如何從機械繫統的角度分析問題

1. 特徵參量在機械故障診斷中的應用

一、故障特徵參量的定義�
對於某一具體的故障類型，我們所關心的問題是：(1)這種故障通過哪些物理參量表現出來；(2)與各物理參量間的關系強弱情況如何。一般而言，對於前一個問題，只要機械繫統的狀態發生了變化，就必定會影響到與之相聯系的各個動態物理參量，牽涉面較廣。而故障類型與物理參量的關系強弱是我們最感興趣的。因為只有那些與某種故障類型之間的關系密切、對故障靈敏可靠的物理參量才被用於故障的診斷。
在機械故障診斷學領域，將這些對故障靈敏、穩定可靠的物理參量稱為故障特徵參量。
機械繫統的故障類型是千差萬別的，與每一種故障類型相對應，機械繫統必定會通過一個或多個物理參量將其表徵出來，每一種故障類型也必須由一種或多種原因所引起。 應該指出的是，對於同一種故障類型，當它們發生在不同的機械繫統上時，其故障特徵參量也不同，因此，在確定某種故障的特徵參量時，應結合具體的系統進行。例如，一般機器的軸承發生故障時，其溫度會升高，此時溫度可選為故障特徵參量。然而，對於礦山井下的通風機，其轉子軸承處於風道內，受到強風冷卻，即使出現故障溫度也未必明顯升高，此時就不宜選用溫度作為軸承故障的特徵參量。
二、故障特徵參量的選取原則�
由上面的分析可知，雖然某種故障類型發生所能引起變化的物理參量有許多個，但可用作故障特徵的參量是有限的，這就引出了如何來選定故障特徵參量的問題。實踐證明，選取故障特徵參量應遵循以下原則：�
1.高度敏感性：機械繫統狀態的微弱變化應引起故障特徵參量的較大變化；�
2.高度可靠性：故障特徵參量是依賴於機械繫統的狀態變化而變化的，如果把故障特徵參量取作應變數，系統狀態取作自變數，則故障特徵參量應是系統狀態這個自變數的單值函數；
3.實用性(或可實現性)：故障特徵參量應是便於檢測的，如果某個物理參量雖對某種故障足夠靈敏，但這個參量不易獲得(經濟的、技術方面的考慮)，那麼這個物理參量也不便用作故障特徵參量。�
三、故障特徵參量的選定方法�
如前所述，不同的故障類型有不同的故障特徵與之相對應，也就是說，故障類型不同，其故障特徵參量也不同。即使是同一種故障類型，當其環境條件(包括故障主體)發生變化時，其故障特徵參量也不同，因此故障特徵參量一般通過理論分析和實驗的方法來確定。

2. 機械繫統動力學分析的一般步驟

參見《機械繫統動力學分析》一書，網路文庫有，可下載

3. 機械繫統設計思想有哪些方面

機械繫統設計是從系統的觀點出發，對機械繫統進行的設計。機械繫統設計思想從根本上改變了傳統的設計思想，從而有利於機械繫統設計的創新性、多樣性和綜合性的體現。它包括以下幾個方面：
1、創新性設計
機械繫統創新性設計是把實現總功能和功能分解作為設計的出發點，由於功能的抽象化和功能分解的多樣化，將會大大有利於機械繫統的創新性設計。
將機械繫統所要實現的功能抽象化，可以開闊設計者的思路，採用多種工作原理實現機械繫統的功能，有利於機械繫統的創新。
功能分解和功能結構的多樣性，可使實現機械繫統總功能的方案多種多樣，設計者可以從中尋找適合某些要求的綜合最優的方案。
2、全面性設計
機械繫統全面性設計是考慮產品生命周期全過程各個階段的要求。如滿足市場的顯需求或隱需求；尋求設計方案的綜合最優化；實現產品製造的經濟性和先進性；滿足用戶要求和有利於維護；考慮回收利用等問題。機械繫統設計中考慮的問題全面，可大大提高設計水平和產品質量。
全面性設計使所設計的產品更具市場競爭力，滿足人類可持續發展的需要。
3、系統性設計
機械繫統系統性設計是強調各要素的整體性。各要素的要求離不開整體的需要，系統性設計使機械繫統的設計更具有整體優良性能。一個系統中各要素的作用是通過總體來體現的，有了總體的概念，才能處理好各要素的設計。
機械繫統設計的系統性還表現在人—機—環境的廣義機械繫統的考慮上，使機械繫統更加有利於發揮人—機的整體效率，使機械繫統的效能得到充分發揮。人—機系統把人看做屬於其中的一個組成部分，同時按人的特性和能力來設計系統。
環境可作為人—機系統的干擾因素來理解，系統設計就是為了排除環境的不利影響。
4、優化性設計
機械繫統設計方案是多種多樣的。這是由機械繫統功能的抽象化和功能分解的多樣化決定的。優化性設計思想是追求機械繫統整體最優、全局最佳。為了達到這一目標，通常採用綜合評價方法來尋求綜合最優的機械繫統方案。
以上機械繫統的設計思想貫穿在整個設計過程之中，以實現機械繫統質量優、性能好、成本低等設計目的。

4. 如何從機械效率的角度解釋機械的自鎖現象

可以通過分析其所含的運動副的自鎖情況或從機械效率的觀點分析來判斷，機械發生自鎖的條件就有如下四種方法：
1)根據機械所含運動副的自鎖條件來判斷其是否自鎖。
2)根據機械效率小於等於零（即η ≤0）的自鎖條件來判斷其是否自鎖。
3)根據機械的生產阻力小於等於零（即G≤0）的自鎖條件來判斷其自鎖狀態。
4)根據作用在構件上的驅動力的有效分力小於等由其所引起的同方向上最大摩擦力（即Ft≤Ffmax）的自鎖條件來判斷其自鎖狀態。

5. 機械繫統微分方程如何進行受力分析

機械繫統微分方程進行受力分析主要步驟
1.根據元件的工作原理及在控制系統中的作用，確定輸入輸出量
2.根據元件工作中遵循的物理規律或化學規律，列寫相應微分方程
3.消去中間變數，得到輸出量與輸入量之間關系的微分方程
機械繫統，一般都通過研究受力平衡和轉矩平衡來得出方程。

6. 什麼是機械繫統機械繫統由幾大部分組成機械繫統在產品中的地位作用

機械繫統概念：是指由許多機器、裝置、監控儀器等組成的大型工業系統，或由零件、部件等組成的機器。

機械繫統的構成：物料流系統、能量流系統和信息流系統，如圖所示。由於能量流系統中的傳動裝置、信息流系統中的操縱裝置及物料流系統中的執行裝置均為常用機構所構成的機械運動部件，從機械設計角度出發可將其歸入機械運動系統。

• 物料流系統：物料是機械繫統工作的對象，機械繫統的任務就是改變物料的形狀和狀態。因此，在機械繫統中，物料流是最重要的部分，機械繫統中直接與物料接觸且使物料發生形狀和狀態變化的部分就構成了物料流系統。

• 能量流系統：任何機器的工作都需要能量，要使物料的形狀和狀態發生變化，更需要大量的能量。因此，機械繫統中用於提供能量、轉換能量和傳遞能量的部分就構成了能量流系統。

• 信息流系統：在物料流和能量流中，各種機構和裝置的工作和停止都要滿足一定的要求。同時，系統還要隨時發現一些故障，並給出相應的處理措施。這些都涉及信息的採集、處理以及指令的發送與接收。因此，機械繫統中用於對系統內的信息和指令進行處理的部分就稱為信息流系統。

• 機械結構系統：結構系統在機械繫統中起著支承、連接的作用，用來安裝物料流、能量流、信息流系統中的零部件，並保證各零部件和系統之間的相互空間位置關系。結構系統由各部分結構件組成，常見的有機身、導軌、箱體、橫梁、工作台等。

• 機械運動系統：包含傳動系統、執行系統及操縱系統。傳動系統是用於傳遞能量(以運動和動力的形式表現)的中間裝置；執行系統通常處於機械繫統的末端，直接與作業對象接觸，其輸出是機械繫統的主要輸出，其功能是機械繫統的主要功能；操縱系統用於將人和機械聯系起來，以實現機械繫統的起停、換向、變速、變力等目的。

機械繫統在產品中的地位作用

1.合理確定系統功能：按功能的性質可分為基本功能和輔助功能。基本功能是用戶直接要求的功能，體現了產品存在的基本價值。輔助功能是為了實現基本功能而附加在產品上的功能，是實現基本功能的手段。因此，確定系統功能時應遵循保證基本功能、滿足使用功能、增添新穎功能、剔除多餘功能，恰到好處地利用外觀功能的原則，降低現實成本，提高功能價值，力求使產品達到更加物美價廉的境界。

2.增強可靠性:按照GB／T 2900.13—2008的規定，可靠性可定義為：「產品在給定的條件下和在給定的時間區間內能完成要求的功能的能力。」

1. 產品是泛指的，包括零件、部件、設備、系統。

2. 要求的功能是指產品所應實現的使用任務的預期功能。例如，汽車的規定功能是運輸，機床的規定功能是加工零件。產品喪失要求的功能稱為失效，對可修復的產品也稱為故障。

3. 給定的條件是指使用條件與環境條件，含運輸、保管條件。

4. 給定的時間：產品的功能只有同使用時間相聯系才有實際意義，不同的產品應有不同的規定時間，如海底電纜要求使用長達三四十年，火箭只要求保證一次工作。給定的時間有的要求的是應力循環次數、轉數等相當於時間的量。

3.提高經濟性:機械繫統的經濟性表現在設計、製造、使用、維修，乃至回收的全過程中。提高設計和製造的經濟性,從設計角度來說主要有以下幾個方面：

1. 合理地確定可靠性要求和安全系數:分別是可靠性設計及傳統設計方法中描述系統工作而不失效的程度指標，但它們的含義及應用有所不同。

2. 貫徹標准化:標准化是組織現代化大生產的重要手段，它大大提高了產品的通用性和互換性，可以使生產技術活動獲得必要的統一協調和良好的經濟效果。

3. 採用新技術：隨著科學技術的發展，各種新技術(包括新工藝、新結構和新材料等)不斷問世，在設計中採用新技術可以使產品具有更好的性能和經濟性，因而具有更強的市場競爭力。

4. 改善零部件的結構工藝性：零部件的結構工藝性包括鑄造工藝性、鍛造工藝性、沖壓工藝性、焊接工藝性、熱處理工藝性、切削加工工藝性和裝配工藝性等，

5. 提高使用和維修的經濟性:使用和維修的經濟性就是考慮使用者的經濟效益，主要可從以下幾個方面加以考慮。

• 提高產品的效率:用戶總是希望購買的產品效率高，能源消耗低，省電、省煤、省油等。機械設備的效率主要取決於傳動系統和執行系統的效率。設計人員應在方案設計和結構設計時，充分考慮提高效率的措施。

• 合理地確定經濟壽命:一般都希望產品有長的使用壽命，但在設計中單純追求長壽命是不恰當的。

• 提高維修保養的經濟性：維修能延長設備的使用壽命，是保持設備良好的技術狀況及正常運行的技術措施，但必須以付出一定的維修費為代價，以盡可能少的維修費用換取盡可能多的使用經濟效益，是機械設備進行維修的原則。

4.保證安全性:機械繫統的安全性包括機械繫統執行預期功能的安全性和人—機—環境系統的安全性。

7. 如何分析故障是電子控制系統引起的,還是由機械繫統和液壓控制系統引起的故障

搜要問題是進行理論分析
液壓控制系統用畫信號線法確定，如果不是液壓系統問題，那就是弟子控制系統問題了

8. 汽車在發動機機械繫統的常見故障及其維修方法和過程案例

咨詢記錄 · 回答於2021-10-19

9. 機械繫統設計的系統法有哪些內容特性

機械繫統設計的系統法就是把研究的對象作為系統或系統的要素和結構，從整體上系統地、全面地進行確定的科學方法。它從系統的觀點出發，著眼於整體與局部、系統與環境、人與機之間的相互聯系和相互作用，並且綜合地、精確地考察研究對象，從而最佳地處理所研究的問題。下面側重闡述系統分解和系統分析的相關內容。
1、系統分解
任何較大的復雜的系統均可分成若幹部分或層次，對於時間過程系統可以分成若干階段。如何將所研究的系統按不同層次或階段，以至逐個地把組成系統的要素或子系統區分開來進行分析，使復雜的系統整體變換成許多簡單的子系統，這就是系統的分解問題。系統整體如何通過分解簡化為若干個子系統，這對於認識整體系統，作出決策，以及協調配合都關系極大。系統分解大體可以分成以下幾種類型：
(1)按空間結構關系進行分解
這是系統分解的常用方法。將系統按空間關系劃分為若干相互關聯的子系統，同一層次的子系統屬平行關系。
例如，一個機械廠如按空間關系可以劃分為鑄造車間、鍛造車間、金工車間、裝配車間、檢修車間等相對獨立的各個子系統，彼此之間雖有聯系，但基本上屬於平行關系。
(2)按系統總目標進行分解
這是將整體系統的總目標劃分為若幹部分的分目標。這種系統分析法有利體現系統不同的屬性。
例如，一台行走式穀物聯合收獲機其總目標是收獲穀物。它可以分解為動力、傳動、執行(包括作物莖稈切斷、穀粒與谷穗分離、穀粒清選等)、操縱控制、行走、支承等相對獨立的子系統。各個子系統分別實現分目標。這種劃分任務明確、目的性強。
(3)按系統模型的關聯性進行分解
這種方法藉助於系統模型的關聯性對系統分解。首先對系統建立主框圖模型，用圖示法或圖表法反映各子目標的相互關系；其次按掌握的資料建立定量的數學模型，反映各子目標的函數關系；其三，將屬性模型轉換為計算機語言以便進行分析計算。通過模型的關聯性分解得到系統的各子系統的相互關系。
(4)按系統控制和管理過程進行分解
為了便於系統工程施工以及進入運行階段的控制和管理，在工程系統中，還必須把一個完整的控制問題變換成一組控制的子問題，然後採取不同方法加以解決。
機械繫統的分解採用第2種方法居多。在進行系統分解時，要特別關注系統的整體性和相關性，並把容易綜合獲得最優的整體方案作為首要條件。
系統分解可以平面分解，也可以分級分解，或者兼有二者的組合分解
系統分解時應注意下述各點：
1)分解數和層次應適宜分解數太少，子系統仍很復雜，不便於子系統的模型化和優化等設計工作；分解數和層次太多，又會給總體系統的綜合設計造成困難。
2)避免過於復雜的分界面對那些聯系緊密的要素不宜分解拆開，即分解的界面應盡可能選擇在要素間結合枝數(聯系數)較少和作用較弱的地方。
3)保持能量流、物質流和信息流的合理流動途徑通常機械繫統工作時都存在著能量、物料和信息三種流的傳遞和變換，它們在從系統輸入到系統輸出的過程中，按一定方向和途徑流動，既不可中斷阻塞，也不能造成干涉或紊流，即便分解成各個子系統，它們的流動途徑仍應明確和暢通。
4)了解系統分解與功能分解的關聯及不同系統分解時，每個子系統仍是一個子系統，它把具有比較緊密結合關系的要素集合在一起，其結構成員雖稍為簡單，但其功能往往還有多項。而功能分解時是按功能體系進行逐級分解，直至不能再分解的單元功能為止。
2、系統分析
系統分析是一種科學的決策方法，其目的是幫助決策者，對所要決策的問題逐步提高其清晰度。它是採用系統的觀點和方法，用定性和定量的工具，對所研究的問題進行系統結構和系統狀態的分析，提出各種可行的方案和替代方案，並進行分析和評價，為決策者選擇最優系統方案提供主要依據。
系統分析的一般程序如下：
1)系統目標設定系統目標是系統分析的出發點和進行評價、決策的主要依據。因此，應進行系統研究——通過對廣泛的資料的分析，獲得有關信息，並利用有效方法(如進行統計和檢驗等)對信息進行處理，以確定系統目標。
2)構造模型模型是實體系統的抽象，它應能表示系統的主要組成部分和各部分的相互作用，以及在運用條件下因果作用和反作用的相互關系。構造模型的目的是用較少的風險、時間和費用來對實體系統作研究和實驗，以便更好地得到系統的性能。模型包括數學模型、實物模型、計算機模擬及各種圖表等。在構造模型時，必須全面考慮系統的各影響因素，分清主次，盡可能如實描述系統的主要特徵。在能滿足系統目標的前提下，應盡量簡化，以需要、簡明、易解為原則。
機械繫統是物理系統，描述物理系統的模型常用圖像模型和數學模型。由於計算機技術的滲透，數學模型的應用越來越廣，尤其是需要對系統進行精確定量分析的場合。
雖然構造模型對於系統分析是很重要的，但也不能排除經驗分析和類比判斷。當設計師能夠根據自己或他人的經驗直觀地作出正確的分析判斷時，也可不必建立模型，但應提出可靠的例證。
3)系統最優化系統最優化就是應用最優化理論和方法，對各個候選方案進行最優化設計和計算，以獲得最優的系統方案。
由於系統的變數眾多，結構通常都很復雜，在系統目標設定時，常常有多個目標，其中有些可能是矛盾的，很難完全兼顧，因此，在多目標的系統分解中，常採取合理的妥協和折中的辦法，如滿意性設計或協調性設計。前者為不一定追求系統的真正最優，而是尋求一個綜合考慮功能、技術、經濟、使用等因素後的滿意的系統；後者在系統中，不一定每項性能指標都達到最優，雖然從局部看不都是最優，但從整體看則是最優，整個系統具有良好的協調性。
4)系統評價系統評價是對系統分析過程和結果的鑒定，其主要目的是判斷所設計的系統是否達到了預定的各項技術經濟指標。
系統的評價對於決策的有效性關系極大，正確的評價可以使決策獲得成功，取得很大的效益，錯誤的評價可以導致決策失敗，付出沉重的代價。
系統評價時，首先要根據系統目標規定一組評價指標，確定系統的評價項目，制定評價的准則。不同的系統應該有不同的評價指標。系統評價的項目是由構成系統的性能要素來確定的，主要包括系統的功能、速度、成本、可靠性、實用性、適應性、壽命、技術水平、生存能力、競爭能力、重量、體積、外觀、能耗等因素。由這些因素構成描述系統的有序集合，可以根據系統所處的實際環境條件安排它們的評價順序。通過對各因素賦予反映價值地位的加權系數，形成一種評價的價值體系。這種價值體系主要是從技術和經濟的角度來進行衡量的。
系統評價應視被評價系統的特點和企業具體條件確定指標體系。一般機械繫統採用較多的評價指標體系是價值和投資體系，對系統總投資費用和總收益進行分析和評價，以選擇技術上先進、經濟上合理的最優系統方案。

10. 機械繫統設計的任務是什麼，有哪些內容

機械繫統設計的任務是為市場提供優質、高效、價廉物美的產品，在市場競爭中取得優勢，贏得用戶，並取得良好的經濟效益。產品質量和經濟效益取決於設計、製造、管理的綜合水平，而產品設計是關鍵，沒有高質量的設計，就不可能有高質量的產品；沒有經濟觀點的設計人員，絕不可能設計出經濟性好的產品。據統計，產品的質量事故中約有一半是設計不當造成的；產品成本中的60％-70％取決於設計。同時，從國民經濟支出的角度看，設計通常是產品研製的所有階段中花費最少的一個階段。但從後果看，這個階段可能是最昂貴的。例如，在科學研究中出現了及時更正只需要1元的錯誤，那麼在試驗設計時更正它的代價就會是10元，在試制階段可能增加到100元，最後在生產階段就會增加到1000元。機械繫統設計時，特別強調和重視要從系統的觀點出發，合理地確定系統功能，增強可靠性，提高經濟性，保證安全性。
1、合理確定系統功能
一項產品的推出總是以社會需求為前提，沒有需求就沒有市場，也就失去了產品存在的價值和依據。而社會需求是變化的，不同時期、不同地點、不同社會環境就會有不同的市場行情和要求。所以，設計師必須確立市場觀念，以社會需求和為用戶服務作為最基本的出發點。
所謂需求，就是對功能的需求。用戶購買產品實際就是購買產品的功能。
按功能的性質可分為基本功能和輔助功能。基本功能是用戶直接要求的功能，體現了產品存在的基本價值。輔助功能是為了實現基本功能而附加在產品上的功能，是實現基本功能的手段。而無論實現哪種功能都需要成本投入。價值工程中常用價值來評價功能與成本的統一程度，即產品的價廉物美程度。價值V(value)可用功能F(function)與成本C(cost)的比來表示：
V=F/C
從式中可以看出，為了提高產品的價值礦，可以採取下述五種措施：①增加功能F，而成本C不變；②功能F不變，降低成本C；③增加一些成本C以換取更多的功能F，即F的增加比C的增加多。④降低一些功能F以使成本C更多地降低，即F的減少小於C的減少；⑤增加功能F，降低成本C。顯然，最後一種是最理想的，但也是最困難的，這就要求我們採用一些特別的手段，如高科技手段。
因此，確定系統功能時應遵循保證基本功能、滿足使用功能、增添新穎功能、剔除多餘功能，恰到好處地利用外觀功能的原則，降低現實成本，提高功能價值，力求使產品達到更加物美價廉的境界。
2、增強可靠性
按照GB／T2900、13—2008的規定，可靠性可定義為：「產品在給定的條件下和在給定的時間區間內能完成要求的功能的能力。」
①產品是泛指的，包括零件、部件、設備、系統。
②要求的功能是指產品所應實現的使用任務的預期功能。例如，汽車的規定功能是運輸，機床的規定功能是加工零件。產品喪失要求的功能稱為失效，對可修復的產品也稱為故障。
③給定的條件是指使用條件與環境條件，含運輸、保管條件。
④給定的時間：產品的功能只有同使用時間相聯系才有實際意義，不同的產品應有不同的規定時間，如海底電纜要求使用長達三四十年，火箭只要求保證一次工作。給定的時間有的要求的是應力循環次數、轉數等相當於時間的量。
增強系統可靠性的最有效方法是進行可靠性設計，也稱概率設計。
3、提高經濟性
機械繫統的經濟性表現在設計、製造、使用、維修，乃至回收的全過程中。
(1)提高設計和製造的經濟性
產品的經濟性決定於其成本，而成本是由設計和製造兩方面的因素決定的。因此，設計師應該了解影響產品成本的設計因素和製造因素，在保證產品功能的前提下努力降低產品的成本。
提高設計和製造的經濟性，從設計角度來說主要有以下幾個方面：
1)合理地確定可靠性要求和安全系數
可靠性要求和安全系數分別是可靠性設計及傳統設計方法中描述系統工作而不失效的程度指標，但它們的含義及應用有所不同。
由於設計時使用的載荷、材料強度等數據都屬於統計量，因而可靠性要求更符合客觀實際。所以，採用可靠性設計可以使系統的設計更合理、更經濟。系統越復雜，其優越性也就越明顯，經濟性和可靠性也就越統一。
採用傳統設計方法，以安全系數作為判據時，將設計中的統計量當作確定量來處理，顯然不符合客觀實際，當安全系數大於1時，並不能排除失效的可能性。
2)貫徹標准化
標准化是組織現代化大生產的重要手段，它大大提高了產品的通用性和互換性，可以使生產技術活動獲得必要的統一協調和良好的經濟效果。它創造的經濟性體現在很多方面，如加快了產品開發速度，縮短了生產技術准備時間，節約了原材料，提高了產品質量、可靠性和勞動生產率，改善了維修性等。
標准化通常包括產品標准化、系列化和通用化。機械工業的技術標准有以下三大類：
①物品標准
它又稱為產品標准，是以產品及其生產過程中使用的物質器材為對象制定的標准，如機械設備、儀器儀表、工裝、包裝容器、原材料等標准。
②方法標准
它是以生產技術活動中的重要程序、規劃、方法為對象制定的標准，如設計計算、工藝、測試、檢驗等標准。
③基礎標准
它是以機械工業各領域的標准化工作中具有共性的一些基本要求或前提條件為對象制定的標准，如計量單位、優先數系、極限與配合、圖形符號、名詞術語等標准。
我國標准分國家標准、部頒標准(專業標准)、企業標准三級。
鑒於目前我國標准化工作的現狀和需要，積極採用國際標准和國外先進標准也是一項重要的技術經濟政策。國際標准主要是指國際標准化組織ISO和國際電工委員會IEC兩個國際性的標准化機構公布的標准。我國是ISO和IEC的成員國。
3)採用新技術
隨著科學技術的發展，各種新技術(包括新工藝、新結構和新材料等)不斷問世，在設計中採用新技術可以使產品具有更好的性能和經濟性，因而具有更強的市場競爭力。
4)改善零部件的結構工藝性
零部件的結構工藝性包括鑄造工藝性、鍛造工藝性、沖壓工藝性、焊接工藝性、熱處理工藝性、切削加工工藝性和裝配工藝性等，深入研究結構工藝性，對新產品的設計，對簡化設計、縮短生產周期、提高勞動生產率、降低成本有重大的經濟意義。良好的結構工藝性也是實現設計目標、減少差錯、減少廢品率、提高產品質量的基本保證。
影響結構工藝性的因素很多，如生產規模、設備和工藝條件、原材料的供應等。當生產條件改變時，零部件結構工藝性是否良好的評價也會隨之變化。因此，結構工藝性既有原則性和規律性，又有一定的靈活性和相對性。設計時應根據不同的情況進行具體分析後確定。
改善結構工藝性的具體措施、原則和規范可參閱有關的設計手冊和資料。
(2)提高使用和維修的經濟性
使用和維修的經濟性就是考慮使用者的經濟效益，主要可從以下幾個方面加以考慮。
1)提高產品的效率
用戶總是希望購買的產品效率高，能源消耗低，省電、省煤、省油等。機械設備的效率主要取決於傳動系統和執行系統的效率。設計人員應在方案設計和結構設計時，充分考慮提高效率的措施。
對屬於生產資料的機械設備，提高其生產率，提高原材料的利用率，降低物耗等，也是提高其效率的重要途徑。
2)合理地確定經濟壽命
一般都希望產品有長的使用壽命，但在設計中單純追求長壽命是不恰當的。
系統正常運行壽命的延長必須以相應的維修為代價。使用壽命的延長，往往伴隨著系統性能的下降，效率降低，使用費用(包括運行、維修、保養、操作、材料及能源消耗等費用)增加，使用經濟性降低，因此在適當的時候應考慮設備更新。另外，由於科學技術的進步，不斷有一些技術更先進、性能價格比更高的新設備出現，加上企業生產規模的發展、產品品種的擴大或改變等，都是要求更新設備的原因。
設備從開始使用至其主要功能喪失而報廢所經歷的時間稱為功能壽命；設備從開始使用至因技術落後而被淘汰所經歷的時間稱為技術壽命。對設備進行適時的技術改造可延長其技術壽命，在延長其技術壽命的同時，再以良好的維修為保證，可延長其經濟壽命。在科技高速發展的時代，設備的技術壽命、經濟壽命常大大短於功能壽命。按成本最低原則，設備更新的最佳時間應由其經濟壽命確定。
3)提高維修保養的經濟性
維修能延長設備的使用壽命，是保持設備良好的技術狀況及正常運行的技術措施，但必須以付出一定的維修費為代價，以盡可能少的維修費用換取盡可能多的使用經濟效益，是機械設備進行維修的原則。
目前，在機械設備中應用比較多的是定期維修方式。這種維修方式因無法准確估計影響故障的因素及故障發生的時間，因而難免出現設備失修或維修次數過多的現象。有的零件未到維修期就已經失效，而有的零件雖未失效，但因已到維修期，而不得不提前更換。因此，定期維修方式的總維修費較高。但由於能夠盡量安排在非正常生產時間進行，從而使因停機停產造成的損失減少，而且便於安排維修前的准備工作，有利於縮短維修時間，保證維修質量。
隨著故障診斷技術的不斷進步，維修技術也得到了飛速發展。按需維修的方式就是採用了故障診斷技術。它不斷地對系統中的主要零部件進行特性值的測定，當發現某種故障徵兆時就進行維修或更換。這種維修方式既能提高系統有效的運行時間，充分發揮零部件的功能潛力。又能減少維修次數，尤其是盲目維修，因而其總的經濟效益較高。但因需配備十分可靠的監控和測試裝置，所以只在重要的和價值很高的系統中採用。
對於不太重要的或價值不太高的產品，有時可設計成免修產品。它在使用期內不必維修，功能壽命終止時即行報廢。
4、保證安全性
機械繫統的安全性包括機械繫統執行預期功能的安全性和人—機—環境系統的安全性。
(1)機械繫統執行預期功能的安全性
機械繫統執行預期功能的安全性是指機械運行時系統本身的安全性，如滿足必要的強度、剛度、穩定性、耐磨性、耐腐蝕性等要求。為此，應根據機械的工作載荷特性及機械本身的要求，按有關規范和標准進行設計和計算。為了避免機械繫統由於意外原因造成故障或失效，常需配置過載保護、安全互鎖等裝置。
(2)人—機—環境的安全性
在人—機—環境的關系中，包括三個要素，即人、機與環境。這三者之間形成了三種子關系，即人與機關系、機與環境關系以及人與環境的關系。從機械繫統設計的角度討論安全性問題就是要考察以下這兩個方面的內容：人—機安全與環境保護。
1)人—機安全
人—機安全首先指的是人員的勞動安全。改善勞動條件，防止環境污染，保護勞動者在生產活動中的安全和健康，是工業技術發展的重要法規，也是企業管理的基本原則之一。
為了保障操作人員的安全，應特別注意機械繫統運行時可能對人體造成傷害的危險區，並進行切實有效的保護。
人—機安全另一方面的內容是人對機器運行安全性的影響，即由於人的操作錯誤(或稱人為差錯)造成系統的功能失靈，甚至危及人的生命安全，這往往不被人們所認識，或不能引起人們的足夠重視。實踐表明，隨著科學技術的發展，人工操縱或控制的各類機器也日趨復雜，對操作人員的要求愈來愈高，如要有準確、熟練地分析、判斷、決策和對復雜情況迅速做出反應的能力。然而，人的能力是有限的，不可能隨著機器的發展而無限提高。如果先進的機器對人的操作要求過高，超出人的能力范圍，就容易發生操作錯誤，這不僅使系統性能得不到發揮，甚至使整個系統失靈或發生重大事故。如美國的AV—8A垂直起落飛機裝備部隊後，從1973年到1977年的五年中，發生16起事故，其中有11起是由飛行員的操作錯誤引起的，佔68％。因此，如何從總體設計上盡量減少系統的不安全因素，是確保「安全」性的一個非常重要的方面。
2)環境保護
環境保護的內容非常廣泛，如工業三廢(廢氣、廢水、廢渣)的治理，除塵，防毒，防暑降溫，採光，採暖與通風，放射保護，雜訊和振動的控制等。