簡析機械結構設計中的創新設計

張桂梅

摘要：隨著時代的發展和技術的進步，人們對機械設計提出了更高的要求。將創新設計應用到機械結構設計環節中，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，促進機械制造業的發展。

關鍵詞：機械結構，創新;設計

引言

機械結構設計對機械產品的實用性及可靠性有著較大的影響作用，也體現著我國機械制造水平的高低，在機械制造業的發展中占有重要地位。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，而創新設計能夠實現對傳統機械結構設計的優化，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的可持續發展。通過深入分析創新設計在機械結構設計中的運用，有利于發揮創新設計的運用價值，為機械結構設計業的發展提供有利支持。

1創新設計對機械結構設計的重要性

近年來，我國社會經濟的發展速度持續加快，人們的思想觀念也開始朝著多元化的方向發展，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揮。機械結構設計人員必須要提高自身的創新意識，使用新工藝、新結構、新材料等設計方式來彌補傳統設計理念的不足，以提高機械結構設計的效率，促使機械制造行業實現更好的發展。

2機械結構設計的重要因素

2.1創新和優化設計

機械結構的優化和創新是機械結構設計中的重要內容，決定了產品未來的競爭實力和暢銷量。一般來說，其可以根據產品的具體表現進行，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的可持續發展。在設計機械結構作品時，首先，要考慮機械產品的硬度、結構和精確度是否符合標準。其次，由于機械制造業的發展是為了促進經濟的發展，實現經濟效益的最大化，因此還要考慮機械產品的環保性能、造型以及可操作性。最后，設計要合理，以保障產品的質量。

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，必須對產品進行新功能研發設計，創造更加便捷的設備，其功能設計必須建立在滿足自身穩定、有科學依據和對人們不會產生隱患的基礎上。

2.4智能化設計

智能化的設計其具有以下方面的優勢：第一，實現了另加裝備環境的有效模擬，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，其在避免不匹配現象發生的同時，實現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品的設計質量得以有效提升。

3創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新結構。機械結構創新設計中，形狀的創新是變元法中經常使用的一種方法，對機械構件外在物理形狀進行創新設計，調整結構系數，實現機械結構性能的提升。例如彈簧結構設計的時候，根據不同使用要求，彈簧截面可以設計成非圓形的。石化部門接觸石油類產品，為減小化學類產品腐蝕的影響，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。將材料優化創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，以此實現對產品性能的優化，進而制造出更有品質的機械產品。

3.3工藝變元

機械產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，以保證機械產品的質量。

3.4數量變元

一個機械產品設備的內部是一個完整的機械系統，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，最終確定最優的排列組合方式。對一些數量相對較多的零件，應仔細盤查其數據，設計或尋找其他功能相同的零件進行替換，以確保該產品的性能完備、設計合理。

3.5連接變元

機械連接結構是產品原件組合的重要方式，通過調整連接結構可以實現產品裝配的便捷性，也在一定程度上提升了機械產品運行過程中的穩定性。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量和材料零件機械產品的特性和功能，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，實現零件應用方案的優化。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，以便內部零件的不斷協調運行，直接縮小機械結構的外形。

4創新設計在機械結構設計中的應用優化

4.1保障結構社會效益與系統可行性

當今時代下，機械結構的創新設計主要是通過變元法的方式實現的，通過改變機械結構的基本要素達到機械結構整體優化的目的。但在利用變元法創新的實施過程中，必須結合機械設備的實際情況進行創新，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新設計時，必須考慮其結構設計的經濟性和實用性，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可行性。

4.2綜合分析成本需求和制造工藝內容

在機械結構設計不斷創新和優化的過程中，其主要考慮產品的結構、材料的選擇以及產品空間的構造三個方面。機械結構的創新性評估是機械制造行業中的關鍵工作，其逐漸受到其他行業的關注。經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，機械的創新工作也漸漸受到更多外界關注，許多的行業和企業家紛紛加入機械的創新和優化過程。

結語

械結構設計在機械產品的生產中具有關鍵性作用，零部件結構的完整與實際效能的提高對于工業生產的效率有著重要影響。在機械產品的研發與生產過程中，創新設計是推動行業進步的必要途徑，創新設計不僅能順應市場多元化發展，也能提升現有的機械水平，實現設計優化，對社會經濟發展具有重要意義。

參考文獻

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

[2]付海茹 .創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.研究創新設計在機械結構設計中的應用[J].科技經濟導刊，2017（25）：70-73.

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

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

[6]曾大開.創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.