摘要：近几年，随着国家综合国力的日益强大，工业得到了迅速的发展，出现了一批规模庞大的工业企业。在电子、电气产品的设计中，机柜、机箱、仪表外壳等都属于机械结构的一部分。产品的构造为电气部分提供了安装，支撑，联结，传输，连锁，定位，保护，保护，装饰，美化，指示等功能。这不仅与电子、电气产品的性能有直接的联系，还能使机器的整体性能得到改善，从而极大地增加产品的附加价值。本文主要讨论了电子、电气产品的机械结构设计问题。
关键词：电气电子设备；结构设计；设计
引言
随着室外电子器件的使用范围越来越广，其使用过程中将面临气候条件、地域因素、温湿度变化、机械冲击、电磁干扰等复杂多变的使用环境，从而可能造成器件性能退化甚至失效。为了保证在产品整个寿命周期中，在以上提到的各种环境影响下，设备能够实现其全部预定的功能和性能，因此，产品的环境适应性设计已成为了考虑电子设备功能的一个重要指标。
1机械结构设计的主要特点
因为，机械工程本身就是一个复杂性的特征，并且，随着社会的发展，在机械工程中融合了许多先进的科技和观念，使得它的复杂性得到了进一步的提高，因此，机械结构的设计也变得十分困难，很容易产生各种各样的问题。机械结构设计主要包含了三个方面的工作，分别是：制图、分析和计算。这三个方面中，只要有一项缺少了，就会导致机械结构出现问题，甚至是导致各种机械事故的诱因。在机械结构设计中，结构设计是最重要的一环，根据统计，在进行机械结构设计的过程中，结构设计所占的时间最多，通常超过80%，并且，结构设计是否合理，也是影响机械性能的重要因素。应当指出，机械结构设计的工作并不是单一的，当确定了机械设备的具体性能和使用功能之后，通常会有很多种设计方案，而每一种方案的实施，都可以满足规定的设计需求，因此，要根据实际情况，进行最优的设计。由于结构设计的重要性，在进行此项工作时，不能偏激，要从整体出发，严格执行各项设计要求，完善设计方案，确保机械设备的重要作用。 2电子电气产品机械结构设计
2.1强度和刚度要求
在设计时，应按其承载力大小及对地震和抗冲击的要求进行强度和刚度的校核。在进行结构的强度、刚度设计时，应注意结构的联接形式、整体是否采用装配或焊接等；同时也要考虑到构件的构造型式，如添加折弯部或加压部等，以提高其强度、刚度等。
2.2非受控环境下结构设计
在非受控环境下的电子设备结构部件，按照设计用途、适用环境等级，其材料及紧固件选型、表面涂覆工艺处理都必须与设计应用环境保持一致。当设备在室外工作时，暴露在自然条件下，受风吹日晒，雨雪冰雹等因素的影响，被称作 I类结构。相反，在装置中仅受间接作用的构造构件叫做第二类构造构件。工作于 B级环境中的 I类构件，可以使用无切口、无焊接的热镀锌钢板，并在户外进行粉末喷涂；在直接通风的情况下，对固定件进行了表面电镀处理；也可选择普通的电镀锌，电镀锌等工艺固定件。在 C级工作环境中，可以使用06CR19Ni10或者443奥氏体不锈钢，具有钝化面。在与铝-锌基体部件接触时，为了防止其发生电偶腐蚀，需对其表面进行喷涂粉末，或对其镀锌层进行绝缘处理。D级环境中， I类结构件的材质选择及表面处理方法与 C类结构件一样，但是螺丝固定件采用022CR17Ni12Mo2，如果装置内的相对湿度达65%以上，则禁止将结构件直接用于室外通
风。如果是在车上或船上使用，可以使用铝合金零件，在表面上进行阳极氧化，聚氨酯光漆，或者进行导电性的氧化，选择锶黄的底漆，再进行面漆的喷涂。
行线槽
2.3热设计
热设计的首要目标是将设备中的元件、部件、模组、分机和整个设备的温升控制在可接受的范围内。在进行热学设计时，应以器件的最大容许温度、最大功率消耗为主要指标，以器件的最大容许温度、最大功率消耗为基本指标。散热设计就是要在热源-散热器间形成一个低热阻的通路，使热量能够被快速的传导出来，从而达到工作的可靠性。热设计的要点及原则：（1）保证热控系统具有良好的冷却功能，电子器件均能在更多的热环境中工作。(2)确保热控制系统的可靠性，使其在服役期间发生的失效率低于设备发生的失效率。(3)为了使热控制系统有较好的适用性，需要预留一定的余量，以满足不同的增加量及需求。(4)确保热控制系统的可维护性，便于维修工对热控制系统进行维护和检测和替换。在制定冷却方案时，应综合考虑各种因素，如设备的工作环境、工作条件和其它一些特殊的需要。冷却方式主要包括自然冷却，强迫空气冷却，液体冷却和蒸发冷却。这三种方法均可单独或联合应用。在确定了冷却方法之后，要对加热元件与热敏元件的位置和距离进行适当的
安排，在需要的时候，可以选择使用一定的导热材料，确保气流能够均匀地通过发热元件，从而形成一个合理的气流路径。
2.4配线布线的要求
配布线是电气连接的一种重要手段，在元器件、插件、各功能组件的空间布局中，必须考虑到元件的电气连接、接线路线的布置、母排、相序的定位、连接与安装、电缆的穿孔等，依据工作电流的大小，对 A、 B、 C相、零线、地线、电源的正、负电源的各种控制线进行彩的配置，并按需要对“上，中，下”，“左，中，右”，或“前，中，后”等进行空间位置的配置。为了避免线缆之间的互相影响，在布线之前，首先要对线缆进行归类，一般采用不同的功率等级，按照30 dB的功率等级来划分，把大功率的直流、交流、射频线归一，把大功率的直流、交流、射频线归一，把数字线与模拟线分离，把高频线与低频线分离，把高频线与低频线分离，把它们分别捆绑，单独铺设。在布线时，使用扎带，塑料夹，缠绕带，固定座，波纹管，自粘吸盘，护线支架等，捆绑力合适，电线不会被拉紧，拐弯处有多余的弧度；还可使用行线槽，在线槽中布线。捆扎牢固，避免由于振动而磨损线皮。整体布线满足电气要求，且布线均匀，合理，整齐，美观。
2.5人机工程学应用
在满足性能指标的同时，还要设计出操作方便、灵活、安全、外形美观，符合人的生理和心理特征的结构与外形，从而提升人机系统的效能和可靠性。这就需要对人体的特性进行充分的理解，比如：视觉、听觉、触觉、工作环境因素对人体的影响及安全要求。在面板设计中，一般情况下会涉及到仪器、仪表、控制器、显示器、键盘、按钮开关等器件位置的确定和分组安排，要进行合理的布局，做到整洁美观，方便观察和操作。面板上的颜、文字符号必须符合相关的规范要求。另一边。必须要考虑到可以快速地到并确定故障部位，可以方便地将元件拆卸下来，还要考虑到对安装维护人员的安全措施，还要设置必要的安装维护出入孔和观察窗口。
结束语
面向应用场景的电子设备适应性设计，由于其涉及面广，其复杂性也很大，因此，它是一项重要的技术指标，也是工程计划中的一项关键内容。在项目的最初阶段，要对环境的适用性进行整体的设计分析，要对结构与电气的业务边界的交叉领域、盲区进行识别，采用平行设计与统筹设计相结合的方式，根据项目的开发任务书，对产品的各个功能指标进行
分解、细化；利用先进的设计技术与工艺，对工程的技术成熟度进行论证，保证了工程的环境适应指数的设计文件是可信的，从而保证了研发工程的顺利实施与交付。同时，通过对前一类产品的定期检验，收集、归纳、整理相关数据，为后一类新产品的环境适应设计提供依据。
参考文献
［1］王健石．电子机械工程设计手册［M］．北京：中国标准出版社，2019．
［2］邱成悌．电子设备结构设计原理［M］．南京：东南大学出版社，2019．
［3］高攸纲．屏蔽与接地M］．北京：北京邮电大学出版社，2020．
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