​机械零件设计结构需要满足多方面的要求，主要包括以下几点：
一、功能要求
实现预定的动作和功能
机械零件是机械系统的组成部分，必须能够准确地完成设计所要求的动作。例如，在发动机的设计中，活塞的主要功能是在气缸内往复运动，通过与连杆、曲轴的配合将燃烧产生的压力转化为曲轴的旋转运动。因此，活塞的结构设计要保证其能够在气缸内顺畅地上下滑动，并且能够有效地传递动力。
对于传动零件如齿轮，其功能是传递动力和运动。在设计齿轮结构时，要保证齿形的精度和强度，使齿轮能够平稳地传递扭矩，并且按照一定的传动比进行运动传递。
满足工作性能指标
机械零件的工作性能指标包括精度、速度、效率等。例如，在精密机床的设计中，机床的导轨零件需要有很高的精度。导轨的直线度和平行度等精度指标直接影响机床加工零件的精度。为了达到这一要求，导轨的结构设计要考虑材料的选择、加工工艺以及安装方式等因素。
对于高速旋转的机械零件，如涡轮机的转子，其结构设计要考虑如何减少离心力的影响，提高零件的临界转速，以满足高速运转的要求。这可能涉及到转子的形状设计（如采用空心结构来减轻重量）和材料的选择（选择高强度、低密度的材料）等方面，同时还要考虑动平衡等问题，以提高旋转效率。
二、可靠性要求
强度和刚度
强度是指机械零件在载荷作用下抵抗断裂或过量塑性变形的能力。例如，在起重机的设计中，起吊重物的吊臂结构必须有足够的强度。吊臂要承受重物的重力、惯性力以及风载荷等多种复杂的外力作用。如果强度不足，吊臂可能会发生断裂，导致严重的安全事故。在设计时，需要通过力学分析来确定吊臂的尺寸和形状，选择合适的材料，并且可能会采用一些加强结构，如增加肋板等。
刚度是指机械零件在载荷作用下抵抗弹性变形的能力。对于精密机械，刚度尤为重要。例如，在光学仪器的镜头支架设计中，支架必须有足够的刚度，以防止在受到外力（如轻微碰撞或振动）时发生过大的弹性变形，影响镜头的位置精度，从而导致成像质量下降。通常会采用高刚度的材料，并且优化支架的结构形状，如采用箱型结构等，来提高其刚度。
耐磨性和抗疲劳性
耐磨性是指零件抵抗磨损的能力。在摩擦副的设计中，如活塞环与气缸壁之间，由于活塞的往复运动，二者会产生摩擦。为了提高耐磨性，活塞环和气缸壁的材料选择很关键，一般会采用耐磨材料，并且在结构设计上要考虑润滑方式。例如，可以在活塞环上设计油槽，使润滑油能够更好地分布在摩擦表面，减少磨损。
抗疲劳性是指零件在交变载荷作用下抵抗疲劳破坏的能力。例如，在汽车的半轴设计中，半轴在车辆行驶过程中承受着不断变化的扭矩。如果半轴的结构设计不合理，如存在应力集中点（如轴肩处过渡不圆滑），就容易产生疲劳裂纹，最终导致半轴断裂。因此，在设计半轴时，要尽量减少应力集中，并且对材料进行适当的热处理来提高其抗疲劳性能。
稳定性
机械零件在工作过程中要保持结构和性能的稳定。对于细长的受压杆件，如液压支架中的立柱，可能会出现失稳现象。为了保证其稳定性，可以通过增加杆件的截面惯性矩（如采用空心圆形截面），或者设置一些辅助支撑结构来提高其临界载荷，防止失稳。
三、工艺性要求
毛坯制造工艺性
机械零件的毛坯制造方法有铸造、锻造、冲压等多种方式。在设计零件结构时，要考虑毛坯制造的可行性和经济性。例如，对于铸造零件，结构设计要避免出现薄壁、尖角等不利于铸造的形状。因为薄壁部分在铸造时容易出现浇不足的缺陷，尖角处则容易产生应力集中，并且在冷却过程中可能会出现裂纹。一般会将尖角设计成圆角，并且保证壁厚均匀。
对于锻造零件，要考虑锻造工艺的特点。例如，锻造零件的形状应该尽量简单、对称，避免复杂的内腔结构。因为锻造是通过金属的塑性变形来成型的，复杂的内腔很难通过锻造工艺实现，而且会增加锻造模具的成本和锻造难度。
机械加工工艺性
机械加工工艺性包括零件的加工精度、表面粗糙度等方面的要求。在设计零件结构时，要便于加工。例如，在设计轴类零件时，应尽量避免在同一轴段上有过多的尺寸变化，因为尺寸变化频繁会增加加工工序和刀具的更换次数，降低加工效率。而且轴肩处的过渡要设计成合理的圆角或倒角，便于刀具的切入和退出。
对于零件上的孔、槽等结构，要考虑加工方法和加工顺序。例如，对于有位置精度要求的孔系，要设计合理的定位基准，并且在结构上要便于采用合适的加工设备（如钻床、镗床等）进行加工。
装配工艺性
良好的装配工艺性可以提高装配效率和装配质量。在设计机械零件时，要考虑零件之间的装配关系。例如，在设计箱体和箱盖时，要设计合适的定位销孔和连接螺栓孔，使箱盖能够准确地安装在箱体上，并且保证密封性能。
对于有配合要求的零件，如轴与轴承的配合，要考虑配合公差和装配方式。有些零件可能需要采用过盈配合，在设计时要考虑如何便于装配，如可以采用热装或冷装的方法，并且在结构上要预留相应的工艺措施，如在轴上设计油槽或在轴承座上设计拆卸螺孔等。
四、经济性要求
材料成本
机械零件的材料选择要在满足性能要求的前提下，尽量选择价格低廉的材料。例如，在一些对强度要求不是特别高的场合，可以选择普通碳素钢来代替合金钢。同时，还要考虑材料的利用率，在设计零件结构时，尽量减少材料的浪费。例如，在冲压零件的设计中，通过合理的排样可以提高材料的利用率。
加工成本和制造成本
加工成本包括加工设备的使用费用、刀具的损耗费用、人工费用等。在设计零件结构时，要考虑如何减少加工工序和加工难度，从而降低加工成本。例如，采用标准化的零件尺寸和形状，可以使用通用的加工设备和刀具，降低加工成本。
制造成本还包括模具成本、工装夹具成本等。对于需要大量生产的零件，模具成本占比较大。在设计零件结构时，要考虑模具的制造和使用的方便性，尽量采用简单、合理的模具结构，降低模具成本。
五、外观和环保要求
外观要求
在一些对外观要求较高的机械产品中，如医疗器械、消费电子产品等，机械零件的外观设计也很重要。零件的表面处理方式（如喷漆、电镀等）不仅要考虑美观，还要考虑其耐久性和对环境的影响。例如，在电子产品外壳的设计中，要采用美观、质感好的表面处理工艺，同时要保证表面涂层的质量，防止涂层脱落等影响外观的情况。
环保要求
机械零件的设计要考虑环保因素。在材料选择方面，要尽量选择可回收、无污染的材料。例如，在汽车零部件设计中，越来越多的企业开始使用可回收的塑料材料来代替一些传统的不可回收材料。在制造过程中，要考虑减少废弃物的产生和能源的消耗，采用绿色制造工艺，如采用干式切削等少无切削液加工工艺，减少切削液对环境的污染。