現代機械零部件的創新設計分析與研究

殷鵬軍

摘要：現代社會下機械零部件的設計已經走向了世界，逐漸往世界化方向發展，所以對機械產品零部件的設計就變得尤為重要。自邁入信息化社會以來，我國的機械零部件研究越來越依靠計算機輔助設計，在很大程度上解決了制作零部件模型時的困難，但是因為各種原因，在計算機輔助下生產出來的零部件與實際需求還是存在著很大的誤差，因此繼續探索有關機械零部件的創新設計是目前首先需要解決的問題。本篇文章首先對機械零部件設計的重要性進行闡述，然后對機械零部件設計的技術特和傳統機械零部件設計中存在的局限性問題進行分析。最后提出現代機械零部件設計策略。

關鍵詞：現代機械零部件;創新設計;機械制造

引言

我國的機械設計發展勢頭良好，生產效率高，生產質量好，但是和歐美發達國家相比，我國針對機械設計的優化還有一定的差距，優化設計占機械工程設計的成果比例非常小，需要重視機械設計研究。

1機械零部件設計的重要性

機械設計的水平正在飛速的提升，主要表現在兩個方面：一是，通過對傳統、老舊制造工藝的改進，使其產品增加新的能力或改變原有的性能;二是，機械設計也要堅持以市場為主導，設計出了符合市場需求的新產品。機械設計的理論知識是比較復雜，設計的精度比較高，市場環境的變化對機械設備工作的合理化帶來了很大的困擾。而且，機械制造業是社會經濟發展的重要動力。為了能夠更加有效的解放社會的勞動力，要提高其生產的效率，在保證國家的綜合實力提高的同時，國家和社會應高度重視機械設計標準的提高。

2現代機械零部件設計的技術特征

2.1關聯性

在現階段現代制造機械工藝以及精密加工技術有很多相關的技術，但許多技術間存在關聯，并且每一環節都很關鍵，在設計、研發、生產、加工及銷售產品等環節，都可體現出先進性，由于各環節間會相互產生影響，現代設計制造機械技術以及精密加工技術會對產品生產有直接影響，其技術直接聯系著其水平。

2.2系統性

現階段精密加工技術和制造機械工藝快速發展，為各行業生產提供新的技術和設備支撐，能夠體現出其綜合、先進以及跨區域的特點，機械加工技術迅速發展的原因是加工流程更加合理，產品有更高生產效率，并且具備系統化特點，綜合了計算機技術、自動化技術、信息技術、系統管理技術及傳感技術等技術，從而來保證產品的品質。

3傳統機械零部件設計中存在的局限性問題

所謂機械零部件的設計主要是根據專業技術人員的思維創造能力進行制作的，理論設計、實驗建模、研究、制造出符合生產規格方便內燃機等機械設備使用的機械零部件[1]。在以往傳統的機械零部件設計中，零部件的設計主要是根據當前機械設備所需，或者根據操作人員的技術經驗進行制造的。這個過程沒有對整個內燃機進行建模分析，沒有通過力學、標準、公式對機械零部件進行細致地研究，在這樣條件下生產出來的機械零部件大多比較粗糙，使用壽命也短，雖然在那個時候這種生產模式確實解決了很多問題，設計速度和質量也比較穩定，但是隨著社會的進步，科技的發展，傳統生產模式已經滿足不了我國對于機械設備的需求，無論是生產速度還是生產質量都得不到技術上的支持和保障。目前，我國的機械零部件設備生產已經達到了成熟狀態，零部件的生產速度和精準度都得到了很大程度上的改善，但是在實際應用的過程中還存在著諸多問題，比如零部件因為經常摩擦導致損壞、防腐工作做得不到位、零部件表面斷裂等等。同時在使用的過程中，機械零部件也存在著一定的局限性，在設計零部件模型的過程中因為設計人員的思想落后或者專業技術不合格導致的零部件設計不合理情況時常發生，這就導致了零部件模型粗糙，關鍵部位設計不精準，設計出來的零部件與實際要求有出入，因此在科技發達的社會里，我國的生產技術水平已經達到了很高的標準，要想對機械零部件進行創新設計研究主要的培養方向在于設計人才上[2]。

4現代機械零部件設計策略

4.1把握機械設計內容和要求

對于整個機械設計過程和機械設備而言，機械零部件設計都是重要組成部分，只有生產出合格的機械零部件，才能保證機械設備的具體使用功能，實現設計的機械性能[4]。在設計機械零部件時，要考慮到零部件的耐磨性、強度、使用壽命、剛度、耐熱性和精度等，對于生產工藝要求一個明確地要求，制作出嚴格精準的零部件裝配圖，保證生產工作可以有效進行。同時在此設計基礎上再考慮維修便利、設計成本、生產成本等問題，在設計完成之后，要對機械零部件進行分析，對該零部件進行防腐處理，延長機械零部件的使用壽命，同時滿足生產共產對于機械設備的噪聲控制需求和安全需求，用科學的機械設計內容迎合機械零部件的設計要求，生產出符合標準的機械零部件，保證內燃機可以穩定運行，延長內燃機的使用壽命。

4.2對機械零部件的失效形式進行嚴格的計算

無論哪一種規格的機械零部件在實際使用的過程中，都會因為不可預知的意外發生零部件的失效情況，進而導致內燃機無法正常工作[5]。其中主要的失效形式分為、表面壓碎、撕裂、塑性變形、共振、過度彈性等等。要想加強對機械零部件失效形式的管理，就要首先對問題進行分析、檢測，并且通過嚴格的計算制定出合理有效的解決方案，并且依據方案對內燃機進行相應的措施。具體的操作辦法主要分為五步，第一步需要根據內燃機零部件的抵抗斷裂情況進行分析計算，確保內燃機零部件的強度要求符合正常的生產要求。第二步就需要技術人員根據剛度準則也就是負荷作用，加強零部件對彈性變形的抵抗能力，確保零部件在抵抗過程中一直處于彈性最大值之內。第三步設計人員需要對零部件的震動穩定程度進行計算預測，保證內燃機在工作的過程中不會因為震動幅度過大而導致機械零部件與設備發生共振，在測試的過程中要保證機械零部件的振動頻率，確保零部件在工作時的振動頻率可以在允許范圍之內。第四步就是有關機械零部件的耐熱準則，在內燃機進行工作的過程中會產生非常大的熱量，在如此高溫的工作環境之下就需要機械零部件具有一定強度的耐熱性，防止因為溫度過高導致機械零部件發生氧化、變形、膠化等問題。第五步需要技術人員考慮到機械零部件的耐磨能力，因為在內燃機工作的過程中，長時間保持機械之間的持續運動，竟然會出現機械零部件磨損嚴重的情況，久而久之會對零部件的機構形狀、強度都會產生影響，所以在設計之初就要根據實際情況采取有效的措施保證零部件的磨損強度，增加內燃機的使用壽命。

結束語

綜上所述，隨著我國經濟的快速發展和科技的不斷進步，工程制造領域也隨之得到了進步發展，要想加強機械設備的使用效果就必須加強對機械零部件的創新設計研究，這直接決定著機械設備的功能和效果。只有基于科學的理論和方法才能培養出更好的專業性人才，研發出具有科學性和實用性的科學設備，進而促進我國機械領域的不斷發展，提高我國的經濟實力。

參考文獻：

[1]趙燁菊.機械零部件設計的創新理念關鍵要點[J].山東工業技術，2019（03）：20.

[2]席彥琴.機械零部件的可靠性設計分析[J].科技風，2018（34）：156-157.

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[4]于繁華，劉仁云，張義民，張曉麗，孫秋成.機械零部件動態可靠性穩健優化設計的群智能算法[J].吉林大學學報（工學版），2017，47（06）：1903-1908.

[5]周潤龍.基于虛擬樣機的機械設計方法[J].科學家，2017，5（09）：111-112.