机械结构设计中的创新应用

朱大勇

摘要：随着时代的变迁，社会的进步，各类设计技术等都在持续创新，机械结构类也不例外。在追求创新改革，提高技能的同时，对设计人员的挑选和培训不能忽略，增加他们的创新理念。在原有的传统机械设计基础上做出一定程度的修改，并对其应用开展研究和探索。

关键词：机械;结构设计;创新应用

1 当前机械结构设计的概述

1.1 机械结构设计

机械结构设计的基本内容包括：对机械产品材料的选择、机械产品的外观设计、机械产品的大小型号设计、机械零件的连接方式和机械功能的设计等。由于时代的发展，传统机械结构的设计早已不能满足机械制造业的供给需求，必须研发出新型的机械结构，以满足市场需要。特别需要注意的是，机械结构的创新设计必须符合机械制造业的标准，不能违背机械运行的常理，否则将会引发安全事故。

1.2 机械结构设计的关键因素

根据以往的实践经验可以得知，机械结构设计的关键因素主要分为两点：一是机械产品的质量。众所周知，产品的实用价值是通过其质量体现的，只有在确保其质量过关的情况下才能将机械产品投入使用。为保障产品的质量，设计者在设计其结构时，必须提前对产品的质量进行检验，在确保产品的结构、硬度、精确度都能符合相关使用标准后，再考虑机械结构的设计。二是机械产品的创新。产品的创新性是机械结构设计的核心，且其创新性还能在一定程度上提高机械产品的市场竞争力。因此，机械产品的设计师在设计时需从产品的创新性着手。充分考量产品的性能、外型及其操作等方面的创新。

2 创新设计在机械结构设计中的必要性

2.1 时代发展和科学进步的要求

目前，国家在经济发展和科技的进步上都取得了非常大的成效，因此，对机械结构设计的设计理念和构思都有了更严格的把关。进入新时代，怎么样才能够让机械结构设计满足当前国家和社会发展需要，人民的使用需求成为了一项亟待思考和解决的问题。要想有效的解决这一问题，就要创新机械结构的设计，在机械结构设计中融入创新的理念，在实践中进行创。

2.2 创新机械机构设计能满足产品系统的要求

在科技不断发展的同时，机械设备的各项功能也尽可能变的完善，越来越全面了。而为了适应当前社会各方面的发展和建设需求，对机械结构设计的层次和要求也变得越来越苛刻，越来越严格。生产出来的机械产品，不但要具备实用性强，性能好，价钱实惠的特点，还要保证具备一定的创新理念。要想保证设计的机械产品能够符合当前社会所需求的机械产品类型，机械结构的设计人员就应该积极地运用当前创新设计的理念，创新机械设计的结构，完善机械创新设计的方案，以此来满足产品系统的要求。

2.3 创新机械结构设计更能强调系统的构建

创新设计机械结构，设计者要对自己的设计理念提出更高的要求，依据设计理念是否能够满足各个行业的实际需求，來对设计者的创新设计是否能够达到要求进行一定的评判。同时，设计者的创新设计理念，也应该注重机械内部整体性的建造，掌握其内部结构的稳定规律，以此来具体的分析机械结构创新设计的具体方法和途径。这样一来，机械结构设计中的创新设计也就更加能够体现出机械系统内部完整性系统性的建造。

3 机械结构设计中创新设计的探索

3.1 创新设计与产品成本相协调

随着机械制造业的快速发展，机械结构的创新设计已成为大势所趋、人心所向，机械结构的创新能摆脱产品同质化，极大地提升机械产品的市场竞争力。然而，在机械结构创新趋势的潮流下，机械结构创新设计的投资成本也在不断地加大，甚至超过了部分企业所能预支的成本，这种情况不但没有为企业增加效益，还加重了企业的负担。由此可见，机械产品的创新设计必须与投资成本相协调，在充分保障产品效益的基础上对机械产品的结构进行合理的创新和优化，这样才能充分协调产品的创新性与经济效益性，从而实现互利共赢的目的。

3.2 机械结构设计时进行材料变元

市场上，制作机械的各种原材料比较的丰富，而各种材料都不同也会使它所对应使用的各种零件，大小，制作的手法和工艺也不尽相同。因此，在进行机械设计之前，需要先对机械材料进行加工，才能够达到理想的设计效果。在进行具体的机械结构的操作时，对机械结构设计的选材要具备一定的科学性。换一句话说就是，机械结构设计中的创新设计是能否成功，一定程度上可以决定材料的选择是否合理。但是对于一些不能够使用的材料，可以通过改变他们的形状，长度，高度进行材料变元，制定出新的设计内容和设计方式，尽可能满足机械结构设计中对创新设计提出的要求。

3.3 机械结构设计时进行数量变元

很多的因素在进行机械产品的设计时，都需要被考虑到，在设计时涉及到很多的元素，比如产品的轮廓面、加工面、轮廓线等等这些，都包含在机械产品设计元素中。而工作面和加工面是产品的结构中所包含的两个最基本的元素，进行数量变元可以简单的理解为从机械产品的每一个面和线来进行考虑，在对机械产品中的这些元素进行数量上的改变时，来对产品的结构进行一定程度上的改变。以此来得到更全面的机械产品结构，进行更有效的机械创新设计。

3.4 机械结构设计中的位置变元

位置变元，实际上就是在机械结构的设计中，运用科学的手段，合理地移动每个零件的位置，实现位置变元，从而使机械结构达到理想的效果。譬如，在安装机械设备的零部件时，要尽可能地将零部件调整到合适的位置上，让其安装的位置尽量向中间部位靠拢。采用这种安装方法能有效避免机械设备的零部件出现变形的现象，同时降低了元器件扭曲的概率。由此可见，合理地进行位置变元，不但能够提高设备空间的利用率，还能降低设备出现故障的可能性。

3.5 工艺变元

在所有材料种类，数量等等条件都相同的情况下，由于加工工艺的不一样，在最后所展现出来的机械结构也都各不相同。由此可见，工艺对于机械结构来说也有着不可忽视的地位和作用。工艺变元法就是根据实际情况选择合适的工艺来改善创新机械结构设计，联系现在运用最先进的工艺来对材料进行加工合成。只有这样，才能帮助材料发挥出其独有的优势，使得机械结构达到预期效果。

3.6 部位变元

机械是由各种各样的零件部件所组成的，每个零件部位都各有作用，之前相互关联。安装部位的不同，导致其发挥作用的效果也不同。所以说，将每个零件安装在最合适的部位是最为重要的。在设计中，让每个零件都在不同部位进行测试检验，调整它们到最佳位置，这样才能实现最终优化方案。举个例子，在对元器件进行处理的时候，把连接部位固定在相对对称轴的地方，这能合理有效地确保元器件的完整性，避免其发生弯曲，保障了整体的协调和外形稳定，正确的借助余下空间，摆放剩余零件。

4 结语

综上所述，时代在进步，任何事物为了能够不断发展都在一直创新。机械结构设计的创新不仅能够增加自身竞争力，还能将最新技术应用在实际生活中，提高其应用效果，使得机械化发展不断进步，增加机械业的市场地位。推广应用机械结构设计的创新理念，同样也为国家和社会的经济效益做出贡献。

参考文献：

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[2] 杜春艳.创新设计在机械结构设计中的应用[J].中国新技术新产品，2017（15）.

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[5] 乔栋，郭鹏.机械结构设计中的创新设计应用[J].机械管理开发，2016（08）.

（作者单位：江苏信得石油机械股份有限公司）