產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設計是指產(chǎn)品開發(fā)環(huán)節(jié)中結(jié)構(gòu)設計工程師根據(jù)產(chǎn)品功能而進行的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的設計工作,產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設計的工作包括根據(jù)外觀模型進行零件的分件、確定各個部件的固定方法、設計產(chǎn)品使用和運動功能的實現(xiàn)方式、確定產(chǎn)品各部分的使用材料和表面處理工藝等等,產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設計是機械設計的基本內(nèi)容之一,也是設計過程中花費時間多的一個工作環(huán)節(jié)。在產(chǎn)品形成過程中,起著十分重要的作用。
如果把設計過程視為一個數(shù)據(jù)處理過程,那么,以一個零件為例,工作能力設計只為人們提供了極為有限的數(shù)據(jù),盡管這少量數(shù)據(jù)對于設計很重要,而零件的終幾何形狀,包括每一個結(jié)構(gòu)的細節(jié)和所有尺寸的確定等大量工作均需在結(jié)構(gòu)設計階段完成。其次,因為零件的構(gòu)形與其用途以及其它“相鄰”零件有關,為了能使各零件之間彼此“適應”,一般一個零件不能拋開其余相關零件而孤立地進行構(gòu)形。因此,設計者總是需要同時構(gòu)形較多的相關零件(或部件)。此外,在結(jié)構(gòu)設計中,人們還需更多地考慮如何使產(chǎn)品盡可能做到外形美觀、使用性能優(yōu)良、成本低、可制造性、可裝配性、維修簡單、方便運輸以及對環(huán)境無不良影響等等。因此可以說,結(jié)構(gòu)設計具有“”和“多目標”的工作特點。
一個零件、部件或產(chǎn)品,為要實現(xiàn)某種技術(shù)功能,往往可以采用不同的構(gòu)形方案,而目這項工作又大都是憑著設計者的“直覺”進行的,所以結(jié)構(gòu)設計具有靈活多變和工作結(jié)果多樣性等特點。
對于一個產(chǎn)品來說,往往從不同的角度提出許多要求或限制條件,而這些要求或限制條件常常是彼此對立的。例如:高性能與低成本的要求,結(jié)構(gòu)緊湊與避免干涉或足夠調(diào)整空間的要求,在接觸式密封中既要密封可靠又要運動阻力小的要求,以及零件既要加工簡單又要裝配方便的要求等等。結(jié)構(gòu)設計必須面對這些要求與限制條件,并需根據(jù)各種要求與限制條件的重要程度去尋求某種“折衷”,求得對立中的統(tǒng)一。