簡析機械結構設計中的創新設計

張志剛

摘要：機械工程作為一個非常重要的科學，主要有機械制造、機械設計、機械電子組成，是以自然科學為基礎的通過長時間生產實踐過程中不斷結合、優化所產生的。機械工程作為經濟發展中最為重要的一個環節得到了越來越多的重視，機械工作影響著各行各業的方方面面，通過機械工程的幫助可以有效的加快工作效率，提高產品質量。作為一種基礎行業，機械工程是大多數行業的發展前提，機械工程得到先進的生產技術，也會促進其他行業的發展，因此就需要重視我國機械工程行業的創新發展。

關鍵詞：機械結構;設計;創新

引言

由于機械結構的設計過程相對比較繁雜，眾多因素都可能影響到設計活動。鑒于此，要加強機械結構設計的創新，保證機械結構設計層次明顯提高。在創新思維的指導下，不斷提高機械結構的科學性、合理性。在行業設計規范統一指導下，走創新化的機械結構設計之路，不僅能推動國內機械制造行業的發展，同時還能有效促進科技與機械之間的融合。

一、機械設計

通過對機械制造設備的工作機理進行探究，然后通過各項工藝之間的契合制定出完整的工件生產文件，如材料、尺寸、潤滑等工序。機械設計是機械生產的前提，同時也是機械設備質量、性能的重要體現，機械設計過程中，制定出完整的計劃可有效降低加工成本，保證設備的穩定性。一般來講，針對同一個零部件進行設計時，一般需制定多種設計方案，考慮到機械設備質量性能與零部件的精準性，技術人員應對零部件設計圖紙的可行性進行探究，確保整體加工階段的完整性。從近幾十年的設計轉變來分析，我國機械加工設計已經取得重大突破，特別是在計算機軟件技術的支持下，圖紙文件的設計也從傳統的紙張轉移到平臺系統中，技術人員可對設計文件多維度考量，提高設計的精準度，減少后續加工工序的繁瑣度。

二、 機械結構設計的基本要求

（1）功能設計要點。機械制造的本質目標就是為生產工作的效率提升創造良好的條件。但是在機械制造的早期，機械性能的設計不但需要與實際需求相一致，并且還需要將創新的理念加以切實的引用。設計出的結果需要達到相關行政機構制定的標準水平，才能從根本上確保產品的綜合性能和實用性。（2）質量控制要點。針對產品質量實施監督管控工作并非是單純的對產品的生產技術以及產品材質實施監督管控，最為重要的是需要對產品的各項參數加以切實的管控和監督，這些參數都是判斷產品質量的主要標準。只有在生產過程中密切關注這些參數并且加以切實的管控，才可以有效的保證產品的質量。此外，還需要安排專人對機械產品的綜合性能、質量加以高效的管控，避免在機械產品的實際運用中遇到問題而制約生產工作的正常進行。（3）優化與創新設計。在經濟全球化發展的帶動下，國內的機械制造產業的發展也遇到了一定的困難，在較為嚴峻的市場競爭趨勢下，機械產業的發展務必要具備良好的創新技術才能夠保證國際市場中的地位。

三、創新設計在機械結構設計中的應用

（一）數控機床機械結構設計

目前，我國工業產業在進行數控機床機械結構設計的過程中，需要充分明確機械結構設計的主要核心部件就是主軸，其次才是機械的傳動機構和一些相關的支撐部件。這三方面的設計需求是具有一定的可靠性，同時加強自身的制造精度，以此來實現和滿足數控機床在實際應用過程中的穩定性和抗震性。再加上傳動結構和相關的變速系統應用主要是為了幫助數控機床能夠更好的實現自動化控制，而其中主軸部件則是機械結構中最主要的一項環節，其自身的質量直接決定了數控機床內部主軸的轉速。近幾年，市場上主要是觸角式混合接觸軸承，其應用的范圍比較廣，綜合性能比較強，最高的轉速可以達到30000r/min。所以，在我國機械設計過程中，為了能夠最大化的提升主軸的回轉精準度，保證其支撐導軌、動導軌體和滑塊的位置完全處于精準的狀態。同時在一定程度上為了能夠滿足貼塑導軌在具體應用中的精準性和轉動速度，通常都會優先采用圓弧齒齒形帶，并安裝有效的張力輪，這樣一來便可以通過小密度的工程塑料來進行全面的制作，同時為了能夠充分的保障驅動軸上的帶輪直接安裝到電機上。

（二）材料選取方面

材料選取主要以刀具材料、部件材料為主。對于成品的零部件來講，材料的質量性能直接決定著后續的應用，為此，在對刀具材料進行選擇時，應先依據原材料特性、加工工藝等來正確擇取，例如在對鍛件鋼制材料進行粗加工時，應選擇YW的刀具，而在進行精加工后，則應選取T15的刀具。在對部件材料進行選擇時，其主要是以應用性能為主，在保證質量的前提下，最大限度的降低成本損耗。同時，應對部件的加工時間與加工工序等進行分析，確保材料質量性能滿足使用需求。此外，設計人員應依據產品的加工數量，正確計算刀具材料加工期間所產生自然損耗，盡量縮減加工誤差，降低生產成本。

（三）機械結構設計中的位置變元

位置變元，其實質就是在開展機械結構設計工作的時候，借助最前沿的專業技術，對所有零部件的位置加以綜合的分析，最終確定每個部件的具體位置，這樣才能更好的保證達到前期制定的效果。諸如，在實施機械設備部件安裝操作的時候，要對整個設備的運行情況加以分析，最終找到最佳的部件安設位置，還需要盡可能的將部件的位置設置在中間，利用這種安裝形式可以更好的規避機械設備零部件發生形變的情況，并且提升部件的穩固性，這也充分的說明了合理的實施位置變元，不但可以提升設備空間的利用效率，并且能夠有效的保證設備穩定的運行。

（四） 整合人工智能

在深度研究機械設計自動化關鍵與核心內容的基礎上，相關人員也要重視不同地區不同機械設計自動化特征，加強研究、分析的力度，在此基礎上構建一個系統性、完善性、高水平的技術整合模型。現如今，人工智能作為信息社會內的新生事物，逐漸闖入人們的視線范圍中，且在快速發展進程中小有成就。為確保我國機械設計水平能緊隨時代發展腳步，就需要以人工智能為支撐進行創新設計，力爭在自動化生產中將智能化系統優勢發揮至最大化，將人工智能與自動化技術能效疊加，最大限度的提升機械設計水平。人工智能可以使機械設備實現智能化操作，且可以智能化的檢測出機械設備運行階段的常見故障，使原本較為單一的自動化技術富有更強大的活力，運作模式復雜化但不失系統性，逐漸形成融合式的管理系統。人工智能有診斷機械故障的功能，其先把機械監測到數據經人機界面整合至系統內，而后基于正向推理機制和規則獲得相關的診斷結果，并給出專家意見，最后經減縮獲得既往和最相似的案例，測算出相似度，完成機械設備故障的診斷任務。

結束語

在我國經濟發展的過程中，機械制造業起到了不可忽視的作用。當前時代，世界經濟一體化的速度不斷加快，這對我國機械制造業帶來了更大的壓力，因此通過機械制造與機械設計創新能夠有效的加強我國企業的市場競爭力。機械工程作為一種基礎工作，影響著各行各業，通過機械工程技術的進步，能夠有效的帶動其他行業的技術進步，這對我國的科技發展起到非常好的帶頭作用。

參考文獻：

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