机械结构创新设计刍议

徐蒙蒙

【摘要】机械设计里面的结构设计是一项创新型要求非常高的工作，所以机械机构设计人员一定要有创新意识，同时在设计的过程中严格按照创新的要求来进行，得到最优的设计，将设计的不足降到最低，并且扩大设计的用途范围。笔者结合自身工作经验，首先介绍了机械机构创新设计的重要性，然后分析了机械结构设计的几种变元创新方法，最后利用综合测评找到了最优的设计方案。

【关键词】机械设计；结构设计；变元创新

创新是任何事物不断发展的动力，机械设计里面的结构设计更是一项非常需要创新的工作。所以，机械机构设计人员要有勇于创新的精神，不断培养自己的创新思维，并将之运用到实践当中。在日常实际工作中，机械结构设计人员要结合实践努力创新，不断完善机械的功能，扩大其适用范围，为我国机械事业的进步贡献自己的一份力量。

1、机械结构创新设计的重要性

随着现代科学技术的飞速发展，市场上出现了非常严重的机械产品同质化的现象，同时市场竞争也越来越激烈，机械制造企业要想在竞争激烈的市场中占有一席之地，必须要不断地对自己的产品进行改进和完善，培养自身的核心竞争力，为企业创造更大的经济效益和社会效益。因此机械结构设计人员必须要不断创新，摆正心态，把现代化的设计理念融入到机械结构设计当中，对机械机构中各模块的组合不断地进行改善和优化，找到能够满足系统整体要求的，最优的机械机构设计方案，同时为企业在竞争激烈的市场中赢得一席之地。

2、机械结构设计的变元创新

2.1 材料变元

机械产品的材料变元指的是，出于对产品原材料的选择以及替换的考虑，改变机械零件的结构尺寸，从而出现了机械产品加工工艺的改变，最终达到改变机械产品结构的目标。这种材料变元的创新方法，向我们展示了借助于对材料变元的调整，从而得到不同的结构方案的方法。例如，如果要提高机械产品的强度和刚度，可以对铸铁进行加强筋以及隔板的操作，而对于钢材料则可以借助于扩大零件的截面尺寸的方法，对于塑料材料，则要求塑料件的筋板和壁厚是相近的，同时还要是相对称的不同结构的创新设计方法。

2.2 数量变元

机械产品的数量变元主要是将整个机械产品零件或者是零件的所有轮廓、工作以及加工的平面、线条都当做是这一结构的基本组成元素，然后借助于所这些基本元素的数量的控制来改变机械产品的结构。例如，要尽可能的将机械产品简单化，就可以利用直线轮廓的方法来设计铸件结构的外部形状。又例如，为了避免出现螺钉松脱的现象，就可以把螺纹、连接结构的螺钉以及垫圈设计成一个整体，这种方法不但减少了零件的数量，同时还避免了螺钉松脱的情况出现。

2.3 尺寸变元

机械产品的尺寸变元，则主要有长度、角度以及距离等方面，利用这种方法进行机械结构的创新设计，可以通过变化零部件个构件的尺寸来改变零件的整体结构。例如，要提高破碎物料的细度，就可以通过把两个对稱的动力在机架上的位置进行调整，这样就可以改变破碎物料的细度。

2.4 联接变元

机械产品的联接变元主要有两个方面的意思：一方面就是要充分考虑元素联接方式的改变，例如经常用到的铆接、铰接、焊接以及螺纹接等方法；另一方面就是要对每一种连接方式的不同连接结构的组成元素的创新，这样就能够得到更多的结构设计方案。例如，在玩具的创新设计上面，就可以利用卡扣和螺钉相结合的方法来安装，这种安装方法不仅能够是玩具的各部分可靠地安装到一起，同时操作起来也是非常方便的。又比如在手机的机盖设计上面，可以做成能够快速拆卸的装置，这样用户操作起来就会非常方便。

2.5 工艺变元

机械产品的工艺变元也就是在全面考虑机械产品的基础上，各零件在制造的过程中选择的是不同的创新方法，以此来达到改变整个机械产品结构的目的。目前，在机械工艺、机械人方面的创新已经得到了很大的推广，这就提高了机械制造业的自动化程度，同时还提高了生产力，为我国传统机械制造业的进步做出了突出的贡献。

3、机械结构变元创新设计的优化测评

每一个经过变元创新之后的机械结构的设计方案都要经过严格的综合测评，一般情况下，汇兑设计中的几个变元元素进行综合考虑，然后利用模糊测评的方法来测评新的设计。在测评的时候，工作人员首先要有一套完整的设计方案，再借助于数学模型，设计者要能够综合分析各个机械结构设计方案，结合自身的专业知识和技术经验来完成机械结构设计方案的综合测评工作。在测评的过程当中，设计人员必须要充分的考虑到测评指标的选择和划分，一般情况下可以分为产品的工艺性、可操作性、维修性、安全性及其社会效益等方面，然后通过合理的推理、模拟等方法，在多个机械机构的设计方案中，选出最具创兴同时也是最优的设计方案。

4、结束语

机械结构创新设计并不是一件非常简单的工作，一名出色的机械机构设计人员首先要有牢固的专业知识和技术实践能力，另外，敏锐的观察力以及创新思维更是必不可少的，这是完成机械结构穿心设计的基础和前提。机械结构创新设计不但可以提高机械设计的功能和用途，同时还能够提高企业的核心竞争力，为社会创造更高的经济效益。

参考文献：

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[2]孙洪伟.谈对机械结构创新设计的分析[J]中小企业管理与科技，2008（8）.

[3]刘扬松.机械结构的创新设计及其优化[J].石油机械，2009（2）.