理论设计
根据长期总结出来的设计理论和实验数据所进行的设计，称为理论设计。现以简单受拉杆件的强度计算为例来讨论理论设计的概念。设计时强度计算公式为：
σ≤σlim/S 或 F/A≤σlim/S
式中：F——作用于拉杆上的外载荷；A——拉杆横截面面积；σlim——拉杆材料的极限应力；S——设计安全系数（简称为安全系数）
1．设计计算
由公式直接求出杆件必须的横截面尺寸A，即： A≥SF/σlim
2．校核计算
在按其它办法初步设计出杆件的横截面尺寸后，可选用下列四式之一进行校核计算：
σ＝F/A≤[σ]
F≤σlimA/S
Sca=σlim/σ≥S
σlim≥Sσ
式中：Sca为安全系数计算值，或简称为计算安全系数。
设计计算多用于能通过简单的力学模型进行设计的零件；校核计算则多用于结构复杂，应力分布较复杂，但又能用现有的应力分析方法（以强度为设计准则时）或变形分析方法（以刚度为设计准则时）进行计算的场合。
经验设计
根据对某类零件已有的设计与使用实践而归纳出的经验关系式，或根据设计者本人的工作经验用类比的方法所进行的设计叫做经验设计。这对那些使用要求不大变动而结构形状已典型化的零件，是很有效的设计方法。例如箱体、机架、传动零件的各结构要素等。
模型实验设计
对于一些尺寸巨大而机构又很复杂的重要零件，尤其是一些重型整体机械零件，为了提高设计质量，可采用模型实验设计的方法。即把初步设计的零、部件或机器作成小模型或小尺寸样机，经过实验的手段对其各方面的特性进行检验，根据实验结果对设计进行逐步的修改，从而达到完善。这样的设计叫做模型实验设计。
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