創(chuàng)新設(shè)計(jì)在機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用分析

摘 要：隨著市場經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，使人們的生活水平有了快速提高，對生活品質(zhì)也有了更高的要求。因此，使社會(huì)認(rèn)識到了創(chuàng)新的重要性，能滿足人們的多元化需求。尤其是在機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，采用創(chuàng)新設(shè)計(jì)的方式，有利于提高機(jī)械的質(zhì)量和性能，從而推動(dòng)機(jī)械制造業(yè)快速發(fā)展，不斷提高我國的經(jīng)濟(jì)實(shí)力，實(shí)現(xiàn)其應(yīng)有的價(jià)值。

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

創(chuàng)新是行業(yè)發(fā)展的靈魂，是實(shí)現(xiàn)企業(yè)競爭力的源泉，有利于企業(yè)獲得更大的上升空間，以滿足社會(huì)的發(fā)展需求。現(xiàn)階段，市場需求開始呈多元化趨勢，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念使企業(yè)的發(fā)展受到了限制，無法發(fā)揮其實(shí)際作用。對此，應(yīng)強(qiáng)化創(chuàng)新設(shè)計(jì)理念，對機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，從而實(shí)現(xiàn)最優(yōu)設(shè)計(jì)效果。

1 創(chuàng)新設(shè)計(jì)對機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要性

現(xiàn)階段，我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展較快，人們的思想意識發(fā)生了轉(zhuǎn)變，開始向多元化方向發(fā)展，要求機(jī)械結(jié)構(gòu)滿足多元化的發(fā)展需求，使其具備良好的功能和性能，以保障工作效率。在此背景下，傳統(tǒng)設(shè)計(jì)理念的劣勢尤為凸顯，其結(jié)構(gòu)單一、應(yīng)用范圍有限，使其行業(yè)價(jià)值受到了影響。對此，要求設(shè)計(jì)人員提高創(chuàng)新意識，采用新材料、新工藝、新結(jié)構(gòu)等設(shè)計(jì)方式，以打破常規(guī)設(shè)計(jì)理念的限制，對機(jī)械結(jié)構(gòu)的本質(zhì)進(jìn)行創(chuàng)新，從而提高機(jī)械制造領(lǐng)域的生命力，保證其安全、穩(wěn)定的發(fā)展。

2 創(chuàng)新設(shè)計(jì)在機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

變元法這一理念最早由德國提出并使用的，對創(chuàng)新機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有十分重要的意義。在采用這種設(shè)計(jì)理念時(shí)，需要對產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念進(jìn)行分析，合理確定機(jī)械結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和要求，并根據(jù)實(shí)際情況來創(chuàng)新設(shè)計(jì)，能有效保障機(jī)械結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，從而實(shí)現(xiàn)變元法的設(shè)計(jì)效果。現(xiàn)階段，變元法主要是對機(jī)械結(jié)構(gòu)的材料、尺寸、位置、形狀等其各方面進(jìn)行創(chuàng)新，能保障結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)效果。

2.1 材料設(shè)計(jì)

當(dāng)進(jìn)行機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，需要合理確定設(shè)計(jì)材料，每種材料的性質(zhì)、特點(diǎn)等不同，在進(jìn)行設(shè)計(jì)與施工時(shí)，會(huì)產(chǎn)生不同的效果。因此，應(yīng)根據(jù)材料的實(shí)際情況來優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，從而保障設(shè)計(jì)質(zhì)量。例如，當(dāng)機(jī)械結(jié)構(gòu)的主體設(shè)計(jì)材料為鋼材時(shí)，應(yīng)充分發(fā)揮鋼材的優(yōu)勢，使其結(jié)構(gòu)具備良好的硬度和強(qiáng)度。對此，可采用增加鋼結(jié)構(gòu)截面尺寸的方法，能有效提高其性能。相比于鋼材來說，鑄鐵材料的硬度和強(qiáng)度要差一些，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念使其性能受到了影響，無法保障產(chǎn)品的質(zhì)量和使用壽命。而在鑄鐵上增加隔板或強(qiáng)筋，也能有效提高機(jī)械結(jié)構(gòu)的性能。這種變元法，可對材料結(jié)構(gòu)中的變量進(jìn)行設(shè)計(jì)，從而保障設(shè)計(jì)效果[1]。

2.2 數(shù)量設(shè)計(jì)

在對機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，需要對其內(nèi)部元素的數(shù)量進(jìn)行調(diào)整，使其滿足不同行業(yè)的需要。通常情況下，在進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)時(shí)，只需要改變結(jié)構(gòu)內(nèi)部元素的數(shù)量即可，能有效改變結(jié)構(gòu)的性能，實(shí)現(xiàn)其設(shè)計(jì)價(jià)值。雖然這種設(shè)計(jì)方法比較簡單，但能有效保障設(shè)計(jì)效果。例如，在進(jìn)行螺絲設(shè)計(jì)時(shí)，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方式為墊片、螺桿、螺帽等，其零件數(shù)量比較多，給機(jī)械結(jié)構(gòu)的安裝及拆卸工作帶來了很大的難度。對此，在進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)時(shí)，可將其設(shè)計(jì)成多功能一體化螺絲，以降低零件的使用數(shù)量，從而保障工作效率。

2.3 形狀設(shè)計(jì)

形狀是機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)內(nèi)容，通過改變機(jī)械結(jié)構(gòu)的表面形狀或整體形狀，能改變各個(gè)零件的規(guī)格，從而優(yōu)化機(jī)械結(jié)構(gòu)的性能。例如，在對彈簧進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，需要利用其彈力來壓緊零件。而采用創(chuàng)新設(shè)計(jì)理論，不僅可以選擇彈簧的的種類，還可對壓緊零件的形狀進(jìn)行改變，比如，有平面、球面等，以滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的實(shí)際需求。但在設(shè)計(jì)時(shí)還需要注意彈簧與零件之間的距離，合理控制壓緊力，防止影響結(jié)構(gòu)質(zhì)量。

2.4 位置設(shè)計(jì)

當(dāng)對機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)時(shí)，可通過改變零件的位置來調(diào)整結(jié)構(gòu)的性能，從而實(shí)現(xiàn)其創(chuàng)新效果。通常情況下，當(dāng)設(shè)計(jì)焊接縫的位置時(shí)，一般可將其布置在中軸線及其附近，能避免機(jī)械結(jié)構(gòu)發(fā)生形變等問題，能有效保障結(jié)構(gòu)的安全性與穩(wěn)定性，從而推動(dòng)企業(yè)快速發(fā)展。

2.5 工藝設(shè)計(jì)

工藝設(shè)計(jì)是機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的核心環(huán)節(jié)，對保證機(jī)械質(zhì)量有十分重要的意義。由于每個(gè)機(jī)械結(jié)構(gòu)的性質(zhì)需求不同，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)需要進(jìn)行相應(yīng)的改變，以發(fā)揮其實(shí)際價(jià)值。因此，在實(shí)際工作中，要求設(shè)計(jì)人員正確分析各個(gè)機(jī)械結(jié)構(gòu)的工藝需求，對其內(nèi)部零件的構(gòu)成進(jìn)行研究，從而不斷提高圖紙?jiān)O(shè)計(jì)水平。同時(shí)，還需要在圖紙中明確標(biāo)明各個(gè)零件的施工方法及參數(shù)信息，避免理論效果與實(shí)際效果存在較大的差距。另外，還需要對影響機(jī)械結(jié)構(gòu)質(zhì)量、成本等因素劃分出來，并做好解決預(yù)案，能有效提高機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)質(zhì)量[2]。

3 創(chuàng)新設(shè)計(jì)理念的應(yīng)用優(yōu)勢及需要注意的問題

現(xiàn)階段，在科學(xué)技術(shù)的發(fā)展下，我國的工業(yè)化進(jìn)程不斷加快，但與發(fā)達(dá)國家相比，還存在一定的差距。在此背景下，會(huì)使我國機(jī)械制造業(yè)缺少國際競爭力，使其行業(yè)發(fā)展受到了影響。在新時(shí)期下，市場越來越看重創(chuàng)新的優(yōu)勢性和重要性，能有效提高社會(huì)生產(chǎn)力，實(shí)現(xiàn)其經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)，創(chuàng)新機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有利于優(yōu)化設(shè)計(jì)質(zhì)量，使其向多功能一體化方向發(fā)展，能有效提高資源利用率，實(shí)現(xiàn)其社會(huì)效益。另外，創(chuàng)新設(shè)計(jì)理念的發(fā)展，使各企業(yè)看到了自身的發(fā)展機(jī)遇與挑戰(zhàn)，有利于創(chuàng)造和諧的競爭環(huán)境，推動(dòng)企業(yè)快速發(fā)展，實(shí)現(xiàn)其市場競爭力。

當(dāng)對機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)注意幾個(gè)問題，一是，優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。當(dāng)進(jìn)行設(shè)計(jì)工作時(shí)，需要采用科學(xué)的方法來進(jìn)行評價(jià)，有利于保證機(jī)械結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。同時(shí)，還應(yīng)從經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益兩個(gè)指標(biāo)來進(jìn)行考慮，對重點(diǎn)結(jié)構(gòu)部分建立模型，并通過數(shù)據(jù)進(jìn)行對比和分析，不斷優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，以提高設(shè)計(jì)質(zhì)量。二是，加強(qiáng)防腐設(shè)計(jì)。防腐設(shè)計(jì)是比較重要的內(nèi)容，對機(jī)械結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和使用壽命會(huì)造成嚴(yán)重的影響。因此，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)對內(nèi)部構(gòu)件、焊接縫隙、構(gòu)件表面等進(jìn)行防腐設(shè)計(jì)，從而保障設(shè)計(jì)效果。

4 結(jié)語

目前，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念存在很多的限制性問題，已不符合現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展需求。因此，要求機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員創(chuàng)新設(shè)計(jì)理念，優(yōu)化設(shè)計(jì)方式，以提高機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)其應(yīng)有的效益。

參考文獻(xiàn)：

[1]高翔.論計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)與機(jī)械設(shè)計(jì)制造相結(jié)合相關(guān)研究[J].科技展望，2016，26（30）：4.

[2]李克非.試析創(chuàng)新思維在機(jī)械工程設(shè)計(jì)中的運(yùn)用[J].黑龍江科技信息，2011，（03）：15.

作者簡介：王賓瑞（1982-），男，山東曹縣人，碩士，機(jī)械工程師，機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、機(jī)械傳動(dòng)設(shè)計(jì)、自動(dòng)化生產(chǎn)線方向。