機械結構設計中的創新與優化探究

呂學海

摘?要：機械結構設計作為機械制造過程中的重要基礎環節，是我國機械制造水平的集中體現，也直接關系著機械產品的性能和質量水平。機械結構設計的創新需要從機械構件的外形、材料、制造工藝等多方面來加以改善，在傳統機械結構設計的基礎上結合新型的設計思路和制作方法來優化，以提升機械結構設計水平。機械結構設計的創新與優化是推動機械制造產業可持續發展的根本動力，具有一定的社會價值和經濟價值，是機械結構設計產業不斷發展的重要保障。

關鍵詞：創新設計;機械結構設計;運用

一、機械結構設計創新優化目標

結合當前我國科學技術的發展來看，其在機械設備方面同樣也表現出了較為明顯的發展需求，結合相關新技術進行機械結構的優化也就顯得極為必要，尤其是對于相關行業的發展而言，更是需要從機械結構方面進行創新優化。圍繞著現階段機械結構設計創新優化工作的開展落實來看，其主要的目標：

1、提升機械產品的運行效能。對于機械結構進行創新設計優化可以在自身運行效能方面表現出較為理想的作用價值效果，尤其是對于以往運行效果并不是特別理想的機械設備，更是需要從各個方面進行不斷優化，促使其能夠明顯提升運行效果，避免在任何環節中出現不暢問題。從機械設備的結構方面進行創新優化就是比較重要的一個角度，機械結構創新設計能夠在較大程度上改進相應機械設備的運行效能，促使其結構空間的利用效率最大化。

2、提升機械產品的節能效果。在當前社會發展中，節能已經成為了比較重要的一個方面，而這種機械設備節能的效果提升也是比較重要的一個組成部分，圍繞著機械產品的節能處理來看，其需要重點加強對于相應以往運行過程中各類能耗問題的積極關注，確保相應能源的消耗能夠發揮出最強效能，如此也就能夠保障相應機械產品的工作效率最佳，利用最少能源做出最大貢獻，進而同樣也能夠較好提升機械設備運行的經濟效益，提升相應生產企業的核心競爭力，促使其在當前越來越激烈的市場競爭中得到快速發展，這也是機械結構創新優化設計的重要目標和任務所在。

3、提升其時代發展適應性效果。隨著當今時代的不斷發展，各個方面也都提出了一些新的要求，這一點在機械工程行業中也不例外，圍繞著這種時代發展方面的基本需求落實來看，重點加強對于機械設備的有效創新也就顯得極為必要，促使其能夠較好滿足于新商品的生產需求，自身實際生產運行能力更為突出。從該方面來看，機械結構方面的優化創新設計也就需要引起足夠關注，促使其能夠具備理想的匹配性效果，避免依然沿用一些滯后性機械設備而阻礙企業，甚至是整個產業的發展。

二、機械結構設計中的基本要求

1、質量設計。機械產品的質量會直接影響到最終的使用價值，因此在對機體結構進行設計的過程中，應當保證產品的質量以及穩定性能夠達到相關的標準要求，通過深入分析產品運行過程中可能影響質量的相關因素，并對這些因素進行全面的把控，只有這樣才能夠有效地確保機械的使用質量，提高產品的性價比。與此同時，作為設計者，也應當在設計的過程中充分考慮到機械在使用安裝過程中的便捷性以及環保性，加強產品的過程控制，提高產品的合格率。在對產品進行設計加工的過程中應當進行動態控制，一旦發現問題應當及時解決，并反饋到實際設計過程中，通過優化設計從而降低生產者的經濟損失。

2、智能化設計。在機械設計過程中，可以將智能化技術應用于其中，通過加強機械設計的智能化，能夠對零件形狀大小以及所處的位置進行精確的把控，能夠提高設計的有效性。除此之外，在智能化技術支撐之下，能夠實現零件裝配的動態把控，與傳統的設計相比，能夠使得機械產品的設計質量得以提升[2]。

三、創新設計在機械結構設計中的運用

1、根據使用場合，優化設計。以某屆創新創業大賽的一等獎作品為例，創作的目的是 想設計一套行走式組合機構的教學模型，設計的思路，要根據使用場合，適合設計一套結構簡單，方便攜帶，可行走、可遠程遙控的裝置，該作品利用曲柄搖桿機構，曲軸連桿，雙搖桿的相互作用，實現作品的仿生功能，雖然結構簡單，但卻方便攜帶，符合用戶的使用要求，所以具有較高的使用價值，由此可以看出了解市場、了解用戶的使用需求，才能獲得更高 的設計價值。

2、對材料進行優化創新。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、對數量進行優化創新。以最少的成本獲取最大的經濟利益是企業的生存之本，機械零件使用的數量直接影響著產品的價值及作用，這就需要對機械零件的數量進行合理選用，并做出一定優化。首先，要制定零件測評方案，對機械零件的精確度、節能性、安全性及使用頻 率進行綜合測評。其次，需要依據綜合測評的指數對機械零件進 行篩選，整個過程要遵循優勝劣汰的原則，并針對產品零件組成 數量進行調整，不斷優化產品的結構，使產品更具有性價比。

4、安裝位置優化創新。機械零件是構成機械產品的基礎單位，而零件的排列位置及方式對產品質量有一定的影響作用。在設計過程，設計人員要滿足某些零件的高貼合要求，利用位置的改變對機械零件之間的距離進行控制，對機械零件的位置進行調整，進而實現提高產品質量的作用。

5、制造工藝優化創新。在保證制造工藝的質量的前提下，可以對原有工藝流程進行創新改進，以提高運行效率，降低生產成本。由于不同企業的設備生產能力、工人熟練程度等因素都大不相同，所以同一種產品，不同企業生產，工藝也會有所不同，需要按照各零件的精確度、基本性能及安全標準進行綜合分析，制定科學的結構方案。根據制造工藝的相關準則，保證機械零件的美觀性及精確性，使機械產品的整體質量及品質得到保障。

綜上所述，機械結構的創新設計、機械設計的智能化能夠有效提升機械設計水平，優化產品設計性能。通過明確用戶至上的設計理念進而對零件的材料、數量、形狀或位置及制造工藝等因素的改變，能夠解決傳統結構設計中的弊端，使機械結構設計能夠適應社會發展的需求，為機械制造業的發展提供有利支持。對于機械結構設計來說，其創新設計方法的研究道路還很長，相關從業人員要加強對創新設計在機械結構設計中的運用。

參考文獻：

[1]喬石，邵婉.當前機械結構設計中的創新設計分析[J].中國新技術新產品，2019 （22）：19.

[2]林榮森.試探究當前機械結構設計中的創新設計應用[J].中國機械，2019 （6）：29-30.