淺談機(jī)械結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)

徐秀帥 尚效龍

中特科技工業(yè)（青島）有限公司 山東青島 266000

通過用戶至上這一設(shè)計(jì)理念應(yīng)用于機(jī)械結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)中能夠解決傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的弊端，進(jìn)而適應(yīng)社會發(fā)展需求，使得機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加科學(xué)，更加有效。

1 當(dāng)前機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)創(chuàng)新的必要性

在工業(yè)化時(shí)代，機(jī)械結(jié)構(gòu)的優(yōu)異程度關(guān)乎相應(yīng)產(chǎn)品的質(zhì)量與所需成本。這就要依據(jù)各個行業(yè)的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。從企業(yè)方面看，創(chuàng)新思維指導(dǎo)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，能促進(jìn)有關(guān)工作者形成創(chuàng)造性的理念，把各種機(jī)械零件和模塊間進(jìn)一步組合，改進(jìn)結(jié)構(gòu)的性能，提高機(jī)械設(shè)備質(zhì)量，促進(jìn)生產(chǎn)，降低成本。從國家，提倡機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)創(chuàng)新是一個民族能夠立于不敗之地的重要保障。創(chuàng)新推動生產(chǎn)發(fā)展，并直接增強(qiáng)國家綜合實(shí)力。因此，有必要強(qiáng)化機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)創(chuàng)新的過程，特別是在工業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展目標(biāo)下，創(chuàng)新之路，勢在必行[1]。

2 機(jī)械結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)要點(diǎn)

2.1 數(shù)量元素的設(shè)計(jì)應(yīng)用

機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)中的數(shù)量變元，需要結(jié)合相關(guān)行業(yè)的具體使用需求來適當(dāng)改變機(jī)械結(jié)構(gòu)內(nèi)部的數(shù)量。基于變元法的設(shè)計(jì)理念，機(jī)械構(gòu)件原理包括工作面與加工面，在結(jié)構(gòu)原理中包含了個體元素與整體元素。調(diào)整相關(guān)元素，將會產(chǎn)生新的產(chǎn)品。例如，在直線設(shè)計(jì)中，注重產(chǎn)品的實(shí)用性與簡單性。在進(jìn)行螺絲設(shè)計(jì)時(shí)，需要考慮穩(wěn)定性，通過增加彈簧墊的方法可以起到緩沖作用。通過對數(shù)量元素的整合，可以有效增加機(jī)械安裝的便捷性。在不影響機(jī)械構(gòu)件使用性能的基礎(chǔ)上，降低零件的使用量，積極開發(fā)一體化螺絲的應(yīng)用，可以減少工作內(nèi)容，提升工作效率[2]。

2.2 材料元素創(chuàng)新設(shè)計(jì)

機(jī)械的設(shè)計(jì)材料將會直接影響機(jī)械結(jié)構(gòu)質(zhì)量，因此，合理選擇機(jī)械結(jié)構(gòu)的材料，可以保障機(jī)械正常發(fā)揮自身的效用。不同的設(shè)計(jì)材料具有本質(zhì)上的區(qū)別，在創(chuàng)新設(shè)計(jì)的過程當(dāng)中會產(chǎn)生不同效用。在優(yōu)化設(shè)計(jì)不同的機(jī)械結(jié)構(gòu)時(shí)，需要嚴(yán)格根據(jù)材料的實(shí)際情況進(jìn)行，確保機(jī)械構(gòu)件的設(shè)計(jì)質(zhì)量。比如，當(dāng)機(jī)械創(chuàng)新結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)用鋼材為主體材料時(shí)，需要在構(gòu)件設(shè)計(jì)中發(fā)揮出鋼材的優(yōu)勢，進(jìn)一步提高鋼結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度與硬度。擴(kuò)大鋼結(jié)構(gòu)的橫截面面積，可以增強(qiáng)鋼結(jié)構(gòu)的使用質(zhì)量。如果在機(jī)械結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)中應(yīng)用鑄鐵材料，需要提升其使用性能，由于鑄鐵材料的強(qiáng)度和硬度相對較差，在傳統(tǒng)設(shè)計(jì)理念中無法保障機(jī)械構(gòu)件的使用壽命。對于此種情況，可以在鑄鐵中加入強(qiáng)筋或隔板，來增強(qiáng)機(jī)械結(jié)構(gòu)使用性能。

2.3 尺寸

在進(jìn)行機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)創(chuàng)新設(shè)計(jì)的過程中，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照相關(guān)部門的要求，通過協(xié)調(diào)各方面因素，最終確定機(jī)械結(jié)構(gòu)所能夠設(shè)計(jì)的尺寸，從根本上確保機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)尺寸的合理性，這樣能夠在很大程度上提高機(jī)械的結(jié)構(gòu)的使用價(jià)值以及最終的使用壽命，如果在設(shè)計(jì)的過程中，出現(xiàn)尺寸不合理這一情況應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照有關(guān)部門提出的設(shè)計(jì)要求進(jìn)行改正，只有這樣才能夠進(jìn)一步提高機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在實(shí)際應(yīng)用過程中的性能，拓寬機(jī)械的應(yīng)用范圍。在對機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)尺寸創(chuàng)新的過程中，應(yīng)當(dāng)確保機(jī)械結(jié)構(gòu)外觀以及安裝順序的合理性，能夠滿足相關(guān)要求。一些機(jī)械結(jié)構(gòu)在安裝過程中十分復(fù)雜，因此在設(shè)計(jì)之前應(yīng)當(dāng)對比不同尺寸的機(jī)械結(jié)構(gòu)，從而確保在安裝過程中尺寸能夠符合實(shí)際需求，在此之后才能開展后續(xù)的設(shè)計(jì)工作[3]。

2.4 零件數(shù)量

在進(jìn)行機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中會包含很多零件。而這些零件在結(jié)構(gòu)、作用、效果等各方面都存在著很大的差異性，因此相關(guān)設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行機(jī)械結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)的過程中，一定要了解這些零件數(shù)量，只有這樣才能夠真正體現(xiàn)這些零件在機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中的真正作用，作為設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行設(shè)計(jì)之前，應(yīng)當(dāng)對可能出現(xiàn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算和推演，了解零件的性能和作用，并按照規(guī)定的程序展開設(shè)計(jì)，對于一些不合理的零件，應(yīng)當(dāng)及時(shí)更換或是改進(jìn)，避免在機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中由于零件質(zhì)量或許數(shù)量出現(xiàn)問題，而導(dǎo)致機(jī)械在使用過程中存在誤差。因此相關(guān)工作人員在進(jìn)行機(jī)械結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)當(dāng)從零件性能、零件數(shù)量等各方面進(jìn)行創(chuàng)新，從而減少由于零件缺少或者是合并而產(chǎn)生的問題，最終提升機(jī)械結(jié)構(gòu)的整體性效果，這對提高機(jī)械結(jié)構(gòu)應(yīng)用綜合性有著十分重要的意義。在進(jìn)行創(chuàng)新的過程中，工作人員應(yīng)當(dāng)全面考慮到設(shè)計(jì)要求以及機(jī)械具備的使用價(jià)值，只有這樣才能夠保證機(jī)械數(shù)量的合理性，確保最終的規(guī)模滿足相關(guān)部門的要求，通過降低設(shè)計(jì)的難度，從而提高機(jī)械應(yīng)用的實(shí)際效果。

2.5 位置元素的設(shè)計(jì)應(yīng)用

在機(jī)械構(gòu)件的組成當(dāng)中，往往具有多種多樣的元器件，并且各個元器件之間有不同的聯(lián)系與作用，所處的位置與功能也各有差異。位置變元在變元法中的應(yīng)用也十分普遍，簡單來說，在機(jī)械構(gòu)造中對原件進(jìn)行空間位置上的移動與調(diào)試，來找到構(gòu)件設(shè)計(jì)的最佳位置。例如，在元器件焊接的過程中，可將焊接位置設(shè)置在機(jī)械的對稱軸處，有效防止機(jī)械構(gòu)件產(chǎn)生變形，影響整體部件的協(xié)調(diào)性美觀性，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了將有限資源合理利用的目標(biāo)。此外，在變元設(shè)計(jì)的過程中，還需應(yīng)用科學(xué)的加工工藝[4]。例如，在模具的設(shè)計(jì)當(dāng)中，采用特殊工藝來提升斜頂?shù)脑O(shè)計(jì)質(zhì)量，使材料的剛度更強(qiáng)。

3 結(jié)語

綜上所述，創(chuàng)新設(shè)計(jì)對于機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的可靠性以及實(shí)用性具有十分重要的作用，這能夠直接提現(xiàn)當(dāng)下我國機(jī)械設(shè)計(jì)的水平，因此通過將創(chuàng)新設(shè)計(jì)應(yīng)用于機(jī)械設(shè)計(jì)中能夠?qū)鹘y(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，進(jìn)而推動機(jī)械制造業(yè)健康發(fā)展。