浅谈机械结构的创新设计

徐秀帅 尚效龙

中特科技工业（青岛）有限公司 山东青岛 266000

通过用户至上这一设计理念应用于机械结构创新设计中能够解决传统结构设计中出现的弊端，进而适应社会发展需求，使得机械结构设计更加科学，更加有效。

1 当前机械结构设计创新的必要性

在工业化时代，机械结构的优异程度关乎相应产品的质量与所需成本。这就要依据各个行业的有关规定进行机械结构设计。从企业方面看，创新思维指导机械结构设计，能促进有关工作者形成创造性的理念，把各种机械零件和模块间进一步组合，改进结构的性能，提高机械设备质量，促进生产，降低成本。从国家，提倡机械结构设计创新是一个民族能够立于不败之地的重要保障。创新推动生产发展，并直接增强国家综合实力。因此，有必要强化机械结构设计创新的过程，特别是在工业现代化的发展目标下，创新之路，势在必行[1]。

2 机械结构的创新设计要点

2.1 数量元素的设计应用

机械创新设计中的数量变元，需要结合相关行业的具体使用需求来适当改变机械结构内部的数量。基于变元法的设计理念，机械构件原理包括工作面与加工面，在结构原理中包含了个体元素与整体元素。调整相关元素，将会产生新的产品。例如，在直线设计中，注重产品的实用性与简单性。在进行螺丝设计时，需要考虑稳定性，通过增加弹簧垫的方法可以起到缓冲作用。通过对数量元素的整合，可以有效增加机械安装的便捷性。在不影响机械构件使用性能的基础上，降低零件的使用量，积极开发一体化螺丝的应用，可以减少工作内容，提升工作效率[2]。

2.2 材料元素创新设计

机械的设计材料将会直接影响机械结构质量，因此，合理选择机械结构的材料，可以保障机械正常发挥自身的效用。不同的设计材料具有本质上的区别，在创新设计的过程当中会产生不同效用。在优化设计不同的机械结构时，需要严格根据材料的实际情况进行，确保机械构件的设计质量。比如，当机械创新结构设计中应用钢材为主体材料时，需要在构件设计中发挥出钢材的优势，进一步提高钢结构的强度与硬度。扩大钢结构的横截面面积，可以增强钢结构的使用质量。如果在机械结构创新设计中应用铸铁材料，需要提升其使用性能，由于铸铁材料的强度和硬度相对较差，在传统设计理念中无法保障机械构件的使用寿命。对于此种情况，可以在铸铁中加入强筋或隔板，来增强机械结构使用性能。

2.3 尺寸

在进行机械结构设计创新设计的过程中，应当严格按照相关部门的要求，通过协调各方面因素，最终确定机械结构所能够设计的尺寸，从根本上确保机械结构设计尺寸的合理性，这样能够在很大程度上提高机械的结构的使用价值以及最终的使用寿命，如果在设计的过程中，出现尺寸不合理这一情况应当严格按照有关部门提出的设计要求进行改正，只有这样才能够进一步提高机械结构设计在实际应用过程中的性能，拓宽机械的应用范围。在对机械结构设计尺寸创新的过程中，应当确保机械结构外观以及安装顺序的合理性，能够满足相关要求。一些机械结构在安装过程中十分复杂，因此在设计之前应当对比不同尺寸的机械结构，从而确保在安装过程中尺寸能够符合实际需求，在此之后才能开展后续的设计工作[3]。

2.4 零件数量

在进行机械结构设计的过程中会包含很多零件。而这些零件在结构、作用、效果等各方面都存在着很大的差异性，因此相关设计人员在进行机械结构创新设计的过程中，一定要了解这些零件数量，只有这样才能够真正体现这些零件在机械结构设计过程中的真正作用，作为设计人员在进行设计之前，应当对可能出现的数据进行计算和推演，了解零件的性能和作用，并按照规定的程序展开设计，对于一些不合理的零件，应当及时更换或是改进，避免在机械结构设计的过程中由于零件质量或许数量出现问题，而导致机械在使用过程中存在误差。因此相关工作人员在进行机械结构创新设计时，应当从零件性能、零件数量等各方面进行创新，从而减少由于零件缺少或者是合并而产生的问题，最终提升机械结构的整体性效果，这对提高机械结构应用综合性有着十分重要的意义。在进行创新的过程中，工作人员应当全面考虑到设计要求以及机械具备的使用价值，只有这样才能够保证机械数量的合理性，确保最终的规模满足相关部门的要求，通过降低设计的难度，从而提高机械应用的实际效果。

2.5 位置元素的设计应用

在机械构件的组成当中，往往具有多种多样的元器件，并且各个元器件之间有不同的联系与作用，所处的位置与功能也各有差异。位置变元在变元法中的应用也十分普遍，简单来说，在机械构造中对原件进行空间位置上的移动与调试，来找到构件设计的最佳位置。例如，在元器件焊接的过程中，可将焊接位置设置在机械的对称轴处，有效防止机械构件产生变形，影响整体部件的协调性美观性，同时实现了将有限资源合理利用的目标。此外，在变元设计的过程中，还需应用科学的加工工艺[4]。例如，在模具的设计当中，采用特殊工艺来提升斜顶的设计质量，使材料的刚度更强。

3 结语

综上所述，创新设计对于机械结构设计的可靠性以及实用性具有十分重要的作用，这能够直接提现当下我国机械设计的水平，因此通过将创新设计应用于机械设计中能够对传统的机械设计进行优化，进而推动机械制造业健康发展。