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機械結構設計中的創(chuàng )新設計探析論文
時(shí)代的發(fā)展與社會(huì )的進(jìn)步對創(chuàng )新提出了進(jìn)一步的要求。創(chuàng )新是一個(gè)民族進(jìn)步的靈魂，是一個(gè)國家興旺發(fā)達的不竭動(dòng)力，對于機械結構設計來(lái)說(shuō)也同樣如此。對于設計者來(lái)說(shuō)，在機械結構設計中進(jìn)行創(chuàng )新是一項非常具有挑戰的任務(wù)。只有充分了解機械結構創(chuàng )新的必要性，才能取得最佳的設計效果。
一、新時(shí)期機械結構設計中創(chuàng )新的必要性分析
時(shí)代的發(fā)展與科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步對機械結構設計的思想與理念提出了新的要求。新時(shí)期，如何使機械結構設計滿(mǎn)足社會(huì )發(fā)展與人們日常的工作與生活的需求成為必須迫切思考的問(wèn)題。解決這一問(wèn)題的有效途徑就是機械結構設計過(guò)程中融入創(chuàng )新精神與創(chuàng )新理念。創(chuàng )新并不是憑空創(chuàng )造，而是在現有理論與實(shí)踐的基礎上進(jìn)行有效的發(fā)展。對于機械機構設計來(lái)說(shuō)，設計者就是要思考如何利用已經(jīng)存在的現代機械設計理念，將其與創(chuàng )新思維相結合，從而實(shí)現不同構件、模塊的優(yōu)化組合，以便制造出能夠滿(mǎn)足人們需求的機械結構部件。新時(shí)期機械結構設計創(chuàng )新就是要求設計者能夠從機械結構設計的內在規律入手，不斷實(shí)踐。
二、基于變元法的機械結構設計創(chuàng )新
（一）機械結構設計時(shí)進(jìn)行材料變元
機械結構設計離不開(kāi)材料的科學(xué)選擇，可以說(shuō)機械結構創(chuàng )新的成敗決定了合理的材料選擇。比如說(shuō)在設計液浮式陀螺時(shí)，如果馬達定子殼所使用鋁質(zhì)材料，而將合金鋼作為轉子軸的材料，那么因為其膨脹系數的不同導致其在運行時(shí)可能因為定子與轉子軸向尺寸的變化，導致液浮式陀螺馬達運行故障。所以設計時(shí)就必須重視材料變元的科學(xué)運用，合理利用材料。
（二）機械結構設計時(shí)進(jìn)行數量變元
眾所周知，完整的機械結構是一個(gè)成熟的系統，包含各種不同的零件，這些零件雖然作用不同但是都發(fā)揮著(zhù)作用。在設計時(shí)，設計人員就必須不斷計算，并將計算結果與機械結構設計相比對，及時(shí)改進(jìn)。如果發(fā)現機械結構設計中存在冗余零件結構，則需要及時(shí)更換淘汰。對于機械結構設計的創(chuàng )新就要求設計人員及時(shí)調整機械結構的零部件，確保結構設計的科學(xué)、合理。設計時(shí)可以減少零件或者將部分零件合并，通過(guò)減少了零件的數量，提高其互換性，從而提高了機械結構的性能。比如說(shuō)鑄件的結構性裝必須簡(jiǎn)單，此時(shí)就應該采用直線(xiàn)型的輪廓。而螺紋連接結構中，要想避免螺絲松動(dòng)問(wèn)題，就可以把螺釘、墊圈以及彈簧墊片功能整合，減少零件數量并滿(mǎn)足功能。
（三）機械結構設計時(shí)進(jìn)行位置變元
機械結構設計過(guò)程中如果調整零件的位置，則可能導致機械結構產(chǎn)品的整體性能發(fā)生變化。在一些機械設備中，其傳動(dòng)裝置的齒輪要求必須貼合無(wú)間隙，但是在加工過(guò)程中往往做不到這樣的要求，齒輪的孔距難以得到有效的控制。雖然可以采取其他的設計形式，但是可能又會(huì )受到空間的限制。所以設計師必須通過(guò)位置變元，以此來(lái)不斷調整機械機構各零部件之間的孔距與距離，進(jìn)而實(shí)現創(chuàng )新，改善性能。
（四）機械結構設計時(shí)進(jìn)行尺寸變元
機械結構設計創(chuàng )新時(shí)還應該保證機械結構產(chǎn)品的外觀(guān)、外形尺寸以及安裝等屬性與要求。所以說(shuō)，設計者必須保證機械結構設計時(shí)的尺寸變元，不斷找到最佳的零件應用尺寸，實(shí)現零件應用方案的優(yōu)化。除了要注重零件的性能外，還應該對零件的外形、尺寸進(jìn)行一定的變化或者修正，保證機械結構運轉的正常。在平時(shí)對機械結構設計時(shí)，應該盡量縮小零件的尺寸并且將機械結構設計模塊化，以便內部零件的不斷協(xié)調運行。這樣可以直接縮小機械結構的外形。
（五）機械結構設計時(shí)進(jìn)行形狀變元
設計人員要關(guān)注機械結構中零件表面極其整體形狀、輪廓等，通過(guò)設計實(shí)現零件形狀的改變，從而改善機械結構的性能、外形或者功能。例如在設計某一機械結構時(shí)，要求其發(fā)揮彈簧壓力壓緊零件，就可以在設計時(shí)將彈簧類(lèi)型（壓簧、拉簧、扭簧、板簧等）和被壓零件形狀（圓柱面、平面、螺旋面、球面等）進(jìn)行反復組合，在所得到的各種方案中選擇最佳組合。
（六）機械結構設計時(shí)進(jìn)行連接變元
機械結構設計中的連接方式與方法比較多，不同的機械結構需要選擇不同的連接方式。所以設計人員要具有將不同連接結構以及連接方式進(jìn)行相互調換、調整以及改變的思維，從而獲得眾多不同類(lèi)型的機械結構類(lèi)型。比如說(shuō)一些機械部件需要經(jīng)常拆卸，在選擇連接結構時(shí)就應該選用一些既能夠連接可靠也能夠便于拆卸的連接結構。這種類(lèi)型在生活中可以經(jīng)�？吹�，尤其是手機機蓋或者兒童玩具產(chǎn)品中較為多見(jiàn)。
（七）機械結構設計時(shí)進(jìn)行工藝變元
使用不同工藝方法裝配起來(lái)的機械結構可能其性能也不同，在進(jìn)行機械結構設計時(shí)應該考慮到這一點(diǎn)，否則可能出現機械結構產(chǎn)品無(wú)法滿(mǎn)足設計需求的局面。設計人員所要做的就是要熟練掌握各種加工工藝，并能夠在此基礎上進(jìn)行反復試驗。通過(guò)仔細分析，找到零件結構工藝中可能存在的問(wèn)題，從而提出相應的修改意見(jiàn)。在一些機械結構設計與推廣中，一些機械結構的加工與制造可能與傳統方法不同，設計人員需要予以極大的關(guān)注，以便其能夠保證機械結構的質(zhì)量與性能。
結語(yǔ)
綜上所述，機械結構設計創(chuàng )新具有非常重要的意義，是滿(mǎn)足人們需求，促進(jìn)社會(huì )進(jìn)步與發(fā)展的不竭動(dòng)力。對于設計者來(lái)說(shuō)，要不斷探尋機械結構設計的創(chuàng )新點(diǎn)，不斷優(yōu)化結構設計，利用創(chuàng )新思維、創(chuàng )新理念替代傳統設計理念與方法。這就要求設計者必須具備高昂的斗志、敏銳的觀(guān)察力以及源源不斷的靈感，最重要的則是要有較高的專(zhuān)業(yè)素質(zhì)。只有這樣才能不斷創(chuàng )新機械結構設計，滿(mǎn)足社會(huì )與生活的需要。
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