創新設計在機械結構設計的運用

付海茹

(八億橡膠有限責任公司，山東 棗莊 277000)

為了不斷發展，許多企業都積極創新，不斷提升自身競爭力，對發展空間進行積極拓展。在機械結構設計當中，市場的發展逐漸趨向于多元化，為了行業的發展，要不斷提高創新意識，對結構設計的深度進行不斷優化和完善，確保設計效果的有效提升。在現階段的機械設計行業當中，創新設計思維具有一定的統一性，在變元法的前提下，使具體操作更加具有可續行和便捷性，有效樹立設計環節當中的可變因素，將邏輯化思維融入其中，對機械機構設計進行不斷創新，使實際應用效果得到有效提升。

1 創新設計對機械結構設計的重要性

現階段，要求機械結構滿足多元化的發展需求，使其具備良好的功能和性能，以保障工作效率。傳統設計理念結構單一、應用范圍有限。對此，要求設計人員提高創新意識，采用新材料、新工藝、新結構等設計方式，打破常規設計理念的限制，對機械結構的本質進行創新，提高機械制造領域的生命力，保證其安全、穩定的發展。

2 對機械結構設計特征及變元法的介紹

就機械結構來講，必須要在總體設計的基礎之上，對整體設計情況進行不斷強化，進而適當的調整機械結構?？偟膩碇v，總體設計的完善與否對機械結構設計圖的精度有著直接的影響，也和整體設計和調整有著分不開的聯系，對機械結構的功能和設計原理進行不但優化和完善。在具體進行設計的時候，為了能夠為后期的組裝提供便利，要準確標明相關設計參數，檢查并確認部件的精準程度，有效確保嚴格按照設計標準來進行。在具體設計機械結構的過程中，作為創新的一種，變元法得到了廣泛的應用。應用該方法必須要深入、全面的來研究機械的基本結構，對機械設計的基本框架做到充分掌握，適當的對零部件進行調整和優化。在具體應用變元法的時候，通常情況下會涉及到以下兩個方面的內容：首先，標注機械零部件，并對其性能進行解釋，對零部件的具體形狀、數量以及規格等做到有效確定，還要對相關工作進行重點分析和研究；其次，在具體設計階段，需要根據實際情況來檢查并適當的調整零部件，積極創新和優化設計方案，從而更好的為機械設計的發展打下良好的基礎。

3 基于變元法深入探討機械結構設計中的創新設計與應用

在實際當中對變元法進行應用的時候，必須要對結構設計思想和理念進行全面分析和研究，對機械結構的特征進行充分明確，和實際情況相結合，對設計要求做到充分把握，完成創新設計，從根本上確保機械結構質量，將變元法的設計效果充分發揮出來。

3.1 材料變元

在具體機械結構的過程中，必須要對設計材料進行合理確定，由于不同的材料在其特點和性質方面存在著本質上的區別，因此在具體進行設計和施工的過程當中，所產生的效果也自然不同。所以，在對結構設計進行優化和完善的過程當中必須要嚴格按照材料的具體情況來進行，進而有效確保設計質量。如果將鋼材作為機械結構的主體設計材料的話，必須要將鋼材的優勢充分發揮出來，從根本上提高結構的強度和硬度。而要想實現這一目的，就必須要對鋼結構的截面尺寸進行擴大，該方法可以使其性能得到有效提高。和鋼材相比而言，鑄鐵材料的強度和硬度相應較差一些，受傳統設計理念的影響，使其性能不能得到有效發揮，無法從根本上確保產品的使用壽命的質量。但是將強筋或者是隔板增加到鑄鐵當中，對于機械機構性能的提升有著一定的促進作用。對該變元法進行有效應用，能夠設計材料結構當中的變量，進而有效確保設計效果的提升。

3.2 數量變元

在具體設計機械結構的時候，必須要結合具體的設計情況和相關行業需求來適當的吊證內部元素的具體數量。在變元法的基礎上，零部件的結構原理通常會涉及到工作面和加工面兩個方面，對于結構原理當中零部件的個體以及整體元素也有所涉及。在適當的調整并對該元素進行使用之后，新產品也隨之產生，所以產品質量受這些元素的直接影響。例如，在設計直線的時候，對設計最終的實用性和簡單性更為看重。就其螺絲設計而言，要想有效提供其穩定性就必須要對增加相應的彈簧墊，還可以將緩沖作用充分發揮出來，完成對元素的整合，使攜帶和安裝的便捷性得到有效提升，使工作量得到了有效控制。在對設計進行創新的過程當中，為了可以使零件的使用量盡可能的減少，可以積極進行多功能一體化螺絲的開發和應用，使工作效率得到有效提高。這些有效體現了數量的變元。

3.3 工藝變元在設計中的應用

許多材料在機械結構設計當中都有應用，各部分結構制造的過程當中都和實際情況相結合來適當的選擇合適的材料，同時由于零部件所使用的材料具有一定的差異，導致其具體的加工工藝也會具有一定的差異性，就算是材料相同，在具體加工的過程當中，所采用的加工工藝也會存在著本質上區別，其主要目的就是為了采用科學的加工工藝充分發揮出材料的作用，如此方可從根本上將機械的使用效率提升上來。所謂的工藝變元法其實指的就是對材料的加工方式進行改變從而創新機械結構設計。比如，在實際設計模具的過程當中，斜頂的要求較高，特別是一些精密模具的斜頂尺寸較小，普通滲碳工藝難以滿足設計要求，需要采用特殊工藝使材料獲得更佳的剛性，有效確保設計質量的提升。

3.4 位置變元

一個機械往往由很多種不同的器元件組成，器元件由于其各自的聯系不同、作用不同，其最優位置也各有不同。對機械設計進行位置變元，通俗來講就是通過對元件的空間位置進行調動、測試，以確定其最優位置，最終達到整體優化的目的。例如在焊接元器件的時候應該把焊接的位置固定在對稱抽的位置，這樣就可以有效防止器元件發生變形扭曲，增加部件群的整體協調性、美觀性，同時能有效的利用空間，置放其它元件，實現有限空間的高效利用。

3.5 形狀變元

就實際設計機械機構而言，形狀的設計在其中占據著重要的位置，通過合理改變機械結構的表面形狀來對零部件的規格進行合理調整，從而不斷優化和完善機械機構性能。在設計彈簧的過程當中，尤其需要注意的就是彈力對零件的壓緊。形狀變元其實就是在調整完元器件的形狀之后得到結構設計的所需形狀，在創新理念下，在具體安裝彈簧的過程當中，不但可以選擇彈簧的類型，同時還可適當改變壓緊件的形狀。在實際設計的時候，需要慎重考量彈簧和零件之間的距離，合理控制壓緊力，從而有效防止影響到結構質量。

4 結語

機械結構設計的發展都離不開創新，將創新設計理念引入并實踐應用在機械結構設計中，是實現機械化發展，提高機械制造能力的重要方式。