探析创新设计在机械结构设计中的应用 侯保新

探析创新设计在机械结构设计中的应用侯保新

发表时间：2019-08-07T11:05:37.093Z 来源：《基层建设》2019年第15期作者：侯保新[导读] 摘要：机械是一个国家富强的重要标志，对于机械结构设计来说需要具备很强的创造性。

佛山市顺德区美的洗涤电器制造有限公司 528311 摘要：机械是一个国家富强的重要标志，对于机械结构设计来说需要具备很强的创造性。在我国社会经济不断发展的背景下，作为我国经济发展的基础，机械结构设计方向在其发展领域中受到了很大的冲击，因此创新设计的具体应用势在必行。本文主要从机械结构设计的基础谈起，进一步探讨创新设计在机械结构设计中的应用。

关键词：创新设计；机械结构设计；应用引言：当前，对于机械结构的创新设计已经得到了较为广泛的关注，创新是为了对机械进行更好地利用，同时也是为了将其实际效能发挥出来。对于机械结构创新设计来说，一般其思维都较为统一，且以变元法为主，因为这种方法使用简单，在创新设计中利用逻辑化的思维可以对可变元素进行系统化的梳理。对于机械结构设计来说，它是一项非常具有创造性的工作，在设计机械结构时需要时刻对其进行改进和创新，这样才能让设计达到最优化效果。在本文中，主要论述了变元法在机械结构创新设计中的应用，以期能得到更好的机械结构设计效果。

一、功能设计要点

众所周知，机械制造的主要目的就是满足人们对于机械的功能需求对原材料进行加工并形成成品的一个过程。作为机械制造的初始阶段，机械的功能设计不仅要满足客户的实际需求，更要展现出创新性，要求设计的产品必须满足相关的机械工作原理，还要保证产品的稳定性、工艺力学以及材料力学和装配性能等相关因素的要求。

（1）质量设计。需要考虑到构成机械产品质量体系的相关因素，包括产品精度、产品刚度、产品结构力学的要求等等，进而通过控制相关因素提升机械产品的质量特性以及性价比。此外还需要考虑到机械产品的其他特性，如操作便捷性、产品外观、安全特性、节能环保等等。产品的质量不仅需要在机械加工工艺以及材料方面进行控制，在机械设计阶段也应该考虑。

（2）优化与创新设计。随着机械制造业的不断发展，机械制造市场的竞争也愈发激烈。因此，机械产品结构的创新设计方式已经成为机械制造企业的有力竞争，在产品中引入创造性的思维和其他的学科技术，进一步应用于机械制造的优化设计和创新设计，有效的提高机械技术产品的竞争力。结构优化设计的前提是有大量的可能性方案，和优化空间，包括对机械产品的生产工艺、材料以及连接方式、尺寸形状等方面的优化和创新设计。

二、创新设计在机械结构设计中的应用

随着机械制造业的不断发展，机械制造市场的竞争也愈发激烈。因此，机械产品结构的创新设计方式已经成为机械制造企业的有力竞争，在产品中引入创造性的思维和其他的学科技术，进一步应用于机械制造的优化设计和创新设计，有效的提高机械技术产品的竞争力。

2.1材料、数量变元法

在机械设计的过程中，材料的选择有很多种，针对不同的材料会沿用不同的加工工艺和结构类型设计以及零件尺寸确立。机械结构的创新设计可以通过调整材料比的方式，制定出不同的结构方案。另外，机械产品的结构元素也较多，包括加工面和工作面、轮廓面以及轮廓线甚至零件本身等很多元素。机械结构的优化和创新设计可以通过对结构中的元素数量进行调整和改变，以实现改变机械结构的目的，达到创新的机械结构设计。

2.2尺寸变元

尺寸变元中的尺寸主要是指距离、角度和长度等，它考虑了变元元件中元素之间的距离、长短度和角度等方面的问题，通过改变机械零件和其构件的尺寸大小，使机械的整体结构发生变化。就因为尺寸变元的主要内容是长度、角度和距离等的变元，这样便是机械的整体结构发生了变化，不同的尺寸对应着一个创新设计，从而起到了改变整体机械构件的效果。例如，在一些弯曲工艺里面会使用到尺寸变元，因为每个材料的弯曲弹性变形不一样，所以对元件的弯曲程度不同，角度的要求也不相同，需要在弯曲构件成形之后，然后再对所弯曲的构件进行加工和修复，如果在弯曲构件之前直接确定一个角度，并且构件允许小范围的变形，那么弯曲后就不用再加工修复了。

2.3分析连接变元

其包含2层意思：①联接方法，其中包括焊接方式、胶接方式还有铆接、螺纹联接等；②每种连接方法均有几种不同联接结构，因此可以将联接结构及方式进行调整或是改变之后获得多种结构类型。例如：对于需要经常拆卸的零部件结构，不但应使连接可靠，还应使拆卸操作尽量方便。这方面的结构在我们生活经常可见，如玩具产品中经常使用卡扣与螺钉相结合的安装方法，而手机产品的机盖设计成快速连接拆装结构，方便用户操作。

2.4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。

三、机械结构优化设计创新方法的运用需要注意的事项

3.1保障结构的社会效益与系统可行性

就当前的情况来看，对于机械结构的创新设计采用的是变元法的方式，通过改变和调整机械结构设计的相关因素，来获得创新的机械结构设计方法。但事实上，在利用变元法的结构设计时还必须基于市场应用的实际需求，在性能、经济上进行充分考虑。变元法研究的内容包括机械结构设计的数量、形状、材料位置以及装配连接变元等，主要通过对这些元素进行变元来设计出更多的优化和创新设计方案。但作为企业来讲，机械生产的目的就是要满足市场需求，创新结构设计的目的就是保障企业的经济效益，从而实现提高企业竞争力的目标。所以，在对机械结构创新设计的工作中，应充分考虑用户的实际需求和企业的实际发展情况，保障结构设计的社会效益与系统可行性。

3.2综合分析成本需求和制造工艺内容