机械结构创新设计探讨

机械结构创新设计探讨

郎红军

身份证号码：51392219860903xxxx

摘要：现阶段，要求机械结构满足多元化的发展需求，使其具备良好的功能和性能，以保障工作效率。传统设计理念结构单一、应用范围有限。对此，要求设计人员提高创新意识，采用新材料、新工艺、新结构等设计方式，打破常规设计理念的限制，对机械结构的本质进行创新，提高机械制造领域的生命力，保证其安全、稳定的发展。

关键词：机械结构；创新设计；基本要求

1机械结构设计创新的必要性和基本要求

1.1机械结构设计创新的必要性

随着社会经济的发展和科学技术水平的提高，机械制造产品的同质化竞争愈发激烈。因此，我国若想摆脱同质化现象，从而在机械制造产业占有更大的份额，就必须对机械产品的设计进行改良创新，利用新颖的设计提升产品的畅销度和竞争力，才能在激烈的市场竞争中以独特的优势胜出。这就对机械产品的设计人员提出了一定的要求，要求工作人员不断地提高创新意识，运用现代化机械的设计理念对机械结构进行实质性的创新与改良，从而提升机械设备的整体效果。

1.2机械结构设计的基本要求

①功能设计要点。机械制造的主要目的是为了满足人们对机械生产的需求。而在机械制造的初级阶段，机械功能的设计不仅要满足人们的需求，同时还要充分体现出其创新性。设计出的产品还要符合机械制造业的生产标准，这样才能最大限度地保障产品的质量和产品的实用性。②质量控制要点。产品的质量监控不仅是对产品的工艺和产品材料的监控，同时还是对产品的刚度、精密度及产品的结构力学等的监控，这些都是考量产品质量的重要指标。只有通过控制这些影响产品质量的因素，才能确保产品的质量和性价比。除此之外，还要对机械产品的安全性、环保性、便捷性等进行一系列的控制，以防在机械产品的使用过程中增添不必要的麻烦。③优化与创新设计。随着全球化趋势的发展，我国的机械制造业正面临着全球化发展的机遇和挑战，在激烈的国际市场竞争下，机械产业的发展必须拥有先进的创新技术才能在国际市场立足。由此可见，机械产品的创新设计已成为机械制造业在国际市场抢得先机的重要手段。因此，在机械产品的设计过程中，必须打破传统的设计理念，引入创新型思维，才能有效地提高产品的竞争力。除此之外，机械产品的优化创新必须结合相应的科学理论知识和实际经验，对机械产品的本质进行创新，例如机械产品的生产工艺、尺寸大小、形状、外型等都要进行一系列的创新与优化。

2机械结构创新设计

2.1根据使用场合，优化设计

以某届创新创业大赛的一等奖作品为例，创作的目的是想设计一套行走式组合机构的教学模型，设计的思路，要根据使用场合，适合设计一套结构简单，方便携带，可行走、可远程遥控的装置，该作品利用曲柄摇杆机构，曲轴连杆，双摇杆的相互作用，实现作品的仿生功能，虽然结构简单，但却方便携带，符合用户的使用要求，所以具有较高的使用价值，由此可以看出了解市场、了解用户的使用需求，才能获得更高的设计价值。

2.2对材料进行优化创新

在机械结构设计过程采用的原材料种类通常有很多，不同类型的原材料有着不同的使用价值及作用。所以，在机械结构设计过程，需要按照设计要求，以不同的方式对原材料进行合理选择，并在此基础上，对原材料进行加工处理，将其运用到机械结构设计中，从根本上保证机械零件的质量。将材料优化创新运用到机械结构设计中，就是在不改变结果的情况下，对机械结构设计中的各种变量进行改变，以此实现对产品性能的优化，进而制造出更有品质的机械产品。

2.3对数量进行优化创新

以最少的成本获取最大的经济利益是企业的生存之本，机械零件使用的数量直接影响着产品的价值及作用，这就需要对机械零件的数量进行合理选用，并做出一定优化。首先，要制定零件测评方案，对机械零件的精确度、节能性、安全性及使用频率进行综合测评。其次，需要依据综合测评的指数对机械零件进行筛选，整个过程要遵循优胜劣汰的原则，并针对产品零件组成数量进行调整，不断优化产品的结构，使产品更具有性价比。

2.4安装位置优化创新

机械零件是构成机械产品的基础单位，而零件的排列位置及方式对产品质量有一定的影响作用。在设计过程，设计人员要满足某些零件的高贴合要求，利用位置的改变对机械零件之间的距离进行控制，对机械零件的位置进行调整，进而实现提高产品质量的作用。

2.5外型优化创新

产品的外形，是留给消费者和使用者的第一印象，通过对机械结构的外型进行改变，在某种程度上也改变了产品的总体性能。在设计过程，既要确保产品的外型美观性，也要进行产品外型的创新设计，对产品零件的形状及尺寸进行调整，使产品的精确度得到提升，使产品的总体性能得到优化。

2.6制造工艺优化创新

在保证制造工艺的质量的前提下，可以对原有工艺流程进行创新改进，以提高运行效率，降低生产成本。由于不同企业的设备生产能力、工人熟练程度等因素都大不相同，所以同一种产品，不同企业生产，工艺也会有所不同，需要按照各零件的精确度、基本性能及安全标准进行综合分析，制定科学的结构方案。根据制造工艺的相关准则，保证机械零件的美观性及精确性，使机械产品的整体质量及品质得到保障。

2.7设计手段优化创新

智能化的设计手段，对于缩短产品设计周期，提升产品设计质量起着极其重要的作用，以机械设计中的标准件为例，标准件的结构、尺寸、画法、标记等各个方面已经实现了标准化，如连接件、滚动轴承、及一些传动件、密封件等都已经实现了标准化，这些零件的设计图纸如果手工绘制是比较麻烦的，绘制周期比较长，而且绘制质量比较差，而智能化设计手段的诞生，解决了这些复杂标准件的绘制问题及设计过程中重复绘制图形的麻烦，提高了产品的设计质量。

2.8绿色化的优化创新

任何形式的优化创新，都应该遵循“绿色化”的设计主题。绿色化是当前社会发展的重要趋势；在机械设计领域内，设计的绿色化发展是其行业建设的内在要求。具体而言，机械设计人员应实现材料、位置、数量等设计方案的合理规划，从而在节约基础资源的同时，实现机械零件设计的节能环保化发展，确保机械设计工程意义与生态意义的全面协调，从而推动社会及经济的可持续发展。

3结语

总之，机械制造业的设计人员在机械结构创新设计的应用过程中，必须结合产品的实际情况对机械结构的本质进行创新，同时还要不断地提升创新意识，打破传统的设计理念，通过变元法的合理运用，设计出经济实用的独特性产品，这样才能保障机械产品的社会效益与系统可行性，推动机械制造业的进一步发展。

参考文献：

[1]韩宁.基于创新设计的机械结构实训项目开发[J].现代制造技术与装备，2018，（02）：183-184.

[2]王宇，陈银，卢孔宝.基于3D打印技术机械结构设计的创新课堂教学设计探索[J].内燃机与配件，2017，（19）：153-154.