结构工程师结构设计规范.docx
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结构工程师结构设计规范
结构工程师-结构设计规范
一．首先，结构设计必需考虑符合安规要求。
具体与结构相关的安规要求见附件一《结构设计安规要求》。
二．钣金件的设计规范：
1.材料的选用：
根据不同的需求，选择合适的材料。
2.钣金件结构的设计应尽量减少利边和尖角的出现。
3.输出钣金件图纸时，图纸上需注明毛刺方向、产品材质、表面处理等。
4.钣金件上所有的牙孔需在图纸上标明，若设计为自行攻牙的牙孔需事先计算好底孔尺寸并在图纸上标明。
5.固定传感器的钣金件（如：
过渡板、计数架）在设计时需考虑兼容性，便于后期扩展其它新机型。
在输出开模资料时需在图纸上特别标明哪些特征在后期会新开冲孔模进行替换。
6.钣金件的设计必需遵循钣金件设计规范。
详见附件二《钣金结构件可加工性设计规范》。
三．塑胶件的设计规范：
1.材料的选用：
根据不同的需求选择合适的材料。
例如：
传动轮或磨擦较频繁的部件需选用耐磨材料POM、PA66等。
与钞票有磨擦的部件尽量选用导电材料或抗静电材料，防止静电的产生和静电释放。
靠近发垫部件的塑胶部件需选用防火材料，并且设计时应尽量远离发热体。
若受空间限制无法远离，可考虑选用金属材料。
2.结构设计需考虑部件自身的强度、产品注塑成型造成的缩水、熔合线等。
塑胶产品的设计必需遵循塑胶产品设计规范，详见附件三《塑胶产品设计规范及注意事项》。
3.塑胶镶嵌螺丝、螺母及五金预埋件（如：
五金提手）在结构上的设计规范：
a.预埋件金属体紧配面需滚花处理。
b.预埋件金属体紧配面车削加工直径方向成大小大尺寸。
c.大五金预埋件在五金件的结构设计时需预先考虑五金件自身的强度，防止在注塑成型时由于注塑压力造成五金件变形。
设计塑胶包胶部份需考虑其胶厚，尽量保持均匀胶厚且胶厚不可太厚防止缩水及不易注塑成型。
4.螺丝柱上螺孔尺寸的设计需符合下表的要求（参考用）：
螺丝规格
普通牙螺丝
φ
φ
φ
φ
φ
φ
孔径要求
孔径
公差
孔径
公差
孔径
公差
孔径
公差
孔径
公差
孔径
公差
ABS
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HIPS
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PC
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SAN
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POM
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PA
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PP
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螺丝规格
快牙螺丝
φ
φ
φ
φ
φ
φ
孔径要求
孔径
公差
孔径
公差
孔径
公差
孔径
公差
孔径
公差
孔径
公差
ABS
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HIPS
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PC
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SAN
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POM
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PA
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PP
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PVC90°
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PVC100°
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─0
─
─
螺丝柱的直径必需根据螺丝柱底孔尺寸来设计，一般需保证有1.5mm的壁厚。
防止外观缩水螺丝柱底部需掏火山口。
防止螺丝柱变形，螺丝柱周围需增加加强筋。
若螺丝柱靠近胶件的侧壁，一般用加强盘将其与侧壁相连。
5.所有塑胶件的设计需符合WEEE的标准，塑胶产品上需有材料成份标识。
详细见附件四《塑料制品的标识和标志规范》。
6.塑胶件设计完成外发开模后，需先审核开模厂商的排模图是否符合要求。
检查顶针位置、进胶口是否合理，是否有冷却水、撑头等。
四．薄膜开关的设计规范：
1.薄膜开关在设计时需事先了解薄膜开关的生产工艺及相关技术，详见附件五《薄膜面板开关按键技术资料汇编》。
2.配合电子电路的需要，结构应提供合理的出线位置。
所谓合理的出线位置是指：
其出线的位置不会影响美观、结构安装合理无干涉且具有可操作性、电子电路设计可行等要求。
3.薄膜开关（包含显示面板）的显示窗靠边距离（背胶部份）不可小于3.0mm，防止因粘胶面积太小造成的翘起或脱胶。
弧面尽量不要使用薄膜开关面板。
薄膜开关上的两个凸起按键的边距或凸起按键边缘与边界的距离最小不可小于3.0mm，防止薄膜开关的表层与下层脱胶。
4.显示为LED数码管时，薄膜开关的显示区域可做磨砂效果。
但是LED数码必须设计尽量靠近薄膜开关显示区域表层。
显示为LCD时，薄膜开关的显示区需要求其做成光面透明的效果，防止显示模糊。
5.薄膜开关的检验标准需注明有酒精擦拭、手感测试、寿命测试等要求。
6.薄膜开关的材料缺省为PC，按键内部不加锅仔。
7.键体的大小:
键体较大，如对角线长度或园形键的直径大于12毫米时选用0.15毫米厚的薄膜。
薄膜稍厚，反弹有力，键体经多次按后薄膜松弛的倾向较小，从而保证了触点的正常工作。
8.键体的形状:
平面型按键允许选用稍厚一点的薄膜，而用作于电路触点鼓泡的薄膜一般宜采用0.125毫米厚的薄膜，只有在鼓泡球径大而球顶的弦高较小的情况下，才宜采用较厚的薄膜。
五．弹簧的设计规范：
1.根据弹簧不同的需求需选择合适的材料。
常用的弹簧材料及用途见下表：
项目
名称
JIS
代码
概略组成
主要用途及特点
单价级别
JIS标准
回火温度
热后颜色
1
不锈钢线
SUS302和WPB
C（碳）、Si（硅）、Mn（锰）、P（磷）、S（硫）、Ni（镍）、Cr（铬）、Mo（钼）
经过冷加工可得高强度，铁路车辆、输送机螺丝、螺帽、弹簧等，耐热、耐蚀。
中
JISG4314
300°~480°之间（视线径之大小）
米灰色亮白色
SUS304和WPB
广为使用于不锈钢、耐热钢，又用于食品设备，一般仪学设备，原子力，耐热耐蚀。
2
碳钢线
SWCSWB
C（碳）、Si（硅）、Mn（锰）、P（磷）、S（硫）
硬拉钢线，用于耐蚀性差，要求精度不高，钢性较脆，成形后要表面处理或加防锈油。
低
JISG3521
200°~400°之间（视线径之大小）
淡茶色、茶色、青色、淡蓝色、褐色
3
琴钢线
SWPASWPB
C（碳）、Si（硅）、Mn（锰）、P（磷）、S（硫）、Cu（铜）
耐疲劳性佳，要求精度高。
一般用于电池弹簧、开关弹簧等、钢性柔韧，成形后要表面处理或加防锈油。
高
JISG3522
200°~400°之间（视线径之大小）
同SWPA、SWPB
4
铍铜线
C1720W
Be（铍）、Mn（锰）、Ni（镍）、P（磷）[Cu（铜）+Sn（锡）+P（磷）]Ni（镍）+Co（钴）
耐蚀性佳，于时效硬化处理前，富于展性时效硬化处理后，增加耐疲劳性，导电性时效硬化处理应加工后，可制螺丝弹簧电刷，通讯器具（表面镀银、金）。
特高
JISH3270
150°~200°
黄色
5
磷青铜
C5191W
Sn（锡）、Zn（锌）、P（磷）
耐疲劳性，耐蚀性、耐磨耗性佳，可制螺丝弹簧、扭簧、扣钮、扎电机、通讯市场适用（镀金、银）。
较高
JISH3270
150°~200°
黄色
6
其它
如油回火线、白铜线及其它线材，不常用，适用于航天科技。
镀镍线等同SWC+Ni。
常需特别制做，造价昂贵。
2.弹簧设计图纸上需标明弹簧的详细技术参数，包含弹簧圈数、旋向、外径、线径、自由长度、表面处理、是否收口、磨平等。
如有特殊要求也需指明。
例如：
要求内径尺寸，可在图纸上标示内径尺寸，可不用再标示外径尺寸。
如对弹力有特殊要求也需在技术参数上列明。
3.扭簧的设计图上需标明两条力臂的长度尺寸和相对角度尺寸。
4.线径小于0.2mm的弹簧不可选用碳钢线材质。
六．螺丝的设计及应用规范：
1.设计时螺丝尽量使用常规螺丝。
选用螺丝时尽量选用我厂现有的螺丝，避免物料的重复和增加。
2.新螺丝打样时需注明螺丝的规格、表面处理、打样数量等基本要求，并要求供应商附上样品的承认书便于后期的样品确认。
3.特殊螺丝打样时需附上图纸，图纸上需标明特殊要求处的尺寸及技术要求。
4.所有点验钞机使用的螺丝必需要求供应对其加硬处理。
七．轴的设计规范：
1.根据轴的需求选择合适的材料。
常见轴的材料及用途见下表：
种类
名称
用途
碳素钢
35、45、50、Q235
具有较好的综合力学性能，应用较多，尤其是45钢应用最广。
合金钢
20Cr、40CrNi、
20CrMnTi、38CrMoAlA
具有较高的力学性能，但价格较贵，多用于有特殊要求的轴。
2.轴应便于制造，轴上零件要易于装拆。
3.轴和轴上零件要有准确的工作位置。
4.各零件要牢固而可靠地相对固定。
5.改善应力状况，减小应力集中。
6.为便于轴上零件的装拆，一般轴都做成从轴端逐渐向中间增大的阶梯状。
7.装零件的轴端应有倒角，需要磨削的轴端有砂轮越程槽，车螺纹的轴端应有退刀槽。
8.轴向力较小时，可采弹性挡圈或紧定螺钉来实现。
9.轴的图纸上必需标明轴的精度要求，包含：
直线度、同心度、表面光洁度、尺寸公差、材料及表面处理等。
八．轴承的选择及使用注意事项：
1.轴承型号的选择：
轴承型号一般是由使用者根据配套产品的使用条件及承受负荷对轴承进行选择。
2.轴承游隙的选择：
使用者在选用轴承时需对轴承的游隙提出要求，问清轴承的使用条件、其中轴承的转速、温度、配合公差都直接关系到轴承游隙的选择。
一般在3500转/分以下转速大多采用CM游隙，如高温高速则要求采用相对较大的游隙。
轴承游隙在装配后会因为内孔的涨大及外圆的缩小而导致减少，游隙的减少量=过盈量×60%（轴承室是铝的除外）。
比如轴承装配前游隙是0.01mm，装配时过盈量为0.01mm，则轴承装配后的游隙为0.004mm。
在理论上轴承在零游隙时噪音和寿命都达到最佳的状态，但在实际运转中考虑到温升等问题，轴承在装配后游隙为0.002mm-0.004mm较好。
3.油脂的选择：
油脂的选择一般是根据轴承的转速、耐温情况、噪音要求及起动力矩等方面进行选择，使用者需向轴承生产商了解各种油脂的性能。
4.轴承密封型式的选择：
轴承的润滑可分为油润滑和脂润滑。
油润滑轴承一般是选用形式轴承，脂润滑轴承一般选用防尘盖或橡胶密封件密封。
防尘盖适用于高温或使用环境好的部位，密封件分接触式密封和非接触式密封两种，接触式密封防尘性能好但起动力矩大，非接式密封起动力矩小，但密封性能没有接触式好。
5.轴和轴承室公差的选择与控制：
轴承压入轴承后应转动灵活无阻滞感。
如有明显转动不灵活，则表明轴的尺寸太大了，公差要下调。
如轴承压入轴后用手转动有明显“沙沙”感，则可能是轴的公差太大或轴的圆度不好。
所以在控制好轴和轴承室公差时也要控制好圆度。
6.轴承的装配方式：
因为轴承是高精度产品，如装配不当很容易对轴承沟道造成损伤，导致轴承损坏。
轴承在装配时应有专用的夹具，不能随意敲打，在压入轴时只能小圈受力，压大圈时只能大圈受力。
装配时要求装配夹具处于水平状态并平行均匀用力，如有倾斜会导致轴承沟道因受力损坏，而使轴承产生导响。
7.漆锈的预防：
轴承表面覆有一层防锈油，在轴承安装或检测时不要用手直接接触轴承表面更不可使用清洁剂对轴承进行清洁，防止破坏轴承的保护油膜而造成生锈。
九．橡胶、硅胶及聚氨酯产品设计规范及传动带的选择：
1.橡胶、硅胶及聚氨酯产品在设计输出资料时需在技术要求栏内标明产品材质、硬度、不可有杂质等参数要求。
如有特殊要求例如：
颜色、导电性、耐磨性也需特殊标明。
2.用于磨损件的软胶制品需强调其使用要求，同时也需对其耐磨性进行测试计算出寿命。
若需二次加工的软胶制品，在设计资料输出时需考虑其加工余量和公差，避免其经过二次加工后无法达到设计尺寸。
3.脚垫优先选用橡胶、硅胶或聚氨酯等材料制作，确保脚垫具有抗震及防滑功能。
4.传动带根据传动原理的不同，有靠带与带轮间的摩擦力传动的摩擦型带传动，也有靠带与带轮上的齿相互啮合传动的传动。
带传动具有结构简单、传动平稳、能缓冲吸振、可以在大的轴间距和多轴间传递动力，且其造价低廉、不需润滑、维护容易等特点，在近代机械传动中应用十分广泛。
摩擦型带传动能过载打滑、运转噪声低，但传动比不准确（滑动率在2%以下）；同步带传动可保证传动同步，但对载荷变动的吸收能力稍差，高速运转有噪声。
设计者需根据工作机的种类、用途、使用环境和各种带的特性等综合选定适合的传动带。
一十．镜片的设计规范：
1.镜片的选材需考虑的性能包括：
透光性、耐磨性和硬度。
对于玻璃镜片则还要从用途上考虑其透光性，透光的类型和波长。
2.一般PC镜片的透光率低于PMMA镜片。
注塑成型的PC镜片耐磨性和硬度要优于PMMA镜片，经过表面硬化处理后，PMMA的硬度则优于PC镜片。
3.镜片在设计上应以形状简单易装配为基础，尽量不要做成异形。
4.PC镜片，PMMA镜片后加工工艺大多有丝印，电镀，烫金，加硬等，设计要求工艺简单，尽量减少加工次数.提高成品率，减少报废。
5.带颜色且内部有LED灯,数码管,LCD显示屏的镜片要注意颜色干扰，防止其显示颜色被镜片颜色吸收。
6.玻璃镜片如有倒角，设计时要注意倒角角度的大小,倒角尺寸最好做到相等。
7.镜片与配合零件的装配方式有打胶粘合，超声波焊接和卡配三种，有丝印，电镀，烫金的镜片不能经过超声波焊接。
打胶固定的镜片，结构设计需考虑打胶或粘胶的面积。
方便工艺操作。
一十一．包材的设计规范：
1.根据所设计机器的大小选择合适的包装材料。
常见的包材有：
a.卡通箱（CARTON）b.内卡通箱（INNERCARTON）c.平卡（PARTITION）
d.蛋隔（EGG）e.白盒（WHITEBOX）f.彩盒（GIFTBOX）
g.海报（POSTER）h.考贝纸（SEPARSTOR）i.贴纸（LABEL）
j.吸塑（BLISTER）k.吸塑卡（BLISTERCARD）l.胶袋（BAG）m.珍珠棉
2.选择合适的卡通箱纸质及材料，卡通箱纸质分为K，A，B，C，3依次变差。
一般用B=B,纸厚度约为6mm,该种材料最低。
如果客人有特殊要求，则可依照客户的要求进行选择。
3.卡通箱箱唛分印刷箱唛和不印刷箱唛两种。
印箱唛的卡通箱需将箱唛资料给供货商作胶板和打板，要留意箱唛的颜色。
通常箱唛色与PANTONE色有差别,主要是由于纸的本色为深咖啡色。
箱唛上如有净重和毛重、才数等要求的,在卡通箱尺寸和箱唛等确认后,要通知供货商同箱唛一起印在卡通箱上。
才数---通常为日本的计算方法,计算公式为:
才数=卡通箱长x宽x高/;注:
卡通箱尺寸以mm为单位。
4.卡通箱尺寸计算、公差及其它要求如下（仅供参考）：
5.a.卡通箱尺寸计算公式（尺寸以mm为单位）:
卡通箱内所装货品为净尺寸长x宽x高,即LxWxH,例如B=B纸箱，则卡通箱的外尺寸L1=L+13;W1=W+13,H1=H+18（mm）。
b.如果卡通箱内含平卡,则要加上平卡的厚度。
c.计算卡通箱尺寸时要考虑箱内是否装有海报,避免海报不能装入卡通箱内。
d.卡通箱公差:
A+,一般厂以A尺寸CALL办,以0~+5为公差范围。
e.卡通箱的尺寸在制作时,一般控制在20KG以下之重量。
f.如果卡通箱上印有条形码时,必须检测条形码能过条形码机时,方可以确认和批量生产。
6.在卡通箱内的卡通箱称为内卡通箱,一般所用的材料与外卡通箱相同或W9C等.根据客人需要而作,所注意点同外卡通箱。
7.平卡：
平卡常用来垫在产品中间和箱顶部以及底部,以避免开箱时碰花产品。
一般用C33材料,该材料价格较低,厚度为3mm,尺寸同卡通箱内产品的净尺寸一样。
卡通箱内上下部一般各用1pc平卡。
如有内卡通箱,则无需使用。
8.蛋隔：
常用来将产品隔开,该种包装方法成本低。
常用的蛋隔材料是B3B,厚度为3mm,特殊情况下也会考虑用B=B,但成本高。
生产时,蛋隔上的卡槽需用刀模制作,槽深可以为蛋隔高度的一半,组装用对插方式进行。
蛋隔尺寸比卡通箱内部尺寸单边小1.5mm为准,注意防振凸边之强度。
9.白盒：
白盒常用的材料有W9C,W代表白色,纸厚度为2mm。
根据客人的要求,盒盖上会印箱唛和不印箱唛两种,印箱唛时注意箱唛的颜色和位置。
白盒做扣底的较多,也有不做扣底,式样同卡通箱,根据需要而定。
10.彩盒的材料有:
粉灰纸,一面白色,一面为灰色,价格较低,双粉纸两面均为白色,价格偏高。
根据产品的形状和大小决定彩盒的材料。
常用的材料有:
280G粉灰纸,300G粉灰纸,350G粉灰纸,260G粉灰裱E坑,260G双粉纸裱E坑等。
彩盒常见的表面加工有:
常用磨光处理（表面光滑,无粘手感）;过光油（表面光滑,有粘手感）;表面过或PE薄膜。
按客人样品而定,做好的样品给客人确认后,方可进行批量生产。
11.海报：
海报即宣传书,常用的材料有157g白坚纸等。
12.考贝纸：
俗称雪梨纸,常用来包装产品,避免运输和振动中,产品与产品之间被磨花。
考贝纸标准尺寸:
1030x590,考贝纸厂以整张纸为一个计算单位,分割不额外收费。
设计和使用考贝纸时,要绘图分为几等份,以提高利用率。
13.贴纸：
收到客人的菲林或文档,要先进行样板的制作,待客人确认样板后方可进行批量生产。
贴纸分为:
透明贴纸、条形码贴纸、彩印贴纸等。
透明贴纸常用的材料有:
25#PET透明膜、PP、PVC等。
条形码贴纸:
制作好的条形码贴纸样品要过条形码机进行检验,然后给客人确认后,方可进行批量生产。
彩印贴纸:
按客人提供的菲林制作。
根据需要,表面过光油或过PP胶等,注意颜色要尽量与客人的样品相同或相近。
14.吸塑：
常用的吸塑材料有PVC、PP、PET等。
喷油的部位不可以做扣位,以免刮花。
白色的PET成本较高,使用较少,当订单数量较大时,供货商才会订料,因此除非客人特殊要求方可考虑使用。
常用的吸塑方式有:
天地盖式、扣面盖式、扣位式、插卡式、热压式等。
可根据包装需要进行选择。
吸塑常用#号片指片材之厚度,以0.35mm为常用片材。
尽可能避免使用有色的吸塑料,以防成本增加。
15.吸塑卡
16.对于插卡式和热压式的吸塑,通常要用吸塑卡,设计时注意如下:
17.①插卡式吸塑卡
18.吸塑卡与吸塑是用插入式装配的,称为插卡式吸塑卡。
19.当先做吸塑卡,再做吸塑时,需要配作,避免吸塑卡过紧或进长,吸塑卡表面一般要进行磨光处理或过光油或过PP胶等,视客人要求而定。
20.②热压式吸塑卡
21.吸塑卡与吸塑是用热压式装配的,称为热压式吸塑卡。
22.设计时要注意吸塑表面的加工,吸塑卡表面要过吸塑油.如吸塑材料是PET,则吸塑卡表面相应的要过APET环保油,否则吸塑卡和吸塑不能被热压粘接上。
23.③吸塑卡材料:
24.视印刷情况而定,当仅印一面时,用粉灰纸.常用的有300g粉灰,350g粉灰纸,400g粉灰纸等;当两面都要印刷时,用双粉纸.常用的有300g双粉纸,350g粉灰纸,400g粉灰纸等。
25.胶袋：
26.①胶袋按材质分为:
单面汽珠袋、PE袋、PP袋、OPP袋、单面汽珠片等。
27.②按款式分为:
平袋、骨袋、两头通胶袋、打孔的胶袋、印字唛的胶袋、有盖的胶袋等。
28.③常用胶袋表示方法
29.PE或PP平袋:
封口处通常约为5~8mm,表示方法为:
5x8”表示5”为开口;8x5”表示8”为开口。
30.骨袋,俗称拉链袋:
5x8”表示5”为开口;8x5”表示8”为开口。
无封口的胶袋:
5x8”表示两头通。
打孔的胶袋：
孔作透气用,x8”打2孔。
印字胶袋:
PP5x8”印字,打2孔,需注明印内容和位置。
汽珠袋：
要注明单面或双面,其它尺寸标注同前面所述:
PP单面汽珠袋：
5x8”表示5”为开口。
④材料厚度:
一般采用0.03mm,特殊情况采用0.05mm。
⑤设计中注意事项:
当塑料袋比较大时,要在塑料袋上打孔,以防止小孩套入头中窒息。
31.珍珠棉
32.一般用于防振之用,由于此材料环保，现在的很多电子产品用此取代保利龙做包装。
目前我公司的出口机器都趋向与使用此材料作为包装。
因其材料成本较保利龙高，所以在设计此包装时无法做全包方式，需分析出机器的可承重及脆弱部位并要求供应商根据要求设计包装。
一十二．机械综合设计规范：
1.齿轮、同步轮的设计必需依照机械设计标准进行设计，不可随意更改标准参数值。
2.当使用同步轮或齿轮传动时必需计算好两个传动轮之间的中心距，否则会出现同步带与传动轮不匹配。
3.点钞机两组传动轮的线速比不可过大,避免因拽拉而出现的走钞噪音大。
4.机械设计必需符合下列7项基本原则：
a.以市场需求为导向的原则:
机械设计作为一种生产活动,与市场是紧密联系在一起的。
从确定设计课题,使用要求,技术指标,设计与制造工期到拿出总体方案,进行可行性论证,综合效用分析（着眼于实际使用效果的综合分析）,盈亏分析直至具体设计,试制,鉴定,产品投放市场后的信息反馈等都是紧紧围绕市场需求来运作的。
设计人员要时时刻刻想着如何设计才能使产品具有竞争力,能够占领市场,受到用户青睐。
b.创造性原则:
创造是人类的本领。
人类如果不发挥自己的创造性,生产就不能发展,科技就不会进步,也就没有人类的今天。
设计只有作为一种创造性活动才具有强大的生命力。
因循守旧,不敢创新,只能永远落在别人后面。
特别是在当今世界科技飞速发展的情况下,在机械设计中惯窃创造性原则尤为重要。
c.标准化,系列化,通用化原则:
标准化,系列化,通用化简称为”三化”。
”三化”是我国现行的一项很重要的技术政策,在机械设计中要认真惯窃执行。
标准化是指将产品（特别是零部件）的质量,规格,性能,结构等方面的技术指标加以统一规定并作为标准来执行。
系列化是指对同一产品,在同一基本结构或基本条件下规定出若干不同的尺寸系列。
通用化是指在不同种
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