機械結構設計中的創(chuàng)新設計應用研究

李歡

摘? 要：機械產(chǎn)品設計可以幫助產(chǎn)品進行功能創(chuàng)新與多樣的提高，從而滿足人們的實際使用需求。所以，設計人員在進行機械結構設計時需要時刻創(chuàng)新，確保機械結構除了高精準的特色之外，還有足夠的創(chuàng)新性，進而才能在機械設備市場中站穩(wěn)腳跟。機械產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中結構的設計十分重要，結構設計的好壞決定了機械設備的性能，因此，設計時需要在材料、尺寸與多方面因素的基礎上，進行設計質量的保障。

關鍵詞：機械結構;創(chuàng)新設計;應用

引言

隨著信息技術的應用，人們的工作和生活都開始變得更加便捷，這對于社會中各個行業(yè)的發(fā)展也都帶來了更多的動力。在信息技術的帶動下，機械設計和制造實現(xiàn)了飛速發(fā)展。由此可見，對于機械設計和制造而言，信息技術的發(fā)展對其產(chǎn)生了巨大影響意義，而隨著信息技術的良好發(fā)展，機械設計和制造也將實現(xiàn)更好的發(fā)展。所以在對機械設計和制造進行研究的過程中，我們有必要對信息技術及其在機械設計與制造發(fā)展中所起到的重要作用進行分析，以此來促進機械設計與制造領域的良好發(fā)展。

1機械設計制造的特點

在進行機械設計制造時，機械的特點就是能夠完善施工的方案和加強功能，此外，在進行機械改革后，提高了機械使用的效率。同時在結合了先進的科學技術后，更增強了其設計效能。例如，在計算機的使用中，CAD功能有著明顯的加強，特別是其運行能力和準確度。在創(chuàng)新后的機械中，其具備了智能性，能夠使得機械按照制定的程序進行工作。此外，在設計過程中，它還能夠有效結合不同的技術特點。在傳統(tǒng)的機械制造中，只重視機械的功能性和完整性，常常忽略了機械制造過程中的環(huán)保和資源使用等問題。由于機械制造工序繁多、加工原理相對復雜，因此，在零配件的生產(chǎn)過程中，每種機械設備、測量用儀器量具、輔助工具以及相關技術方法等都會存在誤差。因此，在進行工藝設計和選擇生產(chǎn)技術方案時，需要充分了解每個工序誤差的潛在形成因素，從而選擇合理的方法對其實現(xiàn)有效控制，確保所有誤差在加工過程中得到控制，使零配件的最終工藝參數(shù)誤差不會超出設計要求，保證產(chǎn)品理想的合格率和高品質。

2機械結構設計中的創(chuàng)新設計應用研究

2.1組合創(chuàng)新法

創(chuàng)新思維中的組合創(chuàng)新法可分為兩種不同的方式：一種是模塊組合法;另一種是形態(tài)矩陣法。模塊組合法是指機械設備中的結構、功能及運行原理相近的零部件，對其進行歸整和分類，形成具有相同標準的配件，在設備運行的過程中針對損壞部件進行更換，從而避免因零部件的損壞而造成設備報廢。在一定程度上不僅有效降低資源的浪費同時還提高了設備的使用效率。形態(tài)矩陣法是通過將設計過程中難以解決的復雜問題進行分類，對各種復雜和困難的問題進行分解和重組，根據(jù)不同的特點形成形態(tài)矩陣，從而獲取更多的設計方案，形態(tài)矩陣法一般使用于大型機械設備的設計方案中。

2.2凸顯智能技術與機械設計技術的融合作用

在智能制造時代的大背景下，機械設計技術應該有效地融合智能技術，將這些設計技術的作用得以最大化發(fā)揮。為了使機械制造達到智能化以及自動化的目的，需要采用多元化的機械技術應用模式，對技術進行定期升級。這樣機械設計技術的應用效率得到提高，同時技術層面也更為精湛。一般而言，在設計正能化技術時，需要考慮到產(chǎn)品的性能以及質量是否達標。對已經(jīng)投入到市場的產(chǎn)品，可以派工作人員對這些產(chǎn)品的故障產(chǎn)生情況進行記錄，并將數(shù)據(jù)進行整合分析，從而為智能化的生產(chǎn)工作帶來更多的數(shù)據(jù)支持。到下次進行新產(chǎn)品的研發(fā)時，就能將這些問題進行合理規(guī)避。除此之外，對智能化、自動化的機械設備也需要定期進行養(yǎng)護，對待不同的設備要采取正確的養(yǎng)護方式。在材料應用上要多使用一些防腐蝕的材料，防止斷裂以及磨損情況的發(fā)生。

2.3結構變異化設計

使用變異化設計來進行結構參數(shù)的優(yōu)化，獨立設計方案時需要滿足技術要素的支持。正常情況下，材料、聯(lián)結點與零件形狀等要素都屬于結構技術，下面就從功能面、材料種類與聯(lián)接點進行分析。（1）功能面。利用零件間的關系與位置進行功能作用的發(fā)揮。零件的表面控制了零件的形狀，為了確保其作用的有效發(fā)揮，零件中的功能面會偏多。機械的實際運行過程中，零件的表面、零件與加工物體之間會頻繁的進行接觸摩擦，而這些接觸摩擦的零件表面就屬于功能面。功能面會對機械性能產(chǎn)生本質的影響，利用變異化設計進行各種方案的呈現(xiàn)，從而帶來不同的效果。順序、尺寸、位置、數(shù)量與形狀等參數(shù)會對功能表面帶來影響，各個參數(shù)在變異的情況下都會產(chǎn)生不一樣的功能面效果。（2）材料的種類。在加工工藝各不相同時，首先需要進行結構創(chuàng)新的確認，再進行材料的科學選擇，按照不同的材料進行工藝的明確，并在工藝確定結構的基礎上，進行創(chuàng)新性結構優(yōu)勢的發(fā)揮。材料選擇時需要考慮其成本高低、質量好壞與性能強弱等情況。在設計機械結構時，首先要確認材料的性能，例如鑄鐵材料，其抗壓性能強，抗拉性能卻很弱，所以，在使用鑄鐵材料進行結構設計時，需要保持其抗壓狀態(tài)。（3）聯(lián)接點。零件在互相不接觸的前提下會包含六個自由度，當零件進行互相聯(lián)接時，會對自由度產(chǎn)生多少不等的局限性，保留有需要的自由度，讓其維持原有運動關系工作，再針對其他的自由度展開創(chuàng)新與改變。聯(lián)接指的是零件之間在摩擦接觸時，方法的不同會導致零件功能面產(chǎn)生不一樣的功能面形態(tài)，而零件之間不同的緊固力也會造成自由度的不同。

2.4生態(tài)化的設計

在機械制造設計中，有種新型的設計方式是生態(tài)化設計，其特點是減少資源的損耗、降低污染、不影響使用壽命等低碳環(huán)保的產(chǎn)品設計方式。同時，這種方法在多種領域已經(jīng)受到了廣泛的應用，尤其是交通設備、機械制造、電子信息等方面。此外，在進行產(chǎn)品設計時，選擇材料是極其重要的環(huán)節(jié)，需要考慮的方面有：減少資源的使用，避免浪費，優(yōu)先考慮可降解或者可再利用的材料;選擇的材料應當滿足低碳環(huán)保的理念，低污染、無毒害的條件。在傳統(tǒng)的機械制造中，經(jīng)常產(chǎn)生大量污染環(huán)境的廢棄物和噪聲等污染，同時還極大地危害人們的身體健康。

2.5結構便捷化設計

（1）加工結構構型。在設計機械零件過程中，需要進行裝卡工序、測量工序與加工工序效率的提升，從而進行成本的降低。加工面的外形設計成簡單實用的樣式，才能方便裝卡和拆卸道具，避免發(fā)生斜面鉆孔的情況。因此，可以使用零件組合的方法，在提高使用效果的同時，還能進行時間與成本的節(jié)約。（2）簡化結構。機械設計的目的是為了可以簡化零件結構，滿足了設備去修之后，再進行結構簡化，可以加快拆卸設備與維修設備的速度，提高工作效率，防止在設備運行時間產(chǎn)生對經(jīng)濟利益造成影響的故障。例如有著強度較小、柔性較大特點的塑料結構，如果使用螺紋進行零件間的聯(lián)接，則會導致其承受不住外力而引發(fā)斷裂情況，而且還有著繁瑣的加工與裝卸工序，所以，在結構設計時，應該有效利用塑料的優(yōu)勢，利用搭鉤凹槽進行聯(lián)接，以提高裝配與拆卸過程的便捷性與效率性。

結語

綜上可得，機械制造的工藝技術高效化與機械設計方式相聯(lián)系，應以低碳環(huán)保為理念的設計方式、以高加工精度為基礎、將產(chǎn)品質量放在首位、不斷完善技術手段，提高制造產(chǎn)品的質量，滿足社會發(fā)展的需求，從而推動機械企業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。

參考文獻

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