張桂梅

摘要：隨著時代的發(fā)展和技術的進步，人們對機械設計提出了更高的要求。將創(chuàng)新設計應用到機械結構設計環(huán)節(jié)中，可以提升結構設計的科學性和合理性，更好的滿足機械性能要求，促進機械制造業(yè)的發(fā)展。

關鍵詞：機械結構，創(chuàng)新;設計

引言

機械結構設計對機械產(chǎn)品的實用性及可靠性有著較大的影響作用，也體現(xiàn)著我國機械制造水平的高低，在機械制造業(yè)的發(fā)展中占有重要地位。進行機械結構設計時，需要充分考慮到機械構件的尺寸、形狀或位置及材料等各方面因素，而創(chuàng)新設計能夠實現(xiàn)對傳統(tǒng)機械結構設計的優(yōu)化，使機械結構設計的整體水平得到提高，進而促進機械制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。通過深入分析創(chuàng)新設計在機械結構設計中的運用，有利于發(fā)揮創(chuàng)新設計的運用價值，為機械結構設計業(yè)的發(fā)展提供有利支持。

1創(chuàng)新設計對機械結構設計的重要性

近年來，我國社會經(jīng)濟的發(fā)展速度持續(xù)加快，人們的思想觀念也開始朝著多元化的方向發(fā)展，因此，對機械結構設計也提出了更高要求。在這種情況下，傳統(tǒng)的機械結構設計理念逐漸顯示出許多不足，例如，設計出來的機械結構相對單一，能夠使用的范圍也相對較小，導致機械結構的實際作用難以發(fā)揮。機械結構設計人員必須要提高自身的創(chuàng)新意識，使用新工藝、新結構、新材料等設計方式來彌補傳統(tǒng)設計理念的不足，以提高機械結構設計的效率，促使機械制造行業(yè)實現(xiàn)更好的發(fā)展。

2機械結構設計的重要因素

2.1創(chuàng)新和優(yōu)化設計

機械結構的優(yōu)化和創(chuàng)新是機械結構設計中的重要內(nèi)容，決定了產(chǎn)品未來的競爭實力和暢銷量。一般來說，其可以根據(jù)產(chǎn)品的具體表現(xiàn)進行，包括其外形、獨特性能以及操作的使用體驗等方面。

2.2質量設計

機械產(chǎn)品的衡量標準中，質量是關鍵，只有保證質量才能積極有效促進機械工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。在設計機械結構作品時，首先，要考慮機械產(chǎn)品的硬度、結構和精確度是否符合標準。其次，由于機械制造業(yè)的發(fā)展是為了促進經(jīng)濟的發(fā)展，實現(xiàn)經(jīng)濟效益的最大化，因此還要考慮機械產(chǎn)品的環(huán)保性能、造型以及可操作性。最后，設計要合理，以保障產(chǎn)品的質量。

2.3功能設計

人們對機械設備的需求就是其功能需求。為提高人們的生活質量，必須對產(chǎn)品進行新功能研發(fā)設計，創(chuàng)造更加便捷的設備，其功能設計必須建立在滿足自身穩(wěn)定、有科學依據(jù)和對人們不會產(chǎn)生隱患的基礎上。

2.4智能化設計

智能化的設計其具有以下方面的優(yōu)勢：第一，實現(xiàn)了另加裝備環(huán)境的有效模擬，對零件形狀、大小及位置的把控具有重大影響，其確保了機械零件設計的高效進行。第二，在智能化技術平臺支撐下，不同零件的裝配路徑得以有效演示，其在避免不匹配現(xiàn)象發(fā)生的同時，實現(xiàn)了零件裝配的直觀把控。第三，就智能化應用過程來看，其尚處于發(fā)展成熟階段，使得機械設計工期得以有效縮短，其保證了機械效率的有效提升。第四，與傳統(tǒng)設計方式相比，虛擬設計、有限元分析等技術的應用使得機械產(chǎn)品的設計質量得以有效提升。

3創(chuàng)新設計在機械結構設計中的應用

3.1形狀元素變元

通過對機械構件形狀進行重新設計，獲得能夠滿足機械性能需求的創(chuàng)新結構。機械結構創(chuàng)新設計中，形狀的創(chuàng)新是變元法中經(jīng)常使用的一種方法，對機械構件外在物理形狀進行創(chuàng)新設計，調整結構系數(shù)，實現(xiàn)機械結構性能的提升。例如彈簧結構設計的時候，根據(jù)不同使用要求，彈簧截面可以設計成非圓形的。石化部門接觸石油類產(chǎn)品，為減小化學類產(chǎn)品腐蝕的影響，多將零部件設計成曲線面或曲面體，減小表面積。

3.2材料變元

在機械結構設計過程采用的原材料種類通常有很多，不同類型的原材料有著不同的使用價值及作用。所以，在機械結構設計過程，需要按照設計要求，以不同的方式對原材料進行合理選擇，并在此基礎上，對原材料進行加工處理，將其運用到機械結構設計中，從根本上保證機械零件的質量。將材料優(yōu)化創(chuàng)新運用到機械結構設計中，就是在不改變結果的情況下，對機械結構設計中的各種變量進行改變，以此實現(xiàn)對產(chǎn)品性能的優(yōu)化，進而制造出更有品質的機械產(chǎn)品。

3.3工藝變元

機械產(chǎn)品的質量由機械結構設計與機械制造工藝決定。設計人員需要在每個零件的性能、精確度和安全標準的基礎上設計出對應的結構方案，根據(jù)制造工藝的相關要求，來保證零件的精準度與外觀的美觀性，以保證機械產(chǎn)品的質量。

3.4數(shù)量變元

一個機械產(chǎn)品設備的內(nèi)部是一個完整的機械系統(tǒng)，包含的零件不同，其作用也不同。在設計計算時，科研人員應對每個結構的尺寸進行詳細推敲，最終確定最優(yōu)的排列組合方式。對一些數(shù)量相對較多的零件，應仔細盤查其數(shù)據(jù)，設計或尋找其他功能相同的零件進行替換，以確保該產(chǎn)品的性能完備、設計合理。

3.5連接變元

機械連接結構是產(chǎn)品原件組合的重要方式，通過調整連接結構可以實現(xiàn)產(chǎn)品裝配的便捷性，也在一定程度上提升了機械產(chǎn)品運行過程中的穩(wěn)定性。一方面可以通過調整零件的連接方式來直接完成連接變元;另一方面可以通過零部件位置的調整來達到調整連接結構的目的。

3.6位置變元法

交換零件的位置能改變相同數(shù)量和材料零件機械產(chǎn)品的特性和功能，設計者必須保證機械結構設計時的尺寸變元，不斷找到最佳的零件應用尺寸，實現(xiàn)零件應用方案的優(yōu)化。除了要注重零件的性能外，還應該對零件的外形、尺寸進行一定的變化或者修正，保證機械結構運轉的正常。在平時對機械結構設計時，應該盡量縮小零件的尺寸，并將機械結構設計模塊化，以便內(nèi)部零件的不斷協(xié)調運行，直接縮小機械結構的外形。

4創(chuàng)新設計在機械結構設計中的應用優(yōu)化

4.1保障結構社會效益與系統(tǒng)可行性

當今時代下，機械結構的創(chuàng)新設計主要是通過變元法的方式實現(xiàn)的，通過改變機械結構的基本要素達到機械結構整體優(yōu)化的目的。但在利用變元法創(chuàng)新的實施過程中，必須結合機械設備的實際情況進行創(chuàng)新，不能違背機械運行的原理，否則將會極大地影響機械設備的運行。與此同時，在進行機械結構的創(chuàng)新設計時，必須考慮其結構設計的經(jīng)濟性和實用性，這樣才能滿足客戶的市場需求，進一步保障結構設計的社會效益與系統(tǒng)可行性。

4.2綜合分析成本需求和制造工藝內(nèi)容

在機械結構設計不斷創(chuàng)新和優(yōu)化的過程中，其主要考慮產(chǎn)品的結構、材料的選擇以及產(chǎn)品空間的構造三個方面。機械結構的創(chuàng)新性評估是機械制造行業(yè)中的關鍵工作，其逐漸受到其他行業(yè)的關注。經(jīng)濟和科學技術的不斷完善，為機械設計的建模和圖形制造提供了基礎，機械的創(chuàng)新工作也漸漸受到更多外界關注，許多的行業(yè)和企業(yè)家紛紛加入機械的創(chuàng)新和優(yōu)化過程。

結語

械結構設計在機械產(chǎn)品的生產(chǎn)中具有關鍵性作用，零部件結構的完整與實際效能的提高對于工業(yè)生產(chǎn)的效率有著重要影響。在機械產(chǎn)品的研發(fā)與生產(chǎn)過程中，創(chuàng)新設計是推動行業(yè)進步的必要途徑，創(chuàng)新設計不僅能順應市場多元化發(fā)展，也能提升現(xiàn)有的機械水平，實現(xiàn)設計優(yōu)化，對社會經(jīng)濟發(fā)展具有重要意義。

參考文獻

[1]吳夏宣.試論創(chuàng)新設計在機械結構設計的運用[J].中國戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)，2018（44）：202.

[2]付海茹 .創(chuàng)新設計在機械結構設計的運用 [J].中國設備工程 ，2019 （4）：158-159.

[3]胡臣勇.研究創(chuàng)新設計在機械結構設計中的應用[J].科技經(jīng)濟導刊，2017（25）：70-73.

[4]胡恒廣.機械結構設計中的創(chuàng)新設計[J].南方農(nóng)機，2019，50（14）：250.

[5]戚文梁.機械結構設計中的創(chuàng)新設計應用研究[J].科技經(jīng)濟導刊，2018，26（24）：36-37.

[6]曾大開.創(chuàng)新設計在機械結構設計中的應用[J].黑龍江科學，2018，9（16）：58-59.