摘要：近年来，我国科技取得了很大进步，在我国各领域中的应用越来越多。在这一基础上，机械结构的优化设计工作就显得十分重要。通过对现代计算机应用技术的研发利用，很好的提升了机械生产产品的工作性能及效率，对于机械本身的使用寿命延长也起到了比较不错的促进作用。鉴于此，文中首先阐述了机械优化设计的发展概况，其次分析了机械结构优化设计的应用，包括优化结构设计拓扑、形状、科学结构、尺寸以及动态性能。最后从更利于大型复杂结构模型构建与计算机技术有效结合等方面研究了机械结构优化设计应用的未来发展前景，旨在提升制造业机械设计质量。
关键词：机械结构；优化设计；动态性能
引言
本文围绕计算机技术设计与优化机械结构现状，总结与归纳机械机构的设计与优化方法，从中得出计算机技术的机械机构优化理念。以便能够用更为科学的理论作为指导，实现高品质的机械机构优化设计。根据现如今国内外的机械产品优化设计方式特点，可以将其分为三类，分别为结构模块、系统模块、产品特征描述。
1机械优化设计的发展概况
在传统的机械产品制造过程中，采用的生产方式一般是单纯的按批次制造方法，生产的产品类型极具单一特点。现阶段，该种形式已经得到了很好的改善，更多的机械产品生产采用的批量较小、种类较多的生产方式，新生产方式的采用，在很大程度上提升了机械制造企业的生产市场竞争实力，继而在市场中占据更多的市场份额，提升企业自身的经济效益和社会效益。与此同时，机械优化设计的开展还有效的节省了制造企业的生产时间，降低成本的同时，优化了现有的生产效率。另一方面，国内现有的机械优化设计流程主要按照以下内容执行：①在机械结构优化设计之前，需要先行确定优化设计的目标函数。该项流程的执行主要是为了充分满足机械产品的技术指标要求。②设计函数变量。该项操作的执行，主要是为了确定不同机械产品的结构参数变量数值。③设定机械优化设计的约束条件。主要用于限定优化设计期间算法变量浮动空间。④方案评价。在进行机械结构优化方案的设计时，应该同时设计出不同方向的多种优化方案，从其中选取最佳方案运用。
2机械结构优化设计应用
2.1产品特征的优化设计
在优化设计机械系统的结构时，需要根据产品发展特点，进行相对应的优化设计。在此过程中最重要的技术就是计算机辅助，计算机辅助贯穿于机械产品优化设计的始终，能够帮助设计人员提高优化设计效果和自动化水平，完成机械机构优化的管理、协调、表达。总结来说，现如今产品特征优化主要包括如下方法。首先是实例法。实例法通过框架结构完成概念实体、工程实例描述。在推理的过程中获取候选资源，并将候选资源匹配进入到优化防范与匹配设计。其次为编码法，这种方式结合运动转换，实现机构整理与分离。通过知识库搜集与整理方式，完成机械结构优化设计，确定优化设计的方案。最后是混合性表达，这种方式将网络系统、框架、过程、规则进行整合，实现高质量的产品特征设计。CAD软件中，常用NEXPERT-OBJECT完成优化方案制定。在结束目录优化与否设计以后，实现机构组、功能模块、功能分解的组织优化，为优化提供辅助工效。上述方法全部需要在实际应用中，根据产品自身特点进行选择。
2.2齿轮传动抗磨损设计改造
在我国常用机械设备中，齿轮传动是一种常见的传动结构，齿轮传动利用齿轮的啮合作用实现动力传递。在齿轮运转过程中，经常出现齿轮磨损，严重时会导致机械设备难以运转。对此，加强齿轮传动抗磨损的设计改造，提高机械抗磨损能力等，具有重要意义。（1）闭式齿轮设计改造。闭式齿轮，主要是指2齿轮相互接触传送。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在机械运转中，齿轮之间不断接触摩擦，机械能转化为热能，齿轮温度升高，齿轮之间的磨损程度增加。对此，齿轮设计改造中，在增强齿轮硬度、提高齿轮抗摩能力的同时，应选择耐热性较强的齿轮。若成本允许，可挑选高强度金属材料作为齿轮原材料，以提高齿轮的抗摩能力以及机械设备的质量与寿命。（2）开式齿轮设计改造。在机械传动中，开式齿轮是其中的重要部分，应用较为广泛，它的应用，提高了机械生产效率。开式齿轮中的齿轮是完全暴露的，在无保护状态下运转工作，若不加强保养与清理，导致齿轮在存在灰尘、碎屑情况下仍在运转，极易导致齿轮磨损。对此，在开式齿轮运行中，应经常为齿轮添加润滑油，减小齿轮间的摩擦，降低机械磨损程度。在润滑油使用中，操作人员应充分考虑齿轮间的磨合情况，周边自然环境影响等。做好日常清理工作，是为减少颗粒物对齿轮的腐蚀，避免增大对齿轮的摩擦力。另外，应加强齿轮齿根的抗弯曲疲劳能力，以降低机械传动的抗磨损状况。
2.3优化结构设计拓扑
传统的工业生产机械制造工作中，在进行机械的结构优化设计时，技术设计人员普遍会将设计的精力集中在结构参数的优化工作中，但是对于机械零部件上的拓扑结构设计则比较少，相应的文献研究内容也比较匮乏。伴随着国内工业机械制造水平的不断提升，专业人员在该方面的设计重视程度有了很好的提升，相应的机械结构优化设计意识也得到了很好的培养。具体而言，在进行拓扑结构的优化设计工作时,设计工作的重点通常集中在两个方面，其一是连续结构优化设计，其二是离散结构优化设计。前者的优化设计主要是指对于空洞的数量、形状、分布范围以及部分的结构边界的有效优化。与前者相比，后者的优化设计重点主要集中于不同关键连接点的设计着手，同时需要提前确定不同设计位置的关键点。
2.4优化结构设计科学结构
开展机械设计科学结构的优化时，为了更好的完成优化目标，提高生产效率，就一定要专门针对科多科学结构设计进行综合性的分析，使得机械设计工作能够面向总体性、系统性的方向发展进步。另一方面，在具体的优化设计研究期间，如果设计人员仅是从一个方面进行研发，有很大几率会出现优化结果与预期设计思想不符合的问题。现阶段，为了有效解决该类问题，应用MOD理论进行机械设计的新兴优化分析，首先需要做到的就是利用该较为完整的理论为即将开展的机械机构优化设计提供有效的理论基础保障，最终才能有效实现产品优化效果的全面提升。
2.5优化机械结构设计动态性能
进行机械机构的动态性能分析时，能够发现，影响其应用效果最直接的因素就是当机械结构本身受到来自外界各种力的作用时，其所呈现出来的外形变化规律与相关设计参数浮动变化情况之间紧密的联系。想要有效实现在工作强度不变的状况下将机械产品的使用寿命进行一定程度的延长，就一定要进行机械结构动态性能的优化设计，主要是通过对该方面的优化能够更好的反映出机械产品现阶段能够接受的最大工作强度，并计算出其最长使用寿命。另一方面，针对机械产品结构的动态性能进行优化设计时，对于机械产品本身工作任务量以及工作负担的减少也具有很好的促进作用。
结语
机械机构设计与优化必然会在发展的过程中，受到先进技术影响。现如今我国也将机械产品的机构优化，朝向计算机结合方向前进。如今机械机构的创新设计与优化方法在国内外均已经获得了广泛的关注，并取得了一些成效。我国设计学者也意识到了CAD制图的应用价值，广泛的使用CAD制图实现机械机构的设计与优化。可以说未来的机械行业发展，是一定离不开机械结构优化的。
参考文献:
[1]贾冉.汽车机械式变速器变速传动机构可靠性优化设计[J].山东工业技术，2017（06）：288.
[2]尤建祥.汽车机械式变速器变速传动机构可靠性优化设计[J].汽车实用技术，2016（02）：57-58，69.
论文作者:任德玉,曾勇军,陈康先
论文发表刊物:《电力设备》2018年第19期
论文发表时间:2018/10/14
标签：机械论文; 齿轮论文; 优化设计论文; 结构论文; 产品论文; 机构论文; 工作论文; 《电力设备》2018年第19期论文;