創(chuàng)新設(shè)計在機械結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用

趙松桂

摘 要：在機械結(jié)構(gòu)設(shè)計當(dāng)中，市場的發(fā)展逐漸趨向于多元化，為了行業(yè)的發(fā)展，要不斷提高創(chuàng)新意識，對結(jié)構(gòu)設(shè)計的深度進行不斷優(yōu)化和完善，確保設(shè)計效果的有效提升。在現(xiàn)階段的機械設(shè)計行業(yè)當(dāng)中，創(chuàng)新設(shè)計思維具有一定的統(tǒng)一性，在變元法的前提下，使具體操作更加具有可續(xù)性和便捷性，有效樹立設(shè)計環(huán)節(jié)當(dāng)中的可變因素，將邏輯化思維融入其中，對機械機構(gòu)設(shè)計進行不斷創(chuàng)新，使實際應(yīng)用效果得到有效提升。

關(guān)鍵詞：創(chuàng)新設(shè)計；機械結(jié)構(gòu)；應(yīng)用

1機械結(jié)構(gòu)設(shè)計概述

機械結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本內(nèi)容包括：對機械產(chǎn)品材料的選擇、機械產(chǎn)品的外觀設(shè)計、機械產(chǎn)品的大小型號設(shè)計、機械零件的連接方式和機械功能的設(shè)計等。由于時代的發(fā)展，傳統(tǒng)機械結(jié)構(gòu)的設(shè)計早已不能滿足機械制造業(yè)的供給需求，必須研發(fā)出新型的機械結(jié)構(gòu)，以滿足市場需要。特別需要注意的是，機械結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計必須符合機械制造業(yè)的標準，不能違背機械運行的常理，否則將會引發(fā)安全事故。

2創(chuàng)新設(shè)計在機械結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)用的必要性

第一，時代發(fā)展和科學(xué)進步的要求。目前，國家在經(jīng)濟發(fā)展和科技的進步上都取得了非常大的成效，因此，對機械結(jié)構(gòu)設(shè)計的設(shè)計理念和構(gòu)思都有了更嚴格的把關(guān)。進入新時代，怎么樣才能夠讓機械結(jié)構(gòu)設(shè)計滿足當(dāng)前國家和社會發(fā)展需要和人民的使用需求成為了一項亟待思考和解決的問題。要想有效的解決這一問題，就要創(chuàng)新機械結(jié)構(gòu)的設(shè)計，在機械結(jié)構(gòu)設(shè)計中融入創(chuàng)新的理念，在實踐中進行創(chuàng)新。第二，創(chuàng)新機械結(jié)構(gòu)設(shè)計更能強調(diào)系統(tǒng)的構(gòu)建。創(chuàng)新設(shè)計機械結(jié)構(gòu)，設(shè)計者要對自己的設(shè)計理念提出更高的要求，依據(jù)設(shè)計理念是否能夠滿足各個行業(yè)的實際需求，來對設(shè)計者的創(chuàng)新設(shè)計是否能夠達到要求進行一定的評判。同時，設(shè)計者的創(chuàng)新設(shè)計理念，也應(yīng)該注重機械內(nèi)部整體性的建造，掌握其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定規(guī)律，以此來具體的分析機械結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計的具體方法和途徑。這樣一來，機械結(jié)構(gòu)設(shè)計中的創(chuàng)新設(shè)計也就更加能夠體現(xiàn)出機械系統(tǒng)內(nèi)部完整性系統(tǒng)性的建造。

3創(chuàng)新設(shè)計在機械結(jié)構(gòu)中的具體應(yīng)用

3.1機械結(jié)構(gòu)設(shè)計時進行材料變元

材料的不同也決定著功能和最后呈現(xiàn)效果的不同。所以說，選用正確合理的材料對機械結(jié)構(gòu)尤為重要。在創(chuàng)新設(shè)計工作開展時，對材料的選擇不能忽略懈怠，要根據(jù)實際情況從各種各樣的材料中找出最符合標準和要求的材料，從而來保障工作順利進行和結(jié)構(gòu)質(zhì)量的良好。假設(shè)以鋼材為選中材料用于機械結(jié)構(gòu)，那么務(wù)必需要提升結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和剛硬度，這樣才能充分的將其鋼材的特點發(fā)揮出來，實現(xiàn)最優(yōu)結(jié)構(gòu)質(zhì)量。如果要完成這一想法，必須需要對鋼材的截面積進行加大操作，這樣才能把它的優(yōu)勢發(fā)揮到最大。鑄鐵材料與鋼材相比，剛硬度有一點不足，并且深受原先傳統(tǒng)設(shè)計的影響，導(dǎo)致它的優(yōu)點優(yōu)勢不能發(fā)揮到位，確保不了結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和安全。為了改善這一問題，可以將強筋或其他類似材料加入到鑄鐵中，這對質(zhì)量和性質(zhì)都有質(zhì)的提高。充分利用變元法，將材料進行改變，選用最優(yōu)材料設(shè)計方案，以保障效果最佳。

3.2機械結(jié)構(gòu)設(shè)計時進行數(shù)量變元

數(shù)量變元是機械結(jié)構(gòu)設(shè)計中的一個基本變元，通過對產(chǎn)品零件數(shù)量的改變，從而達到對產(chǎn)品功能和性能的改變。例如：機械結(jié)構(gòu)的設(shè)計師在設(shè)計產(chǎn)品時，為了能夠充分體現(xiàn)出產(chǎn)品的功能性與實用性，通常會采用直線設(shè)計的方法。在直線設(shè)計中，螺絲是其中最重要的基礎(chǔ)要素。一旦螺絲出現(xiàn)松動或者偏移的現(xiàn)象將直接影響整個機構(gòu)的設(shè)計，為有效降低這種問題發(fā)生的概率，設(shè)計師通常會選擇采用增加彈簧墊的方式增強彈簧的穩(wěn)定性，這樣不但不會造成彈簧歪斜，同時還能發(fā)揮很好的緩沖作用。除此之外，在進行設(shè)計時，設(shè)計師還可以將一些冗雜的元素進行適當(dāng)?shù)恼?，不但方便攜帶與安裝，還能極大地縮短工作時間。這就是數(shù)量變元的優(yōu)勢。

3.3機械結(jié)構(gòu)設(shè)計時進行尺寸變元、位置變元

通常形狀元素和尺寸元素是融合在一起的，尺寸元素是在確定了形狀元素基礎(chǔ)上進行改進的，尺寸包括長度、曲度、角度等參數(shù)。在滿足機械功能的前提下，對尺寸做優(yōu)化處理，可提高構(gòu)件維護的方便性以及靈活性。位置元素是指起功能作用或連接作用的結(jié)構(gòu)在整體機械構(gòu)件中的坐標點位。機械結(jié)構(gòu)創(chuàng)新中除了構(gòu)件的形狀、尺寸、材料的設(shè)計，結(jié)構(gòu)創(chuàng)新也是非常重要的一種方法。位置的改變直接影響機械構(gòu)件裝配和執(zhí)行功能，是創(chuàng)新設(shè)計中最直觀的表現(xiàn)，也是機械結(jié)構(gòu)樣式的表達主體。位置設(shè)計遵循的是機械原理和理論力學(xué)，位置合理性的創(chuàng)新是機械結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計中最璀璨的明珠。比如符合人體力學(xué)的曲線式座椅，會提高舒適性，被廣泛使用。

3.4機械結(jié)構(gòu)設(shè)計時進行工藝變元

許多材料在機械結(jié)構(gòu)設(shè)計當(dāng)中都有應(yīng)用，各部分結(jié)構(gòu)制造的過程當(dāng)中都和實際情況相結(jié)合來適當(dāng)?shù)倪x擇合適的材料，同時由于零部件所使用的材料具有一定的差異，導(dǎo)致其具體的加工工藝也會具有一定的差異性，就算是材料相同，在具體加工的過程當(dāng)中，所采用的加工工藝也會存在著本質(zhì)上區(qū)別，其主要目的就是為了采用科學(xué)的加工工藝充分發(fā)揮出材料的作用，如此方可從根本上將機械的使用效率提升上來。所謂的工藝變元法其實指的就是對材料的加工方式進行改變從而創(chuàng)新機械結(jié)構(gòu)設(shè)計。比如，在實際設(shè)計模具的過程當(dāng)中，斜頂?shù)囊筝^高，特別是一些精密模具的斜頂尺寸較小，普通滲碳工藝難以滿足設(shè)計要求，需要采用特殊工藝使材料獲得更佳的剛性，有效確保設(shè)計質(zhì)量的提升。

4結(jié)束語

總而言之，根據(jù)我國機械制造業(yè)的現(xiàn)狀來看，未來機械結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計仍存在諸多不足。因此，要求機械制造業(yè)的設(shè)計人員在機械結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計的應(yīng)用過程中，必須結(jié)合產(chǎn)品的實際情況對機械結(jié)構(gòu)的本質(zhì)進行創(chuàng)新，同時還要不斷地提升創(chuàng)新意識，打破傳統(tǒng)的設(shè)計理念，通過變元法的合理運用，設(shè)計出經(jīng)濟實用的獨特性產(chǎn)品，這樣才能保障機械產(chǎn)品的社會效益與系統(tǒng)可行性，推動機械制造業(yè)的進一步發(fā)展。

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