?機械零件設計結構需要滿足多方面的要求，主要包括以下幾點：
一、功能要求
實現(xiàn)預定的動作和功能
機械零件是機械系統(tǒng)的組成部分，必須能夠準確地完成設計所要求的動作。例如，在發(fā)動機的設計中，活塞的主要功能是在氣缸內往復運動，通過與連桿、曲軸的配合將燃燒產生的壓力轉化為曲軸的旋轉運動。因此，活塞的結構設計要保證其能夠在氣缸內順暢地上下滑動，并且能夠有效地傳遞動力。
對于傳動零件如齒輪，其功能是傳遞動力和運動。在設計齒輪結構時，要保證齒形的精度和強度，使齒輪能夠平穩(wěn)地傳遞扭矩，并且按照一定的傳動比進行運動傳遞。
滿足工作性能指標
機械零件的工作性能指標包括精度、速度、效率等。例如，在精密機床的設計中，機床的導軌零件需要有很高的精度。導軌的直線度和平行度等精度指標直接影響機床加工零件的精度。為了達到這一要求，導軌的結構設計要考慮材料的選擇、加工工藝以及安裝方式等因素。
對于高速旋轉的機械零件，如渦輪機的轉子，其結構設計要考慮如何減少離心力的影響，提高零件的臨界轉速，以滿足高速運轉的要求。這可能涉及到轉子的形狀設計（如采用空心結構來減輕重量）和材料的選擇（選擇高強度、低密度的材料）等方面，同時還要考慮動平衡等問題，以提高旋轉效率。
二、可靠性要求
強度和剛度
強度是指機械零件在載荷作用下抵抗斷裂或過量塑性變形的能力。例如，在起重機的設計中，起吊重物的吊臂結構必須有足夠的強度。吊臂要承受重物的重力、慣性力以及風載荷等多種復雜的外力作用。如果強度不足，吊臂可能會發(fā)生斷裂，導致嚴重的安全事故。在設計時，需要通過力學分析來確定吊臂的尺寸和形狀，選擇合適的材料，并且可能會采用一些加強結構，如增加肋板等。
剛度是指機械零件在載荷作用下抵抗彈性變形的能力。對于精密機械，剛度尤為重要。例如，在光學儀器的鏡頭支架設計中，支架必須有足夠的剛度，以防止在受到外力（如輕微碰撞或振動）時發(fā)生過大的彈性變形，影響鏡頭的位置精度，從而導致成像質量下降。通常會采用高剛度的材料，并且優(yōu)化支架的結構形狀，如采用箱型結構等，來提高其剛度。
耐磨性和抗疲勞性
耐磨性是指零件抵抗磨損的能力。在摩擦副的設計中，如活塞環(huán)與氣缸壁之間，由于活塞的往復運動，二者會產生摩擦。為了提高耐磨性，活塞環(huán)和氣缸壁的材料選擇很關鍵，一般會采用耐磨材料，并且在結構設計上要考慮潤滑方式。例如，可以在活塞環(huán)上設計油槽，使?jié)櫥湍軌蚋玫胤植荚谀Σ帘砻?，減少磨損。
抗疲勞性是指零件在交變載荷作用下抵抗疲勞破壞的能力。例如，在汽車的半軸設計中，半軸在車輛行駛過程中承受著不斷變化的扭矩。如果半軸的結構設計不合理，如存在應力集中點（如軸肩處過渡不圓滑），就容易產生疲勞裂紋，最終導致半軸斷裂。因此，在設計半軸時，要盡量減少應力集中，并且對材料進行適當?shù)臒崽幚韥硖岣咂淇蛊谛阅堋?br>穩(wěn)定性
機械零件在工作過程中要保持結構和性能的穩(wěn)定。對于細長的受壓桿件，如液壓支架中的立柱，可能會出現(xiàn)失穩(wěn)現(xiàn)象。為了保證其穩(wěn)定性，可以通過增加桿件的截面慣性矩（如采用空心圓形截面），或者設置一些輔助支撐結構來提高其臨界載荷，防止失穩(wěn)。
三、工藝性要求
毛坯制造工藝性
機械零件的毛坯制造方法有鑄造、鍛造、沖壓等多種方式。在設計零件結構時，要考慮毛坯制造的可行性和經濟性。例如，對于鑄造零件，結構設計要避免出現(xiàn)薄壁、尖角等不利于鑄造的形狀。因為薄壁部分在鑄造時容易出現(xiàn)澆不足的缺陷，尖角處則容易產生應力集中，并且在冷卻過程中可能會出現(xiàn)裂紋。一般會將尖角設計成圓角，并且保證壁厚均勻。
對于鍛造零件，要考慮鍛造工藝的特點。例如，鍛造零件的形狀應該盡量簡單、對稱，避免復雜的內腔結構。因為鍛造是通過金屬的塑性變形來成型的，復雜的內腔很難通過鍛造工藝實現(xiàn)，而且會增加鍛造模具的成本和鍛造難度。
機械加工工藝性
機械加工工藝性包括零件的加工精度、表面粗糙度等方面的要求。在設計零件結構時，要便于加工。例如，在設計軸類零件時，應盡量避免在同一軸段上有過多的尺寸變化，因為尺寸變化頻繁會增加加工工序和刀具的更換次數(shù)，降低加工效率。而且軸肩處的過渡要設計成合理的圓角或倒角，便于刀具的切入和退出。
對于零件上的孔、槽等結構，要考慮加工方法和加工順序。例如，對于有位置精度要求的孔系，要設計合理的定位基準，并且在結構上要便于采用合適的加工設備（如鉆床、鏜床等）進行加工。
裝配工藝性
良好的裝配工藝性可以提高裝配效率和裝配質量。在設計機械零件時，要考慮零件之間的裝配關系。例如，在設計箱體和箱蓋時，要設計合適的定位銷孔和連接螺栓孔，使箱蓋能夠準確地安裝在箱體上，并且保證密封性能。
對于有配合要求的零件，如軸與軸承的配合，要考慮配合公差和裝配方式。有些零件可能需要采用過盈配合，在設計時要考慮如何便于裝配，如可以采用熱裝或冷裝的方法，并且在結構上要預留相應的工藝措施，如在軸上設計油槽或在軸承座上設計拆卸螺孔等。
四、經濟性要求
材料成本
機械零件的材料選擇要在滿足性能要求的前提下，盡量選擇價格低廉的材料。例如，在一些對強度要求不是特別高的場合，可以選擇普通碳素鋼來代替合金鋼。同時，還要考慮材料的利用率，在設計零件結構時，盡量減少材料的浪費。例如，在沖壓零件的設計中，通過合理的排樣可以提高材料的利用率。
加工成本和制造成本
加工成本包括加工設備的使用費用、刀具的損耗費用、人工費用等。在設計零件結構時，要考慮如何減少加工工序和加工難度，從而降低加工成本。例如，采用標準化的零件尺寸和形狀，可以使用通用的加工設備和刀具，降低加工成本。
制造成本還包括模具成本、工裝夾具成本等。對于需要大量生產的零件，模具成本占比較大。在設計零件結構時，要考慮模具的制造和使用的方便性，盡量采用簡單、合理的模具結構，降低模具成本。
五、外觀和環(huán)保要求
外觀要求
在一些對外觀要求較高的機械產品中，如醫(yī)療器械、消費電子產品等，機械零件的外觀設計也很重要。零件的表面處理方式（如噴漆、電鍍等）不僅要考慮美觀，還要考慮其耐久性和對環(huán)境的影響。例如，在電子產品外殼的設計中，要采用美觀、質感好的表面處理工藝，同時要保證表面涂層的質量，防止涂層脫落等影響外觀的情況。
環(huán)保要求
機械零件的設計要考慮環(huán)保因素。在材料選擇方面，要盡量選擇可回收、無污染的材料。例如，在汽車零部件設計中，越來越多的企業(yè)開始使用可回收的塑料材料來代替一些傳統(tǒng)的不可回收材料。在制造過程中，要考慮減少廢棄物的產生和能源的消耗，采用綠色制造工藝，如采用干式切削等少無切削液加工工藝，減少切削液對環(huán)境的污染。