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摘要：随着我国的经济在快速的发展，社会在不断的进步，随着社会各方面的不断更新和变革，新的科学技术不断取得各种各样的突破，国家对机械结构设计的重视越来越强烈。但要知道创新在一个国家发展中的地位是不可取代的，而机械又是一个国家处在现代化阶段的衡量标准，所以在机械结构的设计中要时刻保持创新，更新机械结构设计。从一定程度上来说，机械结构设计的创新其实是能够表现一个国家的综合国力的。本文分析了创新设计在机械结构设计中的必要性及对机械结构设计中创新设计的探索。
关键词：机械结构设计；创新设计；综合国力；必要性；探索
引言
为了不断发展，许多企业都积极创新，不断提升自身竞争力，对发展空间进行积极拓展。在机械结构设计当中，市场的发展逐渐趋向于多元化，为了行业的发展，要不断提高创新意识，对结构设计的深度进行不断优化和完善，确保设计效果的有效提升。在现阶段的机械设计行业当中，创新设计思维具有一定的统一性，在变元法的前提下，使具体操作更加具有可续行和便捷性，有效树立设计环节当中的可变因素，将逻辑化思维融入其中，对机械机构设计进行不断创新，使实际应用效果得到有效提升。
1机械结构设计理念和变元法的简介
总体设计是否合理与设计图的准确性和精准度有密不可分的关系，同时设计理念也对其有一定的影响。对于机械结构，需要从整体方面进行改善优化，通过整体层面来改变各个部分的结构。为了方便后期安装工作顺利快速地进行，需要在设计零件的时候严格按照要求和标准制作，并且要反复审查确认零件是否真正适用于实际情况。在设计结构的工作中，变元法作为最常见的创新方法被推广并在改善优化时广泛使用。借助这种方法务必对机械结构的各处细节进行观察研究，充分学习和了解基本结构，确保能对各个部位零件做出相应的改善。在运用变元法的实践中，经常会利用下面两个要点：第一，标明各个零件部位，并写上它们的功能作用，将尺寸规格等等属性都备注清楚，对对应工作开展做出有关讨论和解析。第二，在进行设计工作时，要依据实际情况对各个零件部件做出优化调整，及时改革创新设计理念和意识，这样才能更为合理的安排机械设计，为其发展做出巨大贡献。
2基于变元法深入探讨机械结构设计中的创新设计与应用
2.1 材料变元
在具体机械结构的过程中，必须要对设计材料进行合理确定，由于不同的材料在其特点和性质方面存在着本质上的区别，因此在具体进行设计和施工的过程当中，所产生的效果也自然不同。所以，在对结构设计进行优化和完善的过程当中必须要严格按照材料的具体情况来进行，进而有效确保设计质量。如果将钢材作为机械结构的主体设计材料的话，必须要将钢材的优势充分发挥出来，从根本上提高结构的强度和硬度。而要想实现这一目的，就必须要对钢结构的截面尺寸进行扩大，该方法可以使其性能得到有效提高。和钢材相比而言，铸铁材料的强度和硬度相应较差一些，受传统设计理念的影响，使其性能不能得到有效发挥，无法从根本上确保产品的使用寿命的质量。但是将强筋或者是隔板增加到铸铁当中，对于机械机构性能的提升有着一定的促进作用。对该变元法进行有效应用，能够设计材料结构当中的变量，进而有效确保设计效果的提升。
2.2机械结构设计中的数量变元
数量变元是机械结构设计中的一个基本变元，通过对产品零件数量的改变，从而达到对产品功能和性能的改变。例如：机械结构的设计师在设计产品时，为了能够充分体现出产品的功能性与实用性，通常会采用直线设计的方法。在直线设计中，螺丝是其中最重要的基础要素。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆一旦螺丝出现松动或者偏移的现象将直接影响整个机构的设计，为有效降低这种问题发生的概率，设计师通常会选择采用增加弹簧垫的方式增强弹簧的稳定性，这样不但不会造成弹簧歪斜，同时还能发挥很好的缓冲作用。除此之外，在进行设计时，设计师还可以将一些冗杂的元素进行适当的整合，不但方便携带与安装，还能极大地缩短工作时间。这就是数量变元的优势。
2.3部位变元
机械是由各种各样的零件部件所组成的，每个零件部位都各有作用，之前相互关联。安装部位的不同，导致其发挥作用的效果也不同。所以说，将每个零件安装在最合适的部位是最为重要的。在设计中，让每个零件都在不同部位进行测试检验，调整它们到最佳位置，这样才能实现最终优化方案。举个例子，在对元器件进行处理的时候，把连接部位固定在相对对称轴的地方，这能合理有效地确保元器件的完整性，避免其发生弯曲，保障了整体的协调和外形稳定，正确的借助余下空间，摆放剩余零件。
2.4机械结构设计时进行形状变元
什么是形状变元？形状变元，其实就是指将一些机械结构零件的外形和表面的轮廓进行调整和改变来达到理想的器件多一种活动。通过改变各种零件的形状，规格和类型，来创新各种机械结构的设计方案。举一个例子，弹簧的形状是多种多样的，但是在我们的日常生活中最常见到的大概就是两种，一个是平面弹簧，一个是圆柱形的弹簧。但是这两种类型的弹簧在机械结构的设计中却是远远不够的，它需要适应各种不同类型的机械设备。这时就需要根据设备的使用形状来对弹簧的形状进行改变，以满足设备生产和组装的需求，对机械结构进行系统的优化。这样也是保证在机械结构的设计中，能够有效地进行创新设计的一种有效途径。
2.5工艺变元在设计中的应用
许多材料在机械结构设计当中都有应用，各部分结构制造的过程当中都和实际情况相结合来适当的选择合适的材料，同时由于零部件所使用的材料具有一定的差异，导致其具体的加工工艺也会具有一定的差异性，就算是材料相同，在具体加工的过程当中，所采用的加工工艺也会存在着本质上区别，其主要目的就是为了采用科学的加工工艺充分发挥出材料的作用，如此方可从根本上将机械的使用效率提升上来。所谓的工艺变元法其实指的就是对材料的加工方式进行改变从而创新机械结构设计。比如，在实际设计模具的过程当中，斜顶的要求较高，特别是一些精密模具的斜顶尺寸较小，普通渗碳工艺难以满足设计要求，需要采用特殊工艺使材料获得更佳的刚性，有效确保设计质量的提升。
2.6机械结构设计中的连接变元
焊接、螺纹固定、胶水粘接等是机械产品零件连接的主要方式，只有根据机械产品的实际情况选择合适的连接方式，才能保障机械产品的长久运行。因此，机械结构设计师在进行机械结构的创新设计时，要结合实际情况，对产品的连接方式进行相应的创新。譬如对那些过于牢固无法拆卸的产品零部件，可以采用焊接的方式处理，这样就能确保产品零件的稳定。而那些能够随时拆卸的零件，可结合实际情况，选择胶水粘接或者螺纹固定的方式进行处理。
结语
综上所述，时代在进步，任何事物为了能够不断发展都在一直创新。机械结构设计的创新不仅能够增加自身竞争力，还能将最新技术应用在实际生活中，提高其应用效果，使得机械化发展不断进步，增加机械业的市场地位。推广应用机械结构设计的创新理念，同样也为国家和社会的经济效益做出贡献。
参考文献
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[3]刘文俊,李中林,贾雷雷.创意性的机械结构设计探讨[J].信息记录材料,2017,18(07):4-5.
论文作者:陈伟
论文发表刊物:《城镇建设》2019年第11期
论文发表时间:2019/8/13
标签：机械论文; 结构设计论文; 结构论文; 零件论文; 材料论文; 弹簧论文; 产品论文; 《城镇建设》2019年第11期论文;