摘要： 随着市场经济的发展，使人们的生活水平有了快速提高，对生活品质也有了更高的要求。因此，使社会认识到了创新的重要性，能满足人们的多元化需求。尤其是在机械结构设计中，采用创新设计的方式，有利于提高机械的质量和性能，从而推动机械制造业快速发展，不断提高我国的经济实力，实现其应有的价值。本文分析了创新设计对机械结构设计的重要性，以及创新设计在机械结构设计中的应用。
关键词： 创新设计；机械结构设计；应用
变元法起源于德国，作为一种创新方法，在机械结构设计行业得到了广泛应用。机械结构设计中应用变元法时，要对机械设计的基本结构进行深入的研究，在对机械设计的基本框架有了深入的了解之后才能够将机械的零部件进行合理的调整和完善。变元法重要内容有两方面，一是将机械零部件中的一些部件进行注释说明，对零部件中的主要含义进行解释，对于零部件的数量、位置、尺寸、形状、连接和工艺这些内容进行重点的研究和分析。二是在对机械结构设计中的零部件检查和调整之后，研究其创新设计，改善原来的方案，从而使机械结构设计更加完美，更适应机械设计的发展。
1 创新设计对机械结构设计的重要性
现阶段，我国社会经济发展较快，人们的思想意识发生了转变，开始向多元化方向发展，要求机械结构满足多元化的发展需求，使其具备良好的功能和性能，以保障工作效率。在此背景下，传统设计理念的劣势尤为凸显，其结构单一、应用范围有限，使其行业价值受到了影响。对此，要求设计人员提高创新意识，采用新材料、新工艺、新结构等设计方式，以打破常规设计理念的限制，对机械结构的本质进行创新，从而提高机械制造领域的生命力，保证其安全、稳定的发展。
2变元法（创新机械结构设计方法）
（1）数量变元：在设计一个机械结构的过程中，常常存在多种可以对其进行细微调整的元素，而最简单的一种变元法就是改变设计结构中基础元素的个数，以此达到改变机械结构的效果。这种创新设计方法十分常见，就像在设计铸件结构时为了让松脱螺栓的现象尽可能减少，通常要使用弹簧垫圈和螺钉这两种元件。根据物理学原理，可以改变设计结构中元素的个数，从而设计出多功能合一的零件，这样一来不但减少了零件数量让整体结构更加简洁，也让安装过程变得更加简单、方便。
（2）材料变元：在机械设计中会涉及很多的原材料，这些材料种类繁多，同时每种材料的价值不一，功能也各不相同。如果从另一个角度来考虑，原材料的加工工艺差别性也较大，有效加工后才能符合某种需求，并成为理想地达到参数要求的材料。还有部分材料是不能加工的，需要对材料实施变元法才能达到要求。比如，设计刚性材料，要想达到设计要求一般会使用增大面积的方法，让其成为理想中的感性材料。铁性材料可以通过将隔板增强等措施来进行调整。这些例子都是通过变元法来实现的，也就是说变元法通过变量的形式将一种或是多种变量改变，但是并没有改变结果，属于全新的设计模式。加工面和工作面是机械结构原理的两个重要基本元素，此外还包括产品本身和产品整体等。产品性能可以通过这几种元素进行衡量，操作人员在实际的工作中需要调整好这些产品元素，这样得到的产品原件才能达到理想效果。。
（3）位置变元：尺寸变元的意思就是将零部件进行尺寸上的调整，然后使零部件得到最好的优化。尺寸变元在实际的机械机构设计中是将零部件进行形状上的改变，也就是说对零部件的形状进行适当的优化。这一点可以通过改变零部件的长、宽、高和各方面的尺寸参数，将零部件进行优化完善。例如，在进行冷冲压弯曲设计时，就需要将材料的适当的变化之后，更好的进行冷冲压弯曲设计。通过将草料进行冷冲之后还能够进行一定的角度改变，使零部件的角度更加完美。同时，如果要对零部件进行尺寸的变化，在此之前要将零部件的弯曲角度进行详细的测量和计算，保证零部件变换之后不会影响材料整体的质量。
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（4）工艺变元：机械结构设计不是一个简单的过程，因此其必然也存在很多不同水平的工艺。在一个机械零结构的设计当中，采用不同的工艺去制作不同的机械零件会对总体结构造成非常大的影响。工艺的不同可能影响到零件的性能、质量、成本等各个方面，因此在实际运用中需要重点考虑。尤其是像加工工艺以及转配工艺这样的技术不断的发展与提高，更是出现了许多新型结构，和传统的机械加工结构相比就显现出了非常明显的优势。因此想要拿捏好的工艺的水平，就必须要制作出一份完美的设计图纸，其中严格的分析了各个零件的数据，只有这样才能在确保质量的同时进一步的提高机械结构的实用合理性。
3 创新设计理念的应用优势及需要注意的问题
现阶段，在科学技术的发展下，我国的工业化进程不断加快，但与发达国家相比，还存在一定的差距。在此背景下，会使我国机械制造业缺少国际竞争力，使其行业发展受到了影响。在新时期下，市场越来越看重创新的优势性和重要性，能有效提高社会生产力，实现其经济效益。同时，创新机械结构设计有利于优化设计质量，使其向多功能一体化方向发展，能有效提高资源利用率，实现其社会效益。另外，创新设计理念的发展，使各企业看到了自身的发展机遇与挑战，有利于创造和谐的竞争环境，推动企业快速发展，实现其市场竞争力。当对机械结构进行创新设计时，应注意几个问题，一是，优化设计方案。当进行设计工作时，需要采用科学的方法来进行评价，有利于保证机械结构的质量。同时，还应从经济效益和社会效益两个指标来进行考虑，对重点结构部分建立模型，并通过数据进行对比和分析，不断优化设计方案，以提高设计质量。二是，加强防腐设计。防腐设计是比较重要的内容，对机械结构的质量和使用寿命会造成严重的影响。因此，在进行设计时，应对内部构件、焊接缝隙、构件表面等进行防腐设计，从而保障设计效果。
4合理评价结构设计草稿
机械结构设计并不是一气呵成的，其需要进行各项分析，设计出多种方案再逐个筛选，最终得出一个最适合的方案，因此需要合理的去评价结构设计的草稿。在评价时，不只是材料、零件这几种因素，还需要考虑到社会影响、经济影响以及人员成本等各方面是否可控、是否稳定。另外还需要不断优化设计结构，建立设计模型来体现设计图纸中的特点，同时进行检测，当模型中反映合格时则证明设计结构能够生产出来，其质量也是符合标准的。因此，在选择结构设计方案的时候，可以结合机械的实际用途来合理进行变换，对转盘结构模型中欧的齿轮构建进行更加细化的分析处理，分析出滚动轴承等零件的弹性流体压强，再通过准确的计算就能得出更为合适的结构设计数据。
结束语
总而言之，社会的发展离不开创新的机械结构设计，现在社会人们的需求逐渐变高，更加巧妙的机械结构也能为生活提供方便之处。从某种角度来看，这也能够让经济有所发展。创新这一举措也恰好是当代社会都需要的，只有创新设计，才能让机械结构设计的水平更高，设计人员应该怀着饱满充分的设计情感，来达到创新机械设计结构这一目的。机械结构设计需要创新，社会也需要创新型人才来推动，只有这样才能拥有更好的明天。
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论文作者:李正伟1,陈长青2,史少杰3
论文发表刊物:《基层建设》2018年第17期
论文发表时间:2018/7/16
标签：机械论文; 结构设计论文; 结构论文; 零部件论文; 材料论文; 质量论文; 零件论文; 《基层建设》2018年第17期论文;