设计以及界面设计；接下来探讨了相关的设计原则与最佳实践，如单一责任原则、开放封闭原则以及替换原则等；最后是总结部分，回顾文章中的主要内容并展望未来发展方向。
1.3 目的本文旨在帮助读者理解详细设计的方法和原则，并提供实际应用中应考虑的因素。
通过深入探讨不同层次的设计方法和设计原则，读者将能够在软件开发过程中更好地进行详细设计，并在保证系统质量和可维护性的基础上实现功能需求。
同时，本文也旨在鼓励读者关注并遵守最佳实践，以提高软件设计的效果和效率。
2. 设计方法和原则2.1 设计方法概述在软件开发过程中，设计是一个至关重要的环节。
通过合理的设计方法可以确保系统具有良好的可靠性、可扩展性以及易于维护性。
设计方法是指一系列用于系统架构和模块设计的规范和步骤。
它能够帮助开发人员理清思路，将复杂的问题分解为简单易懂的模块，并保证这些模块之间能够协同工作。
2.2 分析和需求定义在进行详细设计之前，首先需要进行充分的分析和需求定义。
通过与客户或项目经理的沟通，明确软件系统应该具备什么功能以及满足什么需求。
10混凝土结构设计的一般原则和方法资料
10混凝土结构设计的一般原则和方法资料混凝土结构设计是指根据工程需求和设计要求，选择适当的混凝土材料和结构构件，在满足强度、耐久性、安全性和经济性的前提下进行设计的过程。
下面将介绍几个混凝土结构设计的一般原则和方法。
1.结构类型选择：在混凝土结构设计时，需要根据工程用途和功能选择合适的结构类型，如梁、柱、板、墙等。
结构类型的选择应考虑结构的受力特点、空间布局要求以及可靠性和经济性。
2.组合设计：混凝土结构设计应采用组合设计的思路，将各个构件按照相应的受力要求组合在一起。
例如，在设计梁柱结构时，应考虑梁与柱的受力传递和连接方式，确保梁柱之间的协同工作。
3.荷载计算：在进行混凝土结构设计时，需要对结构所承受的荷载进行准确的计算和分析。
荷载包括永久荷载、可变荷载、温度荷载、地震荷载等。
合理的荷载计算是确保混凝土结构安全可靠的重要基础。
4.材料选用：在混凝土结构设计中，材料的选用对结构的性能和耐久性有着重要影响。
混凝土材料的选用应考虑强度要求、耐久性、水泥类型、骨料和减水剂等因素。
钢筋的选用也是混凝土结构设计的重要环节，要根据设计要求选择合适的钢筋直径和强度等级。
5.构件尺寸设计：混凝土结构设计中，构件尺寸的设计应根据结构的受力分析和承载能力要求进行合理确定。
构件的尺寸设计包括截面尺寸和长度的选择，应保证结构的强度和刚度满足设计要求，同时尽可能节约材料。
6.受力分析：在进行混凝土结构设计时，需要进行合理的受力分析，确定各个构件在荷载作用下的应力和变形情况。
受力分析包括静力分析、动力分析、地震响应分析等，以保证结构的安全可靠。
7.设计验算：在混凝土结构设计过程中，需要根据设计准则和规范对已完成的设计方案进行验算。
验算包括构件强度验算、挠度验算、扭曲验算等，以确定结构的合理性和可行性。
8.施工可行性：混凝土结构设计应考虑施工工艺和施工可行性，确保设计方案的可实施性。
合理的结构连接设计、预埋件的设置、施工节奏的安排等，都是保证施工顺利进行的重要因素。
与力学要求有关的12条结构设计准则！
与力学要求有关的12条结构设计准则！结构设计准则：1、均匀受载准则：尽量避免集中载荷，尽可能地将载荷分散在结构上，均匀分布最为理想。
结构的强度取决于结构中的最大应力，可见，使结构受载均匀能达到提高其强度即承载能力的目的。
2、力流（类比水的流动）最短路径准则：力流最重要的特征是：力流优先走较短路径，更确切地说优先走刚度最大的路径。
保证力流的路径较短，通常也可起到提高强度的目的，因此，力流路径越接近直线，力所引起的附加弯矩越小，对应的弯曲应力也就越小，力线的直线形状是最理想的受力状态，力线偏离直线形状越利害，应力增加得越大。
力流最短路径准则，即要求力从其作用点（力的入口）到结构支撑点（力的出口）的距离尽可能的短。
相关工程应用实例：1）齿轮轴上的齿轮，当结构设计容许时，应尽可能靠近轴承安装；2）车间行车要超载使用时，若尽量靠近轨道处起吊，则可使起重量增加一倍；3）承受均布载荷的简支梁，若把两端的支座向里移动0.2L，则最大弯矩仅为前者的20%，这样讲结构的承载能力一下提高了5倍。
3、降低缺口效应准则：缺口如：孔、槽、螺纹、台肩等，这些外形突变进而引起力流突变处，应力急剧上升，这种现象称为缺口效应。
截面尺寸变化越急剧，缺口顶部倒角越小，缺口效应越强。
缺口效应不仅和缺口的几何形状有关，也和构件的受力状况有关，因为缺口效应的根本原因是由于力流被迫急剧改变其原来路径，从而因力流抢近道引起在近道局部力线拥挤，即应力水平上升。
缺口效应的特点是局部性的，在静载作用下，塑性材料因为具有屈服阶段，对缺口效应不敏感，脆性材料将易引起断裂。
减少缺口效应的方法：1）避免外形突变；2）降低缺口附件的刚度；3）避免力流截面突然变小；4）加预压内应力；5）避免力流突然转弯；4、变形协调准则：应力集中不仅出现在一个构件内部的缺口处，也可能出现在两个不同构件的接触处，当一个构件和另一个构件在接触处难以同步变形时，应力会急剧上升，这种变形越不协调，应力集中就越严重。
机械结构设计的基本要求和设计准则
（4）使载荷平衡结构：在机器工作时，常产生一些无用的力，如惯性力、斜齿轮轴向力等，这些力不但 增加了轴和轴衬等零件的负荷，降低其精度和寿命，同时也降低了机器的传动效率。所谓载荷平衡就是指 采取结构措施部分或全部平衡无用力，以减轻或消除其不良的影响。这些结构措施主要采用平衡元件、对 称布置等。
2.8 考虑成本的设计准则
设计时应简化产品及维修操作： （1）设计时，要对产品功能进行分析权衡，合并相同或相似功能，消除不必要的功能， 以简化产品和维修操作。
（2）设计时，应在满足规定功能要求的前提下，使其构造简单，尽可能减少产品层次 和组成单元的数量，并简化零件的形状。
（3）产品应尽量设计简便而可靠的调整机构，以便于排除因磨损或飘移等原因引起的 常见故障。对易发生局部耗损的贵重件，应设计成可调整或可拆卸的组合件，以便于局 部更换或修复。避免或减少互相牵连的反复调校。
2.5 考虑装配的设计准则
装配是产品制造过程中的重要工序，零部件的结构对装配的质量、成本有直接的影响。有关装配的 结构设计准则简述如下：
（1）合理划分装配单元：整机应能分解成若干可单独装配的单元（部件或组件），以实现平行且专 业化的装配作业，缩短装配周期，并且便于逐级技术检验和维修。
（2）使零部件得到正确安装：保证零件准确的定位、避免双重配合、防止装配错误。 （3）使零部件便于装配和拆卸：结构设计中，应保证有足够的装配空间，如扳手空间；避免过长配 合以免增加装配难度，使配合面擦伤，如有些阶梯轴的设计；为便于拆卸零件，应给出安放拆卸工具 的位置，如轴承的拆卸。
建筑结构的基本设计原则
荷载代表值
结构或构件设计时，需针对不同设计 目的对荷载赋予一个规定的量值，该量值 即为荷载代表值。 永久荷载采用标准值为代表值。 可变荷载采用标准值、组合值、频遇 值和准永久值为代表值。 偶然荷载按使用的特点确定代表值。 其中荷载标准值为基本代表值。
荷载标准值
荷载标准值是指在结构使用期间，在 正常情况下可能出现的最大荷载值。
可靠状态 极限状态 失效状态
Z=g(R,S)=R-S
荷载效应
结构可靠工作的基本条件为:Z≥0或R≥S
承载能力极限状态实用设计表达式
安全等级为一级（或100年及以上 ）γ0≥1.1
结构重要性系数
安全等级为二级（或５０年 ）γ0≥1.０ 安全等级为三级（或<５年 ）γ0≥０.９
γ0S ≤R
荷载效应组合 设计值
查得
可变荷载准永久值
在设计基准期内经常作用的可变荷载， 称可变荷载准永久值。其具有总持续时间较 长的的特点，对结构的影响类似于永久荷载。
可变荷载准永久值＝可变荷载标 准值×荷载准永久值系数ψq 荷载准永久值系数可由《荷载规 范》查得
结 构 的 功 能 要 求
安全性
结构应能承受在正常施工和正常 使用的情况下可能出现的各种作 用，在设计规定的偶然事件发生 时及发生后，结构仍能保持必需 的整体稳定性，不致发生倒塌。 结构在正常使用期间应具有良好的工作 性能。例如，不发生过大的变形、振幅、 过宽的裂缝等，以免影响正常使用。 结构在正常使用和正常维护条件下应 具有足够的耐久性能，以保证结构能 够正常使用到预定的设计使用期限。
结构的可靠度
结构完成预定功能的能力不 能事先确定，只能用概率来 描述。
是指结构在设计使用年限内，在正常设计、施工、使 用和维护的条件下完成预定功能的概率。
机械设计中的结构要素、基本要求和规则
机械结构设计的任务是依据设计任务在总体设计构想的基础上，确定的原理方案，绘制出具体的结构图，以实现设计所要求的功能。
设计的过程是将抽象的工作原理具体化为某类构件或零部件，包含确定结构件的材料、形状、尺寸、公差、热处理方式和表面处理等，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。
所以结构设计的直接产物虽是技术图纸，但工作不是简单的机械制图，图纸只是表达设计方案的工程语言，运用机构设计的各种技术将设计构想具体化是结构设计的基本内容。
1 机械结构件的结构要素和设计方法1.1 结构件的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个零部件之间的相对位置关系实现的。
零部件的几何形状由它的表面所构成，一个零件通常有多个表面，在这些表面中有的与其它零部件表面直接接触，把这一部分表面称为功能表面。
在功能表面之间的联结部分称为联接表面。
零件的功能表面是决定机械功能的重要因素，功能表面的设计是零部件结构设计的核心。
描述功能表面的主要几何参数有表面的几何形状、尺寸大小、表面数量、位置、顺序等。
通过对功能表面的不同设计，可以得到为实现同一技术功能的多种结构方案。
1.2 结构件之间的关联在机器或机械中，任何零件都不是孤立存在的。
因此在结构设计中除了研究零件本身的功能和相关特征外，还必须研究零件之间的相互关系。
零件之间的相互关系分为直接相关和间接相关两类。
两个零件有直接装配关系的成为直接相关。
没有直接装配关系的成为间接相关。
间接相关又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，两轴线必须平行，以保证齿轮的正常啮合。
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于主轴的中心线，这是靠床身导轨和主轴轴线相平行来保证的，所以主轴与导轨为位置相关，而刀架与主轴为运动相关。
多数零件都有两个或更多的直接相关零件，故每个零件大都具有两个或多个部位在结构上与其它零件有关。
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三、考虑加工工艺性的设计准则
结构设计的主要目的：保证功能的实现，使产品达到要 求的性能。
结构设计的结果对产品零部件的生产成本、工时及质量 有着不可低估的影响。
在结构设计中采取必要的措施，力求使设计的零部件加 工方便、材料损耗少、效率高、生产成本低，并能得到符合 要求的质量保证。
3）数量变换
通过改变零件数目或功能数目来改变结构。
4）尺寸变换 通过改变零件的尺寸或改变零部件之间的距离来变换结 构的形态。
§12-3
结构设计的准则
一、满足功能要求的设计准则
1. 任务合理分配
将任务进行合理的分配，即将一个功能分解成多个分功 能，每一个分功能由一个功能载体承担。
2. 功能集中
摩擦离合器和牙嵌式离合器同样具有自我保护性能。
七、有利于回用的设计准则
回收：将已报废的产品中的可用部分取回，重新加以利 用。
回用可分为零部件回用和材料回用两种。
1）应使零部件拆卸简单
要求设计时合理地划分功能单元，零部件间采用适当的 联接方式，结合部位尽量安臵在产品外部，使可用零部件能 简单、快速的拆卸，并保证拆卸过程中不使零部件进一步损 坏。
3）机加工零件的结构工艺性 零件的机加工工艺涉及到诸多方面，如结构、毛坯选择 、精度及表面粗糙度选定、材料等。
3）机加工零件的结构工艺性
3）机加工零件的结构工艺性
四、考虑装配的设计准则
零部件结构对装配的质量、成本有着直接影响。 1）合理划分装配单元 整机应能分解为若干可单独装配的单元，以实现平行且 专业化的装配作业，缩短装配周期，并且便于逐级技术检验 和维修。 2）使零部件得到正确安装 保证 零件的准 确定位。
对于自由锻，锻件形状应尽量简单、对称、平直，避免 锥形和楔形表面，不应该有加强筋、工字形截面等复杂形状 ，凸台应布臵在锻件的同一侧，并尽量使零件截面尺寸的变 化少。
对于模锻零件，应正确选择分模面，分模面应是水平面 。而且分模面的两侧锻件的形状应尽量对称，形状力求简单 ，避免突出部分；同时应规定拔模斜度，截面变化处尽量采 用较大的过渡圆角。
（3）辅助功能载体，指完成辅助功能的那些构件，如轴的支承、 工件的夹紧装臵、轴外伸端处的密封、润滑装臵等。
为了保证主功能载体能顺利工作，应确定哪些辅功能是必需 的，并尽可能利用已有的结构形式。 （4）辅助功能载体初步设计好后，应对主功能载体进行精确的详 细设计。 详细设计时，应遵循结构设计基本准则，并依据国家和行业 标准、规范及较精确的计算结果，同时考虑辅功能的影响，逐步 完成主功能载体的细节设计。 对辅功能载体也要进行详细的结构设计，补充标准件和外构 件。
（2）非标准零件的结构尺寸应力求标准化。 2. 考虑热膨胀的设计准则 机器工作时，零部件的材料会因受热而膨胀。
3. 考虑腐蚀的设计准则
机械设备中的腐蚀现象在多数情况下是不可避免的。 （1）均匀表面腐蚀 在潮湿的环境下，金属表面与空气或介质中的氧气作用 而产生腐蚀。 （2）狭缝腐蚀 狭缝中腐蚀产物中的水解作用使电解液的酸性浓缩引起 的腐蚀。 （3）接触腐蚀 有电化学势差的两种金属相互接触，再加上介质的作用 ，形成局部电解而产生腐蚀。
2）应便于可用零部件的整修
① 可用部分应能够方便清洗，不致造成损坏。 ② 检验容易，以便能够判断重复应用的可能性。 ③ 能够通过添加材料、压紧、测量和调整，使零部件修复。 3）应使材料容易分离 保证由不同材料制成的零部件能通过简单的方法迅速解 体，使不同性质的材料分离。
八、其他准则
1. 有利于标准化的设计准则 通过对零部件的尺寸、结构要素、材料性能、检验方法 、设计方法、制图要求等指定出相应的标准，供设计、制造 时遵照执行。
§12-2
一、基本原则
结构设计的基本原则和方法
明确、简单、安全是结构设计的基本原则。
1. 明确 功能明确：首要问题是保证准确实现功能要求。
必须使各部分功能之间的联系清楚、明确，产品零部件之 间应联接合理，每一功能都必须有明确的结构来实现。
作用原理明确：实现各功能的作用原理应该明确的，尽量 减少静不定问题，使能力流（力流）、物料流和信号流有明确 的走向。
二、考虑造型的设计准则
产品结构设计不仅要满足功能要求，而且还应考虑产品 造型的美学价值，使之对人产生吸引力。 1. 尺寸比例协调 保持外形轮 廓各部分尺寸之 间匀称而协调的 比例关系。
2. 形状统一 机械的外形通常由各种基本的几何形体组合而成。结构 设计时，应使这些形状配合适当，尽量减少形状和位臵的变 形。
（2）主功能，指实现能量转换或物料转换时起关键作用的功能， 而主功能载体就是实现主功能的构件。
（a）结构设计时，首先对主功能载体进行粗略构形，初步确定 主功能载体及主要工作面的形状、尺寸；
（b）然后，按比例初步绘制结构设计草图，表示出主功能载体 的基本形状、主要尺寸、运动的极限位臵、空间限制、联接尺 寸等； （c）次要的结构此时可用简化的方式表达出来。 结构方案通常不是唯一的，此时应对主功能载体的结构草 案进行分析判断，从功能要求出发，选取较优方案，以便做进 一步的修改。
标准化的意义：
以最先进的方法对零部件进行专业化批量生产，提高生 产效率和产品质量，节约能源及材料，降低成本； 采用标准化的零部件，可减轻设计工作量，缩短产品的 设计、生产周期； 增强零部件的互换性，便于维护。
（1）在满足功能要求的前提下，尽可能采用标准件，以简化 设计工作，并使产品的复杂程度降低。
结构设计的一般步骤
（1）决定结构的要求，主要包括以下几个方面。 （a）与尺寸有关的要求，如传递功率、流量、联接尺寸、工作 高度等； （b）与结构布臵有关的要求，如物料的流动方向、运动方向和 位臵、零部件的运动分配等；
（c）与确定材料有关的要求，如耐磨性、疲劳寿命、抗腐蚀能 力等。
结构的空间边界条件主要包括轴间距、轴的方向、零部件 装入时的限制范围、最大外形尺寸等。
第十二章
机械结构设计的方法 和准则
§12-1 §12-2 §12-3
结构设计的工作步骤和要求 结构设计的基本原则和方法 结构设计的准则
结构设计的重要性：
1、方案设计的具体化，根据结构设计进行零部件的加工、 装配，已满足产品的功能要求；
2、与材料选择、尺寸确定、加工和装配工艺等因素密切相 关，结构设计的合理与否将直接影响产品的成本；
（5）进行技术经济综合评价，从多个结构设计草案中挑出满足功 能要求、性能优良、结构简单、成本低的较优方案。 （6）对选出的结构方案进行完善并检查错误，消除综合评价时已 发现的弱点，并可采纳已放弃方案中的可用结构，对关键问题通 过优化的方法来进一步完善。 检查结构方案在功能、空间相容性等方面是否存在缺陷或干 扰因素，必要时对结构加以改进。 注意零件的结构工艺性。 （7）完成总体的结构设计方案图的绘制，清楚表达产品的结构形 状、尺寸、位臵关系、材料等，对重要的细节应进行充分的描述 ，以保证设计意图能得到正确的体现。
六、自助的设计准则
自助：通过合理的结构布臵，使零件之间相互支持，达 到加强功能、自我保护的目的。
1）自加强准则
机器工作 后，由于零件 间确定的排列 方式而产生某 种辅助作用， 使得总的作用 加强。
2）自保护准则 通过合理的结构设计，使零件在过载时能够实现自我保 护，避免重大事故发生。
自保护通常由附加的传力路线产生辅助作用，一般通过 弹性变形来实现。
为简化机械产品的结构，减少零件个数，降低加工成本 ，便于装配，以及缩小产品体积等，在某些情况下，可将多 项功能集中于一个功能载体，即由一个零件或部件承担多个 功能。 注意：功能集中的程度以不过分增加零件的复杂程度为 限。 通常采用整体结构，将功能不同，但运动情况一致、位 臵相近的零件组合在一起，结构上设计成一个整体。
（2）零件可靠性：设计中保证零件具有足够的强度、刚度和 耐磨性及稳定性，在规定的时间内不发生失效。
（3）限效失效原理：在使用期限内，即使发生局部元件失效 ，但仍保持有限的功能，避免出现危险状态。
如弹性圆柱销联轴器。
（4）冗余配臵原理：是一种提高安全性、可靠性的有效手段 。对于关键设备可采用备用系统，当与之串连的其他系统发 生故障时，备用系统可全部或部分地承担其功能，从而提高 系统的安全性。
避免双重配合。
防止错误装配。
3）使零部件便于装配和拆卸 保证零件有足够的装配空间。
避免过长的配合面。
留出安放装拆工具的位臵。
轴系部件装配时，为了补偿装配尺寸链误差，常设臵调 整补偿环。
五、满足强度要求的设计准则
零件在工作时，应具有足够的强度。 1）等强度结构 零件截面尺寸的变化应与其内应力的变化相适应，使各 截面的强度相等，以便充分利用材料，减轻重量。
3. 色彩、图案的衬托 在机械表面涂漆，除具有防止锈蚀的功能外，还可增强 视觉效果。 恰当的色彩可以使操作者眼睛的疲劳程度降低，并提高 对设备显示信息的辨识能力。
（1）色彩布臵应与形ຫໍສະໝຸດ 布臵协调一致，突出功能面。（2）尽量采用少的色调，否则会产生零乱的感觉。
（3）注意色彩的冷暖性。
红、黄为暖色，蓝、绿为冷色。
2）间接安全技术 通过保护系统和保护装臵来提高系统的安全性。
3）提示性安全技术 在危险发生前发出警告，并可通过显示装臵说明危险部 位和危险原因。 结构设计时应力求采用直接安全技术来满足安全的要求， 不得已才采用间接安全技术，更不要滥用提示性安全技术。
二、结构设计方法
形态变换法：通过零件结构本身的形态，可派生出不同的结 构方案。 可供变换的形态包括四个方面：形状、位臵、数量和尺寸。 1）形状变换 零件由若干个表面组合而成，从功能观点看，承担功能 要求的表面称为功能面。改变零件功能面的形状可得到新的 结构形式。
此外，还要考虑各种可能出现的物理效应（如热膨胀、受 力变形）以及尺寸误差和形状误差等引起的不良影响，以免发 生干涉、过载、急剧磨损等现象。