關(guān)于當(dāng)前機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的創(chuàng)新設(shè)計(jì)

何健銘

摘 要：近年來(lái)，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，促進(jìn)我國(guó)科技水平的提升。基于我國(guó)科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展，各類(lèi)用戶(hù)對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)加工的要求在不斷提升，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中機(jī)械設(shè)計(jì)是重要環(huán)節(jié)，需要不斷創(chuàng)新設(shè)計(jì)人員思維理念，對(duì)設(shè)計(jì)技術(shù)工藝與設(shè)計(jì)方式進(jìn)行創(chuàng)新。在機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中如何融入創(chuàng)新設(shè)計(jì)是相關(guān)部門(mén)需要重點(diǎn)解決的問(wèn)題。本文就關(guān)于當(dāng)前機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的創(chuàng)新設(shè)計(jì)展開(kāi)探討。

關(guān)鍵詞：機(jī)械結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)；創(chuàng)新設(shè)計(jì)

引言

工業(yè)是強(qiáng)國(guó)之本，在工業(yè)生產(chǎn)中，各種機(jī)械設(shè)備是不可或缺的重要組成部分之一。近年來(lái)，隨著我國(guó)加大了機(jī)械設(shè)備相關(guān)方面的研究力度，研制開(kāi)發(fā)出很多種類(lèi)的自動(dòng)化機(jī)械設(shè)備，由此為工業(yè)生產(chǎn)效率的提升提供了強(qiáng)有力的設(shè)備支撐。在對(duì)自動(dòng)化機(jī)械設(shè)備進(jìn)行設(shè)計(jì)研發(fā)的過(guò)程中，除了要滿(mǎn)足客戶(hù)的實(shí)際需要之外，還應(yīng)當(dāng)使機(jī)械設(shè)備的優(yōu)勢(shì)得以最大限度地發(fā)揮，這是非常重要的一點(diǎn)，必須予以足夠的重視。

1當(dāng)前機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中創(chuàng)新設(shè)計(jì)的必要性概述

在社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域快速發(fā)展背景下，各項(xiàng)技術(shù)發(fā)展進(jìn)步對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)思想與基本理念提出了更多更高的要求，要在機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中逐步融入創(chuàng)新精神與創(chuàng)新理念才能與時(shí)俱進(jìn)。在機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，相關(guān)設(shè)計(jì)人員要更好地融入現(xiàn)代化機(jī)械設(shè)計(jì)理念，借助創(chuàng)新思維使得不同模塊與構(gòu)件能夠相互融合，這樣便于生產(chǎn)制造更多優(yōu)質(zhì)的機(jī)械結(jié)構(gòu)部件，遵循結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)內(nèi)在變化規(guī)律，從實(shí)踐中完善生產(chǎn)。

2對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特征及變?cè)ǖ慕榻B

就機(jī)械結(jié)構(gòu)來(lái)講，必須要在總體設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)之上，對(duì)整體設(shè)計(jì)情況進(jìn)行不斷強(qiáng)化，進(jìn)而適當(dāng)?shù)恼{(diào)整機(jī)械結(jié)構(gòu)?？偟膩?lái)講，總體設(shè)計(jì)的完善與否對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖的精度有著直接的影響，也和整體設(shè)計(jì)和調(diào)整有著分不開(kāi)的聯(lián)系，對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)的功能和設(shè)計(jì)原理進(jìn)行不但優(yōu)化和完善。在具體進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，為了能夠?yàn)楹笃诘慕M裝提供便利，要準(zhǔn)確標(biāo)明相關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)，檢查并確認(rèn)部件的精準(zhǔn)程度，有效確保嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行。在具體設(shè)計(jì)機(jī)械結(jié)構(gòu)的過(guò)程中，作為創(chuàng)新的一種，變?cè)ǖ玫搅藦V泛的應(yīng)用。應(yīng)用該方法必須要深入、全面的來(lái)研究機(jī)械的基本結(jié)構(gòu)，對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)的基本框架做到充分掌握，適當(dāng)?shù)膶?duì)零部件進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化。在具體應(yīng)用變?cè)ǖ臅r(shí)候，通常情況下會(huì)涉及到以下兩個(gè)方面的內(nèi)容：首先，標(biāo)注機(jī)械零部件，并對(duì)其性能進(jìn)行解釋?zhuān)瑢?duì)零部件的具體形狀、數(shù)量以及規(guī)格等做到有效確定，還要對(duì)相關(guān)工作進(jìn)行重點(diǎn)分析和研究；其次，在具體設(shè)計(jì)階段，需要根據(jù)實(shí)際情況來(lái)檢查并適當(dāng)?shù)恼{(diào)整零部件，積極創(chuàng)新和優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，從而更好的為機(jī)械設(shè)計(jì)的發(fā)展打下良好的基礎(chǔ)。

3基于變?cè)ǖ臋C(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)創(chuàng)新

3.1機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中材料與數(shù)量變?cè)?/p>

機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中要對(duì)材料進(jìn)行合理選取，材料選取的合理性對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)創(chuàng)新的結(jié)果會(huì)產(chǎn)生較大影響。例如在設(shè)計(jì)液浮式陀螺時(shí)，將鋁質(zhì)材料作為馬達(dá)定子殼基本應(yīng)用材料，在轉(zhuǎn)子軸中選取合金鋼作為應(yīng)用原材料，受到膨脹系數(shù)變化影響，在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中由于轉(zhuǎn)子軸和定子之間會(huì)發(fā)生相應(yīng)變化，這樣將會(huì)導(dǎo)致機(jī)械結(jié)構(gòu)運(yùn)行故障。在設(shè)計(jì)過(guò)程中要合理選取材料變?cè)?，?duì)各類(lèi)材料合理利用。機(jī)械結(jié)構(gòu)屬于較為成熟完整的系統(tǒng)，其中是由不同零件構(gòu)成，各個(gè)零件發(fā)揮著不同作用。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，相關(guān)技術(shù)人員需要進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，將計(jì)算結(jié)果與機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行有效對(duì)比，及時(shí)進(jìn)行改進(jìn)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中要及時(shí)淘汰冗余零件結(jié)構(gòu)。相應(yīng)的設(shè)計(jì)人員需要對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)相關(guān)零部件進(jìn)行調(diào)整，提升設(shè)計(jì)合理性。在設(shè)計(jì)過(guò)程中要對(duì)零件數(shù)量進(jìn)行調(diào)控，提升零部件互換性，從而提升機(jī)械結(jié)構(gòu)基本應(yīng)用性能。比如在螺紋連接結(jié)構(gòu)中，要相對(duì)螺紋松動(dòng)問(wèn)題進(jìn)行控制，可以整合彈簧墊片、螺釘、墊圈基本應(yīng)用功能。

3.2外觀及尺寸

隨著工業(yè)自動(dòng)化的不斷發(fā)展，人們的審美也發(fā)生了變化，對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的外觀也越來(lái)越苛刻。例如手機(jī)等通訊設(shè)備，除了要滿(mǎn)足常規(guī)的通話(huà)功能外，其外觀變化也越來(lái)越大，造型更加優(yōu)美。因此，機(jī)械設(shè)計(jì)人員必須更加注重當(dāng)前的審美潮流，在滿(mǎn)足基礎(chǔ)功能的同時(shí)盡量對(duì)其尺寸和外觀造型進(jìn)行創(chuàng)新。

3.3工藝變?cè)?/p>

許多材料在機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)當(dāng)中都有應(yīng)用，各部分結(jié)構(gòu)制造的過(guò)程當(dāng)中都和實(shí)際情況相結(jié)合來(lái)適當(dāng)?shù)倪x擇合適的材料，同時(shí)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(huì)具有一定的差異性，就算是材料相同，在具體加工的過(guò)程當(dāng)中，所采用的加工工藝也會(huì)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(jī)械的使用效率提升上來(lái)。所謂的工藝變?cè)ㄆ鋵?shí)指的就是對(duì)材料的加工方式進(jìn)行改變從而創(chuàng)新機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。比如，在實(shí)際設(shè)計(jì)模具的過(guò)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(mǎn)足設(shè)計(jì)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(jì)質(zhì)量的提升。

3.4尺寸變?cè)?/p>

機(jī)械結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)對(duì)設(shè)備基本外形尺寸以及安裝性能具有較大要求，相關(guān)設(shè)計(jì)人員可以在尺寸變量基礎(chǔ)上對(duì)零件基本尺寸進(jìn)行有效優(yōu)化，使得零件應(yīng)用能夠全面優(yōu)化。相關(guān)設(shè)計(jì)人員要不斷提升零件應(yīng)用價(jià)值。對(duì)零部件自身尺寸以及相應(yīng)形狀進(jìn)行控制，促使機(jī)械設(shè)備能夠保持穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中相關(guān)設(shè)計(jì)人員要對(duì)部件相應(yīng)尺寸進(jìn)行嚴(yán)格控制，在模塊化設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，能夠保障部件協(xié)調(diào)配合運(yùn)行，此類(lèi)方法能夠?qū)C(jī)構(gòu)基本形狀進(jìn)行控制。

3.5位置變?cè)?/p>

一個(gè)機(jī)械往往由很多種不同的器元件組成，器元件由于其各自的聯(lián)系不同、作用不同，其最優(yōu)位置也各有不同。對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)進(jìn)行位置變?cè)?，通俗?lái)講就是通過(guò)對(duì)元件的空間位置進(jìn)行調(diào)動(dòng)、測(cè)試，以確定其最優(yōu)位置，最終達(dá)到整體優(yōu)化的目的。例如在焊接元器件的時(shí)候應(yīng)該把焊接的位置固定在對(duì)稱(chēng)抽的位置，這樣就可以有效防止器元件發(fā)生變形扭曲，增加部件群的整體協(xié)調(diào)性、美觀性，同時(shí)能有效的利用空間，置放其它元件，實(shí)現(xiàn)有限空間的高效利用。

4機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的創(chuàng)新設(shè)計(jì)方向

在對(duì)機(jī)械零件進(jìn)行結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)時(shí)，需要從多個(gè)設(shè)計(jì)方案中選擇最優(yōu)化的方案。在選擇過(guò)程中，需要采用模糊綜合優(yōu)化方法，其指標(biāo)主要有以下幾點(diǎn)：（1）客戶(hù)實(shí)際需求。所有的機(jī)械結(jié)構(gòu)最終都是服務(wù)于客戶(hù)的，因此客戶(hù)的實(shí)際需求才是機(jī)械結(jié)構(gòu)的價(jià)值體現(xiàn)。（2）生產(chǎn)成本和效率。不同的企業(yè)采用的生產(chǎn)設(shè)備不相同，技術(shù)人員的水平也層次不齊，因此每個(gè)企業(yè)要綜合考慮本廠的實(shí)際生產(chǎn)條件，將生產(chǎn)成本和效率作為主要的優(yōu)化創(chuàng)新目的。（3）社會(huì)、環(huán)境效益。企業(yè)生產(chǎn)機(jī)械結(jié)構(gòu)，除了滿(mǎn)足客戶(hù)需求外，還需要考慮社會(huì)、環(huán)境效益，盡可能減少生產(chǎn)對(duì)環(huán)境的破壞，提高社會(huì)效益。

結(jié)語(yǔ)

總而言之，從當(dāng)前機(jī)械發(fā)展現(xiàn)狀來(lái)看，在機(jī)械結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)中有較多需要優(yōu)化完善的部分，在機(jī)械制造過(guò)程中要全面融入創(chuàng)新思維，對(duì)設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行補(bǔ)充，要從長(zhǎng)遠(yuǎn)角度出發(fā)提升機(jī)械應(yīng)用價(jià)值，延長(zhǎng)機(jī)械使用壽命。

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