創(chuàng)新設(shè)計在機械結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用分析

摘 要：隨著市場經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，使人們的生活水平有了快速提高，對生活品質(zhì)也有了更高的要求。因此，使社會認(rèn)識到了創(chuàng)新的重要性，能滿足人們的多元化需求。尤其是在機械結(jié)構(gòu)設(shè)計中，采用創(chuàng)新設(shè)計的方式，有利于提高機械的質(zhì)量和性能，從而推動機械制造業(yè)快速發(fā)展，不斷提高我國的經(jīng)濟(jì)實力，實現(xiàn)其應(yīng)有的價值。

關(guān)鍵詞：創(chuàng)新設(shè)計；機械結(jié)構(gòu)設(shè)計；設(shè)計技術(shù)

創(chuàng)新是行業(yè)發(fā)展的靈魂，是實現(xiàn)企業(yè)競爭力的源泉，有利于企業(yè)獲得更大的上升空間，以滿足社會的發(fā)展需求。現(xiàn)階段，市場需求開始呈多元化趨勢，傳統(tǒng)的設(shè)計理念使企業(yè)的發(fā)展受到了限制，無法發(fā)揮其實際作用。對此，應(yīng)強化創(chuàng)新設(shè)計理念，對機械結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，從而實現(xiàn)最優(yōu)設(shè)計效果。

1 創(chuàng)新設(shè)計對機械結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要性

現(xiàn)階段，我國社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展較快，人們的思想意識發(fā)生了轉(zhuǎn)變，開始向多元化方向發(fā)展，要求機械結(jié)構(gòu)滿足多元化的發(fā)展需求，使其具備良好的功能和性能，以保障工作效率。在此背景下，傳統(tǒng)設(shè)計理念的劣勢尤為凸顯，其結(jié)構(gòu)單一、應(yīng)用范圍有限，使其行業(yè)價值受到了影響。對此，要求設(shè)計人員提高創(chuàng)新意識，采用新材料、新工藝、新結(jié)構(gòu)等設(shè)計方式，以打破常規(guī)設(shè)計理念的限制，對機械結(jié)構(gòu)的本質(zhì)進(jìn)行創(chuàng)新，從而提高機械制造領(lǐng)域的生命力，保證其安全、穩(wěn)定的發(fā)展。

2 創(chuàng)新設(shè)計在機械結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用

變元法這一理念最早由德國提出并使用的，對創(chuàng)新機械結(jié)構(gòu)設(shè)計有十分重要的意義。在采用這種設(shè)計理念時，需要對產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計理念進(jìn)行分析，合理確定機械結(jié)構(gòu)的特點和要求，并根據(jù)實際情況來創(chuàng)新設(shè)計，能有效保障機械結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，從而實現(xiàn)變元法的設(shè)計效果。現(xiàn)階段，變元法主要是對機械結(jié)構(gòu)的材料、尺寸、位置、形狀等其各方面進(jìn)行創(chuàng)新，能保障結(jié)構(gòu)設(shè)計效果。

2.1 材料設(shè)計

當(dāng)進(jìn)行機械結(jié)構(gòu)設(shè)計時，需要合理確定設(shè)計材料，每種材料的性質(zhì)、特點等不同，在進(jìn)行設(shè)計與施工時，會產(chǎn)生不同的效果。因此，應(yīng)根據(jù)材料的實際情況來優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計，從而保障設(shè)計質(zhì)量。例如，當(dāng)機械結(jié)構(gòu)的主體設(shè)計材料為鋼材時，應(yīng)充分發(fā)揮鋼材的優(yōu)勢，使其結(jié)構(gòu)具備良好的硬度和強度。對此，可采用增加鋼結(jié)構(gòu)截面尺寸的方法，能有效提高其性能。相比于鋼材來說，鑄鐵材料的硬度和強度要差一些，傳統(tǒng)的設(shè)計理念使其性能受到了影響，無法保障產(chǎn)品的質(zhì)量和使用壽命。而在鑄鐵上增加隔板或強筋，也能有效提高機械結(jié)構(gòu)的性能。這種變元法，可對材料結(jié)構(gòu)中的變量進(jìn)行設(shè)計，從而保障設(shè)計效果[1]。

2.2 數(shù)量設(shè)計

在對機械結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計時，需要對其內(nèi)部元素的數(shù)量進(jìn)行調(diào)整，使其滿足不同行業(yè)的需要。通常情況下，在進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計時，只需要改變結(jié)構(gòu)內(nèi)部元素的數(shù)量即可，能有效改變結(jié)構(gòu)的性能，實現(xiàn)其設(shè)計價值。雖然這種設(shè)計方法比較簡單，但能有效保障設(shè)計效果。例如，在進(jìn)行螺絲設(shè)計時，傳統(tǒng)的設(shè)計方式為墊片、螺桿、螺帽等，其零件數(shù)量比較多，給機械結(jié)構(gòu)的安裝及拆卸工作帶來了很大的難度。對此，在進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計時，可將其設(shè)計成多功能一體化螺絲，以降低零件的使用數(shù)量，從而保障工作效率。

2.3 形狀設(shè)計

形狀是機械結(jié)構(gòu)設(shè)計中的重點內(nèi)容，通過改變機械結(jié)構(gòu)的表面形狀或整體形狀，能改變各個零件的規(guī)格，從而優(yōu)化機械結(jié)構(gòu)的性能。例如，在對彈簧進(jìn)行設(shè)計時，需要利用其彈力來壓緊零件。而采用創(chuàng)新設(shè)計理論，不僅可以選擇彈簧的的種類，還可對壓緊零件的形狀進(jìn)行改變，比如，有平面、球面等，以滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計的實際需求。但在設(shè)計時還需要注意彈簧與零件之間的距離，合理控制壓緊力，防止影響結(jié)構(gòu)質(zhì)量。

2.4 位置設(shè)計

當(dāng)對機械結(jié)構(gòu)進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計時，可通過改變零件的位置來調(diào)整結(jié)構(gòu)的性能，從而實現(xiàn)其創(chuàng)新效果。通常情況下，當(dāng)設(shè)計焊接縫的位置時，一般可將其布置在中軸線及其附近，能避免機械結(jié)構(gòu)發(fā)生形變等問題，能有效保障結(jié)構(gòu)的安全性與穩(wěn)定性，從而推動企業(yè)快速發(fā)展。

2.5 工藝設(shè)計

工藝設(shè)計是機械結(jié)構(gòu)設(shè)計的核心環(huán)節(jié)，對保證機械質(zhì)量有十分重要的意義。由于每個機械結(jié)構(gòu)的性質(zhì)需求不同，在進(jìn)行設(shè)計時需要進(jìn)行相應(yīng)的改變，以發(fā)揮其實際價值。因此，在實際工作中，要求設(shè)計人員正確分析各個機械結(jié)構(gòu)的工藝需求，對其內(nèi)部零件的構(gòu)成進(jìn)行研究，從而不斷提高圖紙設(shè)計水平。同時，還需要在圖紙中明確標(biāo)明各個零件的施工方法及參數(shù)信息，避免理論效果與實際效果存在較大的差距。另外，還需要對影響機械結(jié)構(gòu)質(zhì)量、成本等因素劃分出來，并做好解決預(yù)案，能有效提高機械結(jié)構(gòu)的設(shè)計質(zhì)量[2]。

3 創(chuàng)新設(shè)計理念的應(yīng)用優(yōu)勢及需要注意的問題

現(xiàn)階段，在科學(xué)技術(shù)的發(fā)展下，我國的工業(yè)化進(jìn)程不斷加快，但與發(fā)達(dá)國家相比，還存在一定的差距。在此背景下，會使我國機械制造業(yè)缺少國際競爭力，使其行業(yè)發(fā)展受到了影響。在新時期下，市場越來越看重創(chuàng)新的優(yōu)勢性和重要性，能有效提高社會生產(chǎn)力，實現(xiàn)其經(jīng)濟(jì)效益。同時，創(chuàng)新機械結(jié)構(gòu)設(shè)計有利于優(yōu)化設(shè)計質(zhì)量，使其向多功能一體化方向發(fā)展，能有效提高資源利用率，實現(xiàn)其社會效益。另外，創(chuàng)新設(shè)計理念的發(fā)展，使各企業(yè)看到了自身的發(fā)展機遇與挑戰(zhàn)，有利于創(chuàng)造和諧的競爭環(huán)境，推動企業(yè)快速發(fā)展，實現(xiàn)其市場競爭力。

當(dāng)對機械結(jié)構(gòu)進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計時，應(yīng)注意幾個問題，一是，優(yōu)化設(shè)計方案。當(dāng)進(jìn)行設(shè)計工作時，需要采用科學(xué)的方法來進(jìn)行評價，有利于保證機械結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。同時，還應(yīng)從經(jīng)濟(jì)效益和社會效益兩個指標(biāo)來進(jìn)行考慮，對重點結(jié)構(gòu)部分建立模型，并通過數(shù)據(jù)進(jìn)行對比和分析，不斷優(yōu)化設(shè)計方案，以提高設(shè)計質(zhì)量。二是，加強防腐設(shè)計。防腐設(shè)計是比較重要的內(nèi)容，對機械結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和使用壽命會造成嚴(yán)重的影響。因此，在進(jìn)行設(shè)計時，應(yīng)對內(nèi)部構(gòu)件、焊接縫隙、構(gòu)件表面等進(jìn)行防腐設(shè)計，從而保障設(shè)計效果。

4 結(jié)語

目前，傳統(tǒng)的設(shè)計理念存在很多的限制性問題，已不符合現(xiàn)代社會的發(fā)展需求。因此，要求機械結(jié)構(gòu)設(shè)計人員創(chuàng)新設(shè)計理念，優(yōu)化設(shè)計方式，以提高機械結(jié)構(gòu)的設(shè)計質(zhì)量，實現(xiàn)其應(yīng)有的效益。

參考文獻(xiàn)：

[1]高翔.論計算機輔助技術(shù)與機械設(shè)計制造相結(jié)合相關(guān)研究[J].科技展望，2016，26（30）：4.

[2]李克非.試析創(chuàng)新思維在機械工程設(shè)計中的運用[J].黑龍江科技信息，2011，（03）：15.

作者簡介：王賓瑞（1982-），男，山東曹縣人，碩士，機械工程師，機械結(jié)構(gòu)設(shè)計、機械傳動設(shè)計、自動化生產(chǎn)線方向。