机械结构设计中的创新设计及应用方法探究

周小东

摘要：任何行业的发展都有两个最大的前提，其一就是实力，其二就是创新。一个企业的实力是让其立足于社会的资本，而创新就是让企业获得更大上升空间的原力。在机械结构设计方面也可以套入创新这个概念，采用创新设计方法，在保证了机械结构稳定的同时能够让机械结构功能更加强大，从而达到最佳设计效果。

关键词：机械结构设计；创新设计；应用方法；探究

1导言

机械结构要在总体设计完成的情况下才能够进行整体设计，整体的机械结构设计完成之后才能够进行接卸结构的调整。要想得到比较精细化的机械结构设计原理图，就是要将总体设计进行完善，然后将机械结构的整体设计进行调整之后，这样才能够体现出机械结构设计原理图的作用及功能。在进行实际的机械结构设计时，要将其中的零件的参数进行标注，这样一来有助于零部件进行组装。在将零部件进行参数的标注时，还要对零部件的精准度进行详细的检查，保证每一个零部件的精准度都符合标准。

2应用创新技术的优势

通过深入剖析其他优秀国家、企业的机械结构设计发展，可以得知创新水平和技术水平的提升是推动该行业发展甚至是整个社会经济发展的重要力量。正因如此，必须加大产品的自主研发力度，而并非盲目引进其他国家的研发技术，只有这样才能促进机械结构设计行业的健康发展。技术引进不只是为了引进更高的生产力，更要借助于引进技术将自主创新技术落到实处。创新不仅让能源都能有更高的利用率，也有效避免了资源浪费现象，我们生活在同一片土地上，我们国家应该致力于提高自主创新技术，完善我国的自主创新体系，让中国的机械结构设计领域更上一层楼，取得更加优异的成绩。同时还要为设计行业营造一个公平的竞争环境、让企业的竞争力和自主创新能力得到很好的提升。

3机械结构创新设计的关键点分析

在机械结构设计中设计人员需要重点考虑好防腐性能，在选择材料和零部件的过程中需要考虑到如图2所示因素的影响作用，另外，还需要考虑到如下元素：设计防腐设备：机械设备需要给予其完善的空间，特别是需要确保其处于干燥的环境中，淤积介质千万不能出现，这样可以有效减少设备的腐蚀。结构间隙腐蚀：在设计结构过程中，一般都会出现结构盲区，这些盲区位于眼睛看不到或是手触摸不到的地方。这些区域很容易沉淀物质，这些物质不仅能损害机械设备，同时还会对设备造成腐蚀，设备的使用年限会大大降低，主要体现在如下方面：焊接点、铆接结构和容器衬板结构等。设计人员在设计这些部分时一定不要出现间隙结构，从而将结构质量提高。如果上述问题不能得到解决，就需要将密封间隙增加。如果上面的设计不能达到要求，可以将间隙进行合理扩大，使得设计质量得到保证。避免直接接触金属：在结构设计中尽量不要直接接触金属，这是因为金属容易出现腐蚀现象，所以需要将不同的金属隔离出来。不要出现高浓度梯度：从某种意义上讲容易出现沉淀物或是冷凝物，这样会导致局部势差出现，从而使得设备的腐蚀速度增快。在机械结构的设计中，需要将最小面积规范体现出来，这样才能将表面积最大限度地减少，通过分析实验数据知，球体结构是最好的选择，圆柱体是仅次于球体结构的选择。

4创新设计在机械结构设计中的应用

变元法这一理念最早由德国提出并使用的，对创新机械结构设计有十分重要的意义。在采用这种设计理念时，需要对产品的结构设计理念进行分析，合理确定机械结构的特点和要求，并根据实际情况来创新设计，能有效保障机械结构的质量，从而实现变元法的设计效果。现阶段，变元法主要是对机械结构的材料、尺寸、位置、形状等其各方面进行创新，能保障结构设计效果。

4.1材料设计

当进行机械结构设计时，需要合理确定设计材料，每种材料的性质、特点等不同，在进行设计与施工时，会产生不同的效果。因此，应根据材料的实际情况来优化结构设计，从而保障设计质量。例如，当机械结构的主体设计材料为钢材时，应充分发挥钢材的优势，使其结构具备良好的硬度和强度。对此，可采用增加钢结构截面尺寸的方法，能有效提高其性能。相比于钢材来说，铸铁材料的硬度和强度要差一些，传统的设计理念使其性能受到了影响，无法保障产品的质量和使用寿命。而在铸铁上增加隔板或强筋，也能有效提高机械结构的性能。这种变元法，可对材料结构中的变量进行设计，从而保障设计效果。

4.2数量设计

在对机械结构进行设计时，需要对其内部元素的数量进行调整，使其满足不同行业的需要。通常情况下，在进行创新设计时，只需要改变结构内部元素的数量即可，能有效改变结构的性能，实现其设计价值。虽然这种设计方法比较简单，但能有效保障设计效果。例如，在进行螺丝设计时，传统的设计方式为垫片、螺杆、螺帽等，其零件数量比较多，给机械结构的安装及拆卸工作带来了很大的难度。对此，在进行创新设计时，可将其设计成多功能一体化螺丝，以降低零件的使用数量，从而保障工作效率。

4.3形状设计

形状是机械结构设计中的重点内容，通过改变机械结构的表面形状或整体形状，能改变各个零件的规格，从而优化机械结构的性能。例如，在对弹簧进行设计时，需要利用其弹力来压紧零件。而采用创新设计理论，不仅可以选择弹簧的的种类，还可对压紧零件的形状进行改变，比如，有平面、球面等，以满足结构设计的实际需求。但在设计时还需要注意弹簧与零件之间的距离，合理控制压紧力，防止影响结构质量。

4.4位置设计

当对机械结构进行创新设计时，可通过改变零件的位置来调整结构的性能，从而实现其创新效果。通常情况下，当设计焊接缝的位置时，一般可将其布置在中轴线及其附近，能避免机械结构发生形变等问题，能有效保障结构的安全性与稳定性，从而推动企业快速发展。

4.5工艺设计

工艺设计是机械结构设计的核心环节，对保证机械质量有十分重要的意义。由于每个机械结构的性质需求不同，在进行设计时需要进行相应的改变，以发挥其实际价值。因此，在实际工作中，要求设计人员正确分析各个机械结构的工艺需求，对其内部零件的构成进行研究，从而不断提高图纸设计水平。同时，还需要在图纸中明确标明各个零件的施工方法及参数信息，避免理论效果与实际效果存在较大的差距。另外，还需要对影响机械结构质量、成本等因素划分出来，并做好解决预案，能有效提高机械结构的设计质量。

5结语

总而言之，社会的发展离不开创新的机械结构设计，现在社会人们的需求逐渐变高，更加巧妙的机械结构也能为生活提供方便之处。从某种角度来看，这也能够让经济有所发展。创新这一举措也恰好是当代社会都需要的，只有创新设计，才能让机械结构设计的水平更高，设计人员应该怀着饱满充分的设计情感，来达到创新机械设计结构这一目的。机械结构设计需要创新，社会也需要创新型人才来推动，只有这样才能拥有更好的明天。

参考文献：

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[2]王峰.工业机器人应用中的机械结构设计方法研究[J].科技经济导刊，2016（08）：79.

[3]何毅.机械结构设计中的创新设计应用[J].中国科技投資，2013（20）：173.