機械結構設計中的創新應用

朱大勇

摘要：隨著時代的變遷，社會的進步，各類設計技術等都在持續創新，機械結構類也不例外。在追求創新改革，提高技能的同時，對設計人員的挑選和培訓不能忽略，增加他們的創新理念。在原有的傳統機械設計基礎上做出一定程度的修改，并對其應用開展研究和探索。

關鍵詞：機械;結構設計;創新應用

1 當前機械結構設計的概述

1.1 機械結構設計

機械結構設計的基本內容包括：對機械產品材料的選擇、機械產品的外觀設計、機械產品的大小型號設計、機械零件的連接方式和機械功能的設計等。由于時代的發展，傳統機械結構的設計早已不能滿足機械制造業的供給需求，必須研發出新型的機械結構，以滿足市場需要。特別需要注意的是，機械結構的創新設計必須符合機械制造業的標準，不能違背機械運行的常理，否則將會引發安全事故。

1.2 機械結構設計的關鍵因素

根據以往的實踐經驗可以得知，機械結構設計的關鍵因素主要分為兩點：一是機械產品的質量。眾所周知，產品的實用價值是通過其質量體現的，只有在確保其質量過關的情況下才能將機械產品投入使用。為保障產品的質量，設計者在設計其結構時，必須提前對產品的質量進行檢驗，在確保產品的結構、硬度、精確度都能符合相關使用標準后，再考慮機械結構的設計。二是機械產品的創新。產品的創新性是機械結構設計的核心，且其創新性還能在一定程度上提高機械產品的市場競爭力。因此，機械產品的設計師在設計時需從產品的創新性著手。充分考量產品的性能、外型及其操作等方面的創新。

2 創新設計在機械結構設計中的必要性

2.1 時代發展和科學進步的要求

目前，國家在經濟發展和科技的進步上都取得了非常大的成效，因此，對機械結構設計的設計理念和構思都有了更嚴格的把關。進入新時代，怎么樣才能夠讓機械結構設計滿足當前國家和社會發展需要，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，就要創新機械結構的設計，在機械結構設計中融入創新的理念，在實踐中進行創。

2.2 創新機械機構設計能滿足產品系統的要求

在科技不斷發展的同時，機械設備的各項功能也盡可能變的完善，越來越全面了。而為了適應當前社會各方面的發展和建設需求，對機械結構設計的層次和要求也變得越來越苛刻，越來越嚴格。生產出來的機械產品，不但要具備實用性強，性能好，價錢實惠的特點，還要保證具備一定的創新理念。要想保證設計的機械產品能夠符合當前社會所需求的機械產品類型，機械結構的設計人員就應該積極地運用當前創新設計的理念，創新機械設計的結構，完善機械創新設計的方案，以此來滿足產品系統的要求。

2.3 創新機械結構設計更能強調系統的構建

創新設計機械結構，設計者要對自己的設計理念提出更高的要求，依據設計理念是否能夠滿足各個行業的實際需求，來對設計者的創新設計是否能夠達到要求進行一定的評判。同時，設計者的創新設計理念，也應該注重機械內部整體性的建造，掌握其內部結構的穩定規律，以此來具體的分析機械結構創新設計的具體方法和途徑。這樣一來，機械結構設計中的創新設計也就更加能夠體現出機械系統內部完整性系統性的建造。

3 機械結構設計中創新設計的探索

3.1 創新設計與產品成本相協調

隨著機械制造業的快速發展，機械結構的創新設計已成為大勢所趨、人心所向，機械結構的創新能擺脫產品同質化，極大地提升機械產品的市場競爭力。然而，在機械結構創新趨勢的潮流下，機械結構創新設計的投資成本也在不斷地加大，甚至超過了部分企業所能預支的成本，這種情況不但沒有為企業增加效益，還加重了企業的負擔。由此可見，機械產品的創新設計必須與投資成本相協調，在充分保障產品效益的基礎上對機械產品的結構進行合理的創新和優化，這樣才能充分協調產品的創新性與經濟效益性，從而實現互利共贏的目的。

3.2 機械結構設計時進行材料變元

市場上，制作機械的各種原材料比較的豐富，而各種材料都不同也會使它所對應使用的各種零件，大小，制作的手法和工藝也不盡相同。因此，在進行機械設計之前，需要先對機械材料進行加工，才能夠達到理想的設計效果。在進行具體的機械結構的操作時，對機械結構設計的選材要具備一定的科學性。換一句話說就是，機械結構設計中的創新設計是能否成功，一定程度上可以決定材料的選擇是否合理。但是對于一些不能夠使用的材料，可以通過改變他們的形狀，長度，高度進行材料變元，制定出新的設計內容和設計方式，盡可能滿足機械結構設計中對創新設計提出的要求。

3.3 機械結構設計時進行數量變元

很多的因素在進行機械產品的設計時，都需要被考慮到，在設計時涉及到很多的元素，比如產品的輪廓面、加工面、輪廓線等等這些，都包含在機械產品設計元素中。而工作面和加工面是產品的結構中所包含的兩個最基本的元素，進行數量變元可以簡單的理解為從機械產品的每一個面和線來進行考慮，在對機械產品中的這些元素進行數量上的改變時，來對產品的結構進行一定程度上的改變。以此來得到更全面的機械產品結構，進行更有效的機械創新設計。

3.4 機械結構設計中的位置變元

位置變元，實際上就是在機械結構的設計中，運用科學的手段，合理地移動每個零件的位置，實現位置變元，從而使機械結構達到理想的效果。譬如，在安裝機械設備的零部件時，要盡可能地將零部件調整到合適的位置上，讓其安裝的位置盡量向中間部位靠攏。采用這種安裝方法能有效避免機械設備的零部件出現變形的現象，同時降低了元器件扭曲的概率。由此可見，合理地進行位置變元，不但能夠提高設備空間的利用率，還能降低設備出現故障的可能性。

3.5 工藝變元

在所有材料種類，數量等等條件都相同的情況下，由于加工工藝的不一樣，在最后所展現出來的機械結構也都各不相同。由此可見，工藝對于機械結構來說也有著不可忽視的地位和作用。工藝變元法就是根據實際情況選擇合適的工藝來改善創新機械結構設計，聯系現在運用最先進的工藝來對材料進行加工合成。只有這樣，才能幫助材料發揮出其獨有的優勢，使得機械結構達到預期效果。

3.6 部位變元

機械是由各種各樣的零件部件所組成的，每個零件部位都各有作用，之前相互關聯。安裝部位的不同，導致其發揮作用的效果也不同。所以說，將每個零件安裝在最合適的部位是最為重要的。在設計中，讓每個零件都在不同部位進行測試檢驗，調整它們到最佳位置，這樣才能實現最終優化方案。舉個例子，在對元器件進行處理的時候，把連接部位固定在相對對稱軸的地方，這能合理有效地確保元器件的完整性，避免其發生彎曲，保障了整體的協調和外形穩定，正確的借助余下空間，擺放剩余零件。

4 結語

綜上所述，時代在進步，任何事物為了能夠不斷發展都在一直創新。機械結構設計的創新不僅能夠增加自身競爭力，還能將最新技術應用在實際生活中，提高其應用效果，使得機械化發展不斷進步，增加機械業的市場地位。推廣應用機械結構設計的創新理念，同樣也為國家和社會的經濟效益做出貢獻。

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（作者單位：江蘇信得石油機械股份有限公司）