機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的創(chuàng)新與優(yōu)化探究

呂學(xué)海

摘?要：機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)作為機(jī)械制造過(guò)程中的重要基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，是我國(guó)機(jī)械制造水平的集中體現(xiàn)，也直接關(guān)系著機(jī)械產(chǎn)品的性能和質(zhì)量水平。機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的創(chuàng)新需要從機(jī)械構(gòu)件的外形、材料、制造工藝等多方面來(lái)加以改善，在傳統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上結(jié)合新型的設(shè)計(jì)思路和制作方法來(lái)優(yōu)化，以提升機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平。機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的創(chuàng)新與優(yōu)化是推動(dòng)機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的根本動(dòng)力，具有一定的社會(huì)價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值，是機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展的重要保障。

關(guān)鍵詞：創(chuàng)新設(shè)計(jì);機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);運(yùn)用

一、機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)創(chuàng)新優(yōu)化目標(biāo)

結(jié)合當(dāng)前我國(guó)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展來(lái)看，其在機(jī)械設(shè)備方面同樣也表現(xiàn)出了較為明顯的發(fā)展需求，結(jié)合相關(guān)新技術(shù)進(jìn)行機(jī)械結(jié)構(gòu)的優(yōu)化也就顯得極為必要，尤其是對(duì)于相關(guān)行業(yè)的發(fā)展而言，更是需要從機(jī)械結(jié)構(gòu)方面進(jìn)行創(chuàng)新優(yōu)化。圍繞著現(xiàn)階段機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)創(chuàng)新優(yōu)化工作的開展落實(shí)來(lái)看，其主要的目標(biāo)：

1、提升機(jī)械產(chǎn)品的運(yùn)行效能。對(duì)于機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)優(yōu)化可以在自身運(yùn)行效能方面表現(xiàn)出較為理想的作用價(jià)值效果，尤其是對(duì)于以往運(yùn)行效果并不是特別理想的機(jī)械設(shè)備，更是需要從各個(gè)方面進(jìn)行不斷優(yōu)化，促使其能夠明顯提升運(yùn)行效果，避免在任何環(huán)節(jié)中出現(xiàn)不暢問(wèn)題。從機(jī)械設(shè)備的結(jié)構(gòu)方面進(jìn)行創(chuàng)新優(yōu)化就是比較重要的一個(gè)角度，機(jī)械結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)能夠在較大程度上改進(jìn)相應(yīng)機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行效能，促使其結(jié)構(gòu)空間的利用效率最大化。

2、提升機(jī)械產(chǎn)品的節(jié)能效果。在當(dāng)前社會(huì)發(fā)展中，節(jié)能已經(jīng)成為了比較重要的一個(gè)方面，而這種機(jī)械設(shè)備節(jié)能的效果提升也是比較重要的一個(gè)組成部分，圍繞著機(jī)械產(chǎn)品的節(jié)能處理來(lái)看，其需要重點(diǎn)加強(qiáng)對(duì)于相應(yīng)以往運(yùn)行過(guò)程中各類能耗問(wèn)題的積極關(guān)注，確保相應(yīng)能源的消耗能夠發(fā)揮出最強(qiáng)效能，如此也就能夠保障相應(yīng)機(jī)械產(chǎn)品的工作效率最佳，利用最少能源做出最大貢獻(xiàn)，進(jìn)而同樣也能夠較好提升機(jī)械設(shè)備運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)效益，提升相應(yīng)生產(chǎn)企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力，促使其在當(dāng)前越來(lái)越激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中得到快速發(fā)展，這也是機(jī)械結(jié)構(gòu)創(chuàng)新優(yōu)化設(shè)計(jì)的重要目標(biāo)和任務(wù)所在。

3、提升其時(shí)代發(fā)展適應(yīng)性效果。隨著當(dāng)今時(shí)代的不斷發(fā)展，各個(gè)方面也都提出了一些新的要求，這一點(diǎn)在機(jī)械工程行業(yè)中也不例外，圍繞著這種時(shí)代發(fā)展方面的基本需求落實(shí)來(lái)看，重點(diǎn)加強(qiáng)對(duì)于機(jī)械設(shè)備的有效創(chuàng)新也就顯得極為必要，促使其能夠較好滿足于新商品的生產(chǎn)需求，自身實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行能力更為突出。從該方面來(lái)看，機(jī)械結(jié)構(gòu)方面的優(yōu)化創(chuàng)新設(shè)計(jì)也就需要引起足夠關(guān)注，促使其能夠具備理想的匹配性效果，避免依然沿用一些滯后性機(jī)械設(shè)備而阻礙企業(yè)，甚至是整個(gè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

二、機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的基本要求

1、質(zhì)量設(shè)計(jì)。機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量會(huì)直接影響到最終的使用價(jià)值，因此在對(duì)機(jī)體結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)保證產(chǎn)品的質(zhì)量以及穩(wěn)定性能夠達(dá)到相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)要求，通過(guò)深入分析產(chǎn)品運(yùn)行過(guò)程中可能影響質(zhì)量的相關(guān)因素，并對(duì)這些因素進(jìn)行全面的把控，只有這樣才能夠有效地確保機(jī)械的使用質(zhì)量，提高產(chǎn)品的性價(jià)比。與此同時(shí)，作為設(shè)計(jì)者，也應(yīng)當(dāng)在設(shè)計(jì)的過(guò)程中充分考慮到機(jī)械在使用安裝過(guò)程中的便捷性以及環(huán)保性，加強(qiáng)產(chǎn)品的過(guò)程控制，提高產(chǎn)品的合格率。在對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)加工的過(guò)程中應(yīng)當(dāng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)控制，一旦發(fā)現(xiàn)問(wèn)題應(yīng)當(dāng)及時(shí)解決，并反饋到實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中，通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)從而降低生產(chǎn)者的經(jīng)濟(jì)損失。

2、智能化設(shè)計(jì)。在機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程中，可以將智能化技術(shù)應(yīng)用于其中，通過(guò)加強(qiáng)機(jī)械設(shè)計(jì)的智能化，能夠?qū)α慵螤畲笮∫约八幍奈恢眠M(jìn)行精確的把控，能夠提高設(shè)計(jì)的有效性。除此之外，在智能化技術(shù)支撐之下，能夠?qū)崿F(xiàn)零件裝配的動(dòng)態(tài)把控，與傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)相比，能夠使得機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)質(zhì)量得以提升[2]。

三、創(chuàng)新設(shè)計(jì)在機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的運(yùn)用

1、根據(jù)使用場(chǎng)合，優(yōu)化設(shè)計(jì)。以某屆創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽的一等獎(jiǎng)作品為例，創(chuàng)作的目的是 想設(shè)計(jì)一套行走式組合機(jī)構(gòu)的教學(xué)模型，設(shè)計(jì)的思路，要根據(jù)使用場(chǎng)合，適合設(shè)計(jì)一套結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，方便攜帶，可行走、可遠(yuǎn)程遙控的裝置，該作品利用曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，曲軸連桿，雙搖桿的相互作用，實(shí)現(xiàn)作品的仿生功能，雖然結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但卻方便攜帶，符合用戶的使用要求，所以具有較高的使用價(jià)值，由此可以看出了解市場(chǎng)、了解用戶的使用需求，才能獲得更高 的設(shè)計(jì)價(jià)值。

2、對(duì)材料進(jìn)行優(yōu)化創(chuàng)新。在機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程采用的原材料種類通常有很多，不同類型的原材料有著不同的使用價(jià)值及作用。所以，在機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程，需要按照設(shè)計(jì)要求，以不同的方式對(duì)原材料進(jìn)行合理選擇，并在此基礎(chǔ)上，對(duì)原材料進(jìn)行加工處理，將其運(yùn)用到機(jī)械結(jié) 構(gòu)設(shè)計(jì)中，從根本上保證機(jī)械零件的質(zhì)量。將材料優(yōu)化創(chuàng)新運(yùn)用到機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，就是在不改變結(jié)果的情況下，對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的各種變量進(jìn)行改變，以此實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品性能的優(yōu)化，進(jìn)而制造出更有品質(zhì)的機(jī)械產(chǎn)品。

3、對(duì)數(shù)量進(jìn)行優(yōu)化創(chuàng)新。以最少的成本獲取最大的經(jīng)濟(jì)利益是企業(yè)的生存之本，機(jī)械零件使用的數(shù)量直接影響著產(chǎn)品的價(jià)值及作用，這就需要對(duì)機(jī)械零件的數(shù)量進(jìn)行合理選用，并做出一定優(yōu)化。首先，要制定零件測(cè)評(píng)方案，對(duì)機(jī)械零件的精確度、節(jié)能性、安全性及使用頻 率進(jìn)行綜合測(cè)評(píng)。其次，需要依據(jù)綜合測(cè)評(píng)的指數(shù)對(duì)機(jī)械零件進(jìn) 行篩選，整個(gè)過(guò)程要遵循優(yōu)勝劣汰的原則，并針對(duì)產(chǎn)品零件組成 數(shù)量進(jìn)行調(diào)整，不斷優(yōu)化產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)，使產(chǎn)品更具有性價(jià)比。

4、安裝位置優(yōu)化創(chuàng)新。機(jī)械零件是構(gòu)成機(jī)械產(chǎn)品的基礎(chǔ)單位，而零件的排列位置及方式對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量有一定的影響作用。在設(shè)計(jì)過(guò)程，設(shè)計(jì)人員要滿足某些零件的高貼合要求，利用位置的改變對(duì)機(jī)械零件之間的距離進(jìn)行控制，對(duì)機(jī)械零件的位置進(jìn)行調(diào)整，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)提高產(chǎn)品質(zhì)量的作用。

5、制造工藝優(yōu)化創(chuàng)新。在保證制造工藝的質(zhì)量的前提下，可以對(duì)原有工藝流程進(jìn)行創(chuàng)新改進(jìn)，以提高運(yùn)行效率，降低生產(chǎn)成本。由于不同企業(yè)的設(shè)備生產(chǎn)能力、工人熟練程度等因素都大不相同，所以同一種產(chǎn)品，不同企業(yè)生產(chǎn)，工藝也會(huì)有所不同，需要按照各零件的精確度、基本性能及安全標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行綜合分析，制定科學(xué)的結(jié)構(gòu)方案。根據(jù)制造工藝的相關(guān)準(zhǔn)則，保證機(jī)械零件的美觀性及精確性，使機(jī)械產(chǎn)品的整體質(zhì)量及品質(zhì)得到保障。

綜上所述，機(jī)械結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)、機(jī)械設(shè)計(jì)的智能化能夠有效提升機(jī)械設(shè)計(jì)水平，優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)性能。通過(guò)明確用戶至上的設(shè)計(jì)理念進(jìn)而對(duì)零件的材料、數(shù)量、形狀或位置及制造工藝等因素的改變，能夠解決傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的弊端，使機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能夠適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的需求，為機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展提供有利支持。對(duì)于機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，其創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法的研究道路還很長(zhǎng)，相關(guān)從業(yè)人員要加強(qiáng)對(duì)創(chuàng)新設(shè)計(jì)在機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的運(yùn)用。

參考文獻(xiàn)：

[1]喬石，邵婉.當(dāng)前機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的創(chuàng)新設(shè)計(jì)分析[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2019 （22）：19.

[2]林榮森.試探究當(dāng)前機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的創(chuàng)新設(shè)計(jì)應(yīng)用[J].中國(guó)機(jī)械，2019 （6）：29-30.