摘要：如今，机械设备已经是工业发展不能缺少的工具之一，机械行业在经济和科技的共同带动下也取得了很大的进步。与此同时，机械行业在持续发展中也出现了各种各样的问题，和发达国家的机械企业相比还是存在着一定的差距。为了寻求更快更好的发展，应该加强机械结构的创新。
关键词：机械机构；创新
创新对一个行业乃至国家来说都有着重要的意义，机械行业作为工业的一个组成部分，也不例外，只有不断地创新才能实现产业结构的转型，才能从根本上实现高层次的发展。目前，机械设备由于缺少创新，出现了很多问题，这也给工业和人民的生活造成了不良影响。因此，应该加大机械结构的创新研究，提高工作效率，较少环境污染，在优化内部结构的同时促进机械设备革新，实现机械行业的高质量发展。
1机械机构设计原理及原则要求
1.1组合原理
要想实现机械结构的创新，就要对机械结构的设计原理有一个全面的了解。目前，我国存在的诸多机构设计，如棘轮机机构、凸轮机构等，这些机构设计方法比较简单，已经不适应现在的机械发展要求。棘轮机构运动性能不佳，能够进行间歇性的运动，但是无法实现长期的运行，导致工作效率很低。凸轮机构较棘轮机构来说运动性能有了一定的改善，但是运动的速度和周期无法控制，也就是只能保持一种运动规律，适应性较差。另外，齿轮机构也是目前机械企业常用的一种机构形式，它在运动性能上和动力特性上比前两种机构强，能够进行持久的运动，但是运动形式还是比较简单，只能使用在一种机械设备上，存在着很大的缺陷。这三种单一的结构由于设计简单，性能相对来说比较差，一般在具体操作上会将两种或者三种机构进行综合使用，取其长去其短，充分发挥这些机构的长处。但是，这种组合使用会将机械操作过程变得更加复杂，占用的场地也不较大，不利于提高经济效益，因此，需要研制出一种设备，能够集合三种机构的长处，同时在其他性能上也会有所改善。
1.2变异原理
变异原理是指在设计之前，对确定的原始机构进行分析，根据其功能约束和机构组成选择合适的处理方法，实现机构运动的转化，形成运动链。这种运动链在形成之初一般不够全面，需要根据其特点和要求选择处理方法，按照一定的顺序进行排列，增强其系统性。由此产生出更多的再生运动链，与原始机构形成对应，这就是机械机构的变异原理。
2结构创新设计新方法―变元法
2.1 数量变元
数量变元指的是研究机械设备的所有的零部件或构件的全部的外形、工作面以及生产的点、线、面等都看做是构成零部件的基本元素，对这些基本元素的数据进行修改，完成针对机械设备构件的优化的目标。例如：为了实现简化的目的，在设计铸件零件的外形时，多使用直线设计的外形轮廓。
2.2 形状变元
形状变元指的是从机械的形状方面对机械结构的外形和重要轮廓、加工表面以及所使用零部件的种类和尺寸进行优化调整，进而得出多种结构的创新设计，从而对整个机械进行优化调整。机械设计过程中这类因素的创新是把机械设备的运行原理转化为设计图纸的过程。例如，火力发电厂的冷渣机，为了能够把高温炉渣以最快的速度降低温度，技术人员采用了形状变元的方法对冷渣机进行优化设计，改变原有的单腔体为多腔体，提高了降低温度速率这一难题。
2.3 材料变元
零部件选取多种类型的材料一般会改变这种零件的尺寸，进而生产工艺也会相应的变化，以至于改变了整体机械的外形和构造。我们可以针对材料的改变而设计出多种类型的构造方案。
2.4 位置变元
位置变元指的是按照机械设备的构造位置的改变，实现多种类型设计方案的形成。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆例如，在针对焊缝零部件的焊接方法时，选择焊缝的位置非常重要，当我们选择在中心轴附近时，避免了零件由于收缩造成的弯曲变形。
2.5 联接变元
联接变元指的是在设计过程中应该注意元素的两个方面：一方面，我们需要确定元素联接方法的改变。例如，工作中常见的焊接、热熔连接等；另一方面，我们需要研究针对任意一种联接方式的不同类型的联接结构的创新，进而得到不同类型的方案。例如，儿童玩具在设计过程中要尽量做到安全联接，我们可以设计成卡扣联接方式，这样不容易出现小孩误食螺丝的现象。
2.6 尺寸变元
尺寸变元指的是高度、宽度、直线度、弯曲度等方面的内容。技术人员在针对这些元素进行创新设计时，一般侧重于改变零件的尺寸。完成对机械系统构件完善的目的。例如，技术人员想提升粉碎机的物料目数，针对动力副在整体机构上的相对位置做出了改变，进而完成了粉碎目数的提升，效果是原来的2倍。
2.7 工艺变元
设计和工艺的关系是相互衔接和相辅相成的。每种零部件的加工方法和制造工艺各不相同，各类零部件与设备的加工和制造质量、生产周期、成本和使用年限也千差万别，进而制约着设备产品的构造。按照相应产品的工艺特性，结合使用以上7类变元，按照进行根据所设计机械产品的特点，灵活地运用上述7个变元，同时设计者依据所具备的知识、经验，运用创造性思维方法，如类比、推理、归纳、模拟、想象、直觉及灵感等，可构思出很多种结构方案。
3 精密仪器与精密机械结构创新的必要性
当今社会是科技高速发展的时代，测量设备和机械构造的设计理念和方式都进行着完善和提升。如何让青年人可以快速的适应企业对适应性和才能的要求，成为我们大家亟待思考的问题。因此，在进行实习设计的课程教学过程中，引入前沿的、适应企业需求的人才培养方法和相应的实习方式和装备变成了必须考虑的问题。所有的测量设备或控制装置都具有相应的适应所在系统需求的系统或构造，那么在测量设备、控制装置确定的机械结构设计需求的基础上，如何使用先进的设计思路和多种类型的机械构造构件进行优化整合，建造适应系统需求的高端机械构件，是我们当前工程设计的重要方法。
4 结构方案的评价与优化
为了得到最优化的方案，我们针对所有的方案都进行了全面的分析研究，按照模糊综合评价的方法实现所有方案的评判。首先选定的评判指标是在构造方案的性能标准、经济效益、可实现性、保养维修以及技术性能等方面进行选取。通过这种全面的评价方式在所有方案中选择出最适合的方案。其次是在完成上述评价之后，针对整个系统中主要的零件和构件建立模型，通过对数学模型的的计算完成模型的优化设计。在建立数学模型的过程中，完善数学模型以达到尽量复合机构的运动特征，这样的数学模型得到的数据结果能够为机械结构的研究分析和产品优化提供更为真实准确度数据，最终实现产品结构的最佳结构设计。
数学模型可以表达机械构造中的各类变元，但是也有一些变化是不能够或者较难描述。当我们在优化设计中过度的依靠数学模型的数据，那么我们就被模型所局限而不能实现真正意义上的完善合理的优化设计，同时也很难被应用在实践当中。另外，我们还应该针对机械结构中的主要零件或者构件进行可靠性和有限元方面的研究分析，针对机械系统中的转动件和力矩分析，来实现从多角度为机械设备结构进行全方位的优化分析，来实现优化设计的创新研究。
5结束语
目前机械机构在设计上还存在着很多的问题，导致机构发展和技术发展的不协调。工作人员应该对机械机构的原理进行仔细研究和分析，遵循机构设计原则，从实际操作中获得创新的灵感，以此促进机械行业的稳定、持续发展。
参考文献：
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[3] 陈杰.机械机构构型的设计方法[J].装备制造技术，2014，01：144-146.
论文作者:韩力均1,郝小朝2
论文发表刊物:《基层建设》2019年第18期
论文发表时间:2019/9/6
标签：机械论文; 机构论文; 结构论文; 方法论文; 机械设备论文; 构件论文; 方案论文; 《基层建设》2019年第18期论文;