§2-1 概述

　　机械设计的基本特征之一是约束性。机械设计的主要任务，就是要在由各种约束组成的边界条件内(或称之为"设计空间"内)，寻找能满足预定功能和性能要求的最优设计方案。机械设计中的约束主要有：经济方面的约束、社会方面的约束和技术方面的约束。

　　一、技术性能约束
　　技术性能：包括产品的功能、制造和运行状况在内的一切性能，既指静态性能，也指动态性能。例如，产品所能传递的功率、效率、使用寿命、强度、刚度、抗摩擦、磨损性能、振动稳定性、热特性等。
　　技术性能约束：是指相关的技术性能必须达到规定的要求。

　　振动会产生额外的动载荷和变应力，尤其是当其频率接近机械系统或零件的固有频率时，将发生共振现象，这时，振幅将急剧增大，有可能导致零件甚至整个系统的迅速损坏。
　　振动性稳定约束：限制机械系统或零件的相关振动参数，如固有频率、振幅、噪声等在规定的允许范围之内。

　　热特性：机器工作时的发热性能。可能会导致热应力、热应变，甚至会造成热损坏。
　　热特性约束：限制各种相关的热参数(如热应力、热应变、温升等)在规定范围之内。

　　二、标准化约束
　　与机械产品设计有关的主要标准大致有：
　　概念的标准化：设计过程中所涉及的名词术语、符号、计量单位等。
　　实物形态的标准化：对产品、零部件、原材料、设备及能源等的结构形式、尺寸、性能等，都应按统一的规定选用。
　　方法的标准化：与生产技术有关的操作方法、测量方法、试验方法等都应按相应规定实施。
　　技术文件的标准化：在产品设计过程中，需要形成的各种技术文件等，都应按相应的规定执行。

　　标准化约束：在设计的全过程中的所有行为，都要满足上述标准化的要求。

　　三、可靠性约束
　　可靠性：产品或零部件在规定的使用条件下，在预期的寿命内能完成规定功能的概率。　　可靠性约束：是指所设计的产品、部件或零件应能满足规定的可靠性要求。

　　四、安全性约束
　　机器的安全性包括：
　　零件安全性：指在规定外载荷和规定时间内零件不发生如断裂、过度变形、过度磨损和不丧失稳定性等等。
　　整机安全性：指机器保证在规定条件下不出故障，能正常实现总功能的要求。
　　工作安全性：指对操作人员的保护，保证人身安全和身心健康等等。
　　环境安全性：指对机器的周围环境和人不造成危害和污染。

　　安全性约束：是指所设计的机器应能满足上述诸方面的限制。