機械結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設計芻議

徐蒙蒙

【摘要】機械設計里面的結(jié)構(gòu)設計是一項創(chuàng)新型要求非常高的工作，所以機械機構(gòu)設計人員一定要有創(chuàng)新意識，同時在設計的過程中嚴格按照創(chuàng)新的要求來進行，得到最優(yōu)的設計，將設計的不足降到最低，并且擴大設計的用途范圍。筆者結(jié)合自身工作經(jīng)驗，首先介紹了機械機構(gòu)創(chuàng)新設計的重要性，然后分析了機械結(jié)構(gòu)設計的幾種變元創(chuàng)新方法，最后利用綜合測評找到了最優(yōu)的設計方案。

【關(guān)鍵詞】機械設計；結(jié)構(gòu)設計；變元創(chuàng)新

創(chuàng)新是任何事物不斷發(fā)展的動力，機械設計里面的結(jié)構(gòu)設計更是一項非常需要創(chuàng)新的工作。所以，機械機構(gòu)設計人員要有勇于創(chuàng)新的精神，不斷培養(yǎng)自己的創(chuàng)新思維，并將之運用到實踐當中。在日常實際工作中，機械結(jié)構(gòu)設計人員要結(jié)合實踐努力創(chuàng)新，不斷完善機械的功能，擴大其適用范圍，為我國機械事業(yè)的進步貢獻自己的一份力量。

1、機械結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設計的重要性

隨著現(xiàn)代科學技術(shù)的飛速發(fā)展，市場上出現(xiàn)了非常嚴重的機械產(chǎn)品同質(zhì)化的現(xiàn)象，同時市場競爭也越來越激烈，機械制造企業(yè)要想在競爭激烈的市場中占有一席之地，必須要不斷地對自己的產(chǎn)品進行改進和完善，培養(yǎng)自身的核心競爭力，為企業(yè)創(chuàng)造更大的經(jīng)濟效益和社會效益。因此機械結(jié)構(gòu)設計人員必須要不斷創(chuàng)新，擺正心態(tài)，把現(xiàn)代化的設計理念融入到機械結(jié)構(gòu)設計當中，對機械機構(gòu)中各模塊的組合不斷地進行改善和優(yōu)化，找到能夠滿足系統(tǒng)整體要求的，最優(yōu)的機械機構(gòu)設計方案，同時為企業(yè)在競爭激烈的市場中贏得一席之地。

2、機械結(jié)構(gòu)設計的變元創(chuàng)新

2.1 材料變元

機械產(chǎn)品的材料變元指的是，出于對產(chǎn)品原材料的選擇以及替換的考慮，改變機械零件的結(jié)構(gòu)尺寸，從而出現(xiàn)了機械產(chǎn)品加工工藝的改變，最終達到改變機械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的目標。這種材料變元的創(chuàng)新方法，向我們展示了借助于對材料變元的調(diào)整，從而得到不同的結(jié)構(gòu)方案的方法。例如，如果要提高機械產(chǎn)品的強度和剛度，可以對鑄鐵進行加強筋以及隔板的操作，而對于鋼材料則可以借助于擴大零件的截面尺寸的方法，對于塑料材料，則要求塑料件的筋板和壁厚是相近的，同時還要是相對稱的不同結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新設計方法。

2.2 數(shù)量變元

機械產(chǎn)品的數(shù)量變元主要是將整個機械產(chǎn)品零件或者是零件的所有輪廓、工作以及加工的平面、線條都當做是這一結(jié)構(gòu)的基本組成元素，然后借助于所這些基本元素的數(shù)量的控制來改變機械產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)。例如，要盡可能的將機械產(chǎn)品簡單化，就可以利用直線輪廓的方法來設計鑄件結(jié)構(gòu)的外部形狀。又例如，為了避免出現(xiàn)螺釘松脫的現(xiàn)象，就可以把螺紋、連接結(jié)構(gòu)的螺釘以及墊圈設計成一個整體，這種方法不但減少了零件的數(shù)量，同時還避免了螺釘松脫的情況出現(xiàn)。

2.3 尺寸變元

機械產(chǎn)品的尺寸變元，則主要有長度、角度以及距離等方面，利用這種方法進行機械結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新設計，可以通過變化零部件個構(gòu)件的尺寸來改變零件的整體結(jié)構(gòu)。例如，要提高破碎物料的細度，就可以通過把兩個對稱的動力在機架上的位置進行調(diào)整，這樣就可以改變破碎物料的細度。

2.4 聯(lián)接變元

機械產(chǎn)品的聯(lián)接變元主要有兩個方面的意思：一方面就是要充分考慮元素聯(lián)接方式的改變，例如經(jīng)常用到的鉚接、鉸接、焊接以及螺紋接等方法；另一方面就是要對每一種連接方式的不同連接結(jié)構(gòu)的組成元素的創(chuàng)新，這樣就能夠得到更多的結(jié)構(gòu)設計方案。例如，在玩具的創(chuàng)新設計上面，就可以利用卡扣和螺釘相結(jié)合的方法來安裝，這種安裝方法不僅能夠是玩具的各部分可靠地安裝到一起，同時操作起來也是非常方便的。又比如在手機的機蓋設計上面，可以做成能夠快速拆卸的裝置，這樣用戶操作起來就會非常方便。

2.5 工藝變元

機械產(chǎn)品的工藝變元也就是在全面考慮機械產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，各零件在制造的過程中選擇的是不同的創(chuàng)新方法，以此來達到改變整個機械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的目的。目前，在機械工藝、機械人方面的創(chuàng)新已經(jīng)得到了很大的推廣，這就提高了機械制造業(yè)的自動化程度，同時還提高了生產(chǎn)力，為我國傳統(tǒng)機械制造業(yè)的進步做出了突出的貢獻。

3、機械結(jié)構(gòu)變元創(chuàng)新設計的優(yōu)化測評

每一個經(jīng)過變元創(chuàng)新之后的機械結(jié)構(gòu)的設計方案都要經(jīng)過嚴格的綜合測評，一般情況下，匯兌設計中的幾個變元元素進行綜合考慮，然后利用模糊測評的方法來測評新的設計。在測評的時候，工作人員首先要有一套完整的設計方案，再借助于數(shù)學模型，設計者要能夠綜合分析各個機械結(jié)構(gòu)設計方案，結(jié)合自身的專業(yè)知識和技術(shù)經(jīng)驗來完成機械結(jié)構(gòu)設計方案的綜合測評工作。在測評的過程當中，設計人員必須要充分的考慮到測評指標的選擇和劃分，一般情況下可以分為產(chǎn)品的工藝性、可操作性、維修性、安全性及其社會效益等方面，然后通過合理的推理、模擬等方法，在多個機械機構(gòu)的設計方案中，選出最具創(chuàng)興同時也是最優(yōu)的設計方案。

4、結(jié)束語

機械結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設計并不是一件非常簡單的工作，一名出色的機械機構(gòu)設計人員首先要有牢固的專業(yè)知識和技術(shù)實踐能力，另外，敏銳的觀察力以及創(chuàng)新思維更是必不可少的，這是完成機械結(jié)構(gòu)穿心設計的基礎(chǔ)和前提。機械結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設計不但可以提高機械設計的功能和用途，同時還能夠提高企業(yè)的核心競爭力，為社會創(chuàng)造更高的經(jīng)濟效益。

參考文獻：

[1]許瑛琪.關(guān)于機械結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設計的新思考[J].中國科技縱橫，2011（15）.

[2]孫洪偉.談對機械結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設計的分析[J]中小企業(yè)管理與科技，2008（8）.

[3]劉揚松.機械結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新設計及其優(yōu)化[J].石油機械，2009（2）.