創新設計在機械結構設計中的應用分析

陳信機

摘 要：目前，傳統的設計理念存在很多的限制性問題，已不符合現代社會的發展需求。因此，要求機械結構設計人員創新設計理念，優化設計方式，以提高機械結構的設計質量，實現其應有的效益。

關鍵詞：創新設計；機械結構設計；應用分析

1導言

隨著社會經濟和科學技術的快速發展，傳統機械基礎實驗教學活動已與現有的機械理論知識教學需求存在滯后現象，例如，落后的實驗器材、簡單的實驗項目、單一的實驗教材內容等難以滿足理論知識教學所需條件。這會使得職業院校學生無法獨立解決實際的機械專業技術問題，其創新能力和實際動手能力嚴重不足。歸根結底是職業院校缺乏對學生系統的、規范的創新意識與創新能力的培養，這與基礎知識的實驗教學活動有著密不可分的關聯。

2創新設計對機械結構設計的重要性

現階段，我國社會經濟發展較快，人們的思想意識發生了轉變，開始向多元化方向發展，要求機械結構滿足多元化的發展需求，使其具備良好的功能和性能，以保障工作效率。在此背景下，傳統設計理念的劣勢尤為凸顯，其結構單一、應用范圍有限，使其行業價值受到了影響。對此，要求設計人員提高創新意識，采用新材料、新工藝、新結構等設計方式，以打破常規設計理念的限制，對機械結構的本質進行創新，從而提高機械制造領域的生命力，保證其安全、穩定的發展。

3創新設計理念的應用優勢及需要注意的問題

現階段，在科學技術的發展下，我國的工業化進程不斷加快，但與發達國家相比，還存在一定的差距。在此背景下，會使我國機械制造業缺少國際競爭力，使其行業發展受到了影響。在新時期下，市場越來越看重創新的優勢性和重要性，能有效提高社會生產力，實現其經濟效益。同時，創新機械結構設計有利于優化設計質量，使其向多功能一體化方向發展，能有效提高資源利用率，實現其社會效益。另外，創新設計理念的發展，使各企業看到了自身的發展機遇與挑戰，有利于創造和諧的競爭環境，推動企業快速發展，實現其市場競爭力。當對機械結構進行創新設計時，應注意幾個問題，一是，優化設計方案。當進行設計工作時，需要采用科學的方法來進行評價，有利于保證機械結構的質量。同時，還應從經濟效益和社會效益兩個指標來進行考慮，對重點結構部分建立模型，并通過數據進行對比和分析，不斷優化設計方案，以提高設計質量。二是，加強防腐設計。防腐設計是比較重要的內容，對機械結構的質量和使用壽命會造成嚴重的影響。因此，在進行設計時，應對內部構件、焊接縫隙、構件表面等進行防腐設計，從而保障設計效果。

圖1 組合式軸系結構設計實驗箱

4創新設計在機械結構設計中的應用

變元法這一理念最早由德國提出并使用的，對創新機械結構設計有十分重要的意義。在采用這種設計理念時，需要對產品的結構設計理念進行分析，合理確定機械結構的特點和要求，并根據實際情況來創新設計，能有效保障機械結構的質量，從而實現變元法的設計效果。現階段，變元法主要是對機械結構的材料、尺寸、位置、形狀等其各方面進行創新，能保障結構設計效果。

4.1材料設計

當進行機械結構設計時，需要合理確定設計材料，每種材料的性質、特點等不同，在進行設計與施工時，會產生不同的效果。因此，應根據材料的實際情況來優化結構設計，從而保障設計質量。例如，當機械結構的主體設計材料為鋼材時，應充分發揮鋼材的優勢，使其結構具備良好的硬度和強度。對此，可采用增加鋼結構截面尺寸的方法，能有效提高其性能。相比于鋼材來說，鑄鐵材料的硬度和強度要差一些，傳統的設計理念使其性能受到了影響，無法保障產品的質量和使用壽命。而在鑄鐵上增加隔板或強筋，也能有效提高機械結構的性能。這種變元法，可對材料結構中的變量進行設計，從而保障設計效果。

4.2數量設計

在對機械結構進行設計時，需要對其內部元素的數量進行調整，使其滿足不同行業的需要。通常情況下，在進行創新設計時，只需要改變結構內部元素的數量即可，能有效改變結構的性能，實現其設計價值。雖然這種設計方法比較簡單，但能有效保障設計效果。例如，在進行螺絲設計時，傳統的設計方式為墊片、螺桿、螺帽等，其零件數量比較多，給機械結構的安裝及拆卸工作帶來了很大的難度。對此，在進行創新設計時，可將其設計成多功能一體化螺絲，以降低零件的使用數量，從而保障工作效率。

4.3形狀設計

形狀是機械結構設計中的重點內容，通過改變機械結構的表面形狀或整體形狀，能改變各個零件的規格，從而優化機械結構的性能。例如，在對彈簧進行設計時，需要利用其彈力來壓緊零件。而采用創新設計理論，不僅可以選擇彈簧的的種類，還可對壓緊零件的形狀進行改變，比如，有平面、球面等，以滿足結構設計的實際需求。但在設計時還需要注意彈簧與零件之間的距離，合理控制壓緊力，防止影響結構質量。

4.4位置設計

當對機械結構進行創新設計時，可通過改變零件的位置來調整結構的性能，從而實現其創新效果。通常情況下，當設計焊接縫的位置時，一般可將其布置在中軸線及其附近，能避免機械結構發生形變等問題，能有效保障結構的安全性與穩定性，從而推動企業快速發展。

4.5工藝設計

工藝設計是機械結構設計的核心環節，對保證機械質量有十分重要的意義。由于每個機械結構的性質需求不同，在進行設計時需要進行相應的改變，以發揮其實際價值。因此，在實際工作中，要求設計人員正確分析各個機械結構的工藝需求，對其內部零件的構成進行研究，從而不斷提高圖紙設計水平。同時，還需要在圖紙中明確標明各個零件的施工方法及參數信息，避免理論效果與實際效果存在較大的差距。另外，還需要對影響機械結構質量、成本等因素劃分出來，并做好解決預案，能有效提高機械結構的設計質量。

5結語

隨著市場經濟的發展，使人們的生活水平有了快速提高，對生活品質也有了更高的要求。因此，使社會認識到了創新的重要性，能滿足人們的多元化需求。尤其是在機械結構設計中，采用創新設計的方式，有利于提高機械的質量和性能，從而推動機械制造業快速發展，不斷提高我國的經濟實力，實現其應有的價值。

參考文獻

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（作者單位：東莞鈿威電子科技有限公司）