摘要：创新设计是目前机械结构设计的工作常态，只有不断创新，不断引进新材料、新工艺与新结构，优化机械产品性能，才能够满足社会需求，从而提升销量。在机械结构创新设计中，一般是基于变元法进行创新的，创新方式包括材料变元、数量变元、工艺变元、位置变元、形状变元，这些细节上的调整，能够让材料性能全面展现，继而优化零件性能，实现整体设计优化。
关键词：创新设计；机械结构设计；运用
近年来，随着经济体制的深化改革，市场竞争日益激烈，各行各业都在积极引进新的科技理念，以提升自身竞争力。对于机械生产制造企业而言，要想提升产品销量，就必须进行全面深入的市场调研，了解各行业对于机械的性能要求，再引进现代化理念与技术，实现机械结构的创新设计，促进机械功能的多元化发展[1]。
1.基于变元法的机械结构创新设计
1.1材料变元
选择设计材料，是机械结构设计工作中的重要内容。不同的原材料，在外观、性能、成本上展现出不同特点，故而所产生的设计效果也是不同的，所以在进行机械结构设计时，应该根据机械零件设计需求，选择合适的原材料，以设计细节优化来充分展现材料价值，从而实现整体设计质量的提升。钢材是目前机械结构设计中常用的主体材料，为了能够全面展现钢材优势，设计师一般会以扩大钢结构截面尺寸的方式，来提升钢结构的强度和硬度。材料变元的目的，就是为了充分发挥材料性能，铸铁材料是一种在强度、硬度上都不如钢材的材料，但是如若灵活变通，将强筋、隔板增加到铸铁当中，便能优化机械结构性能，保障设计效果[2]。
1.2数量变元
进行具体机械结构设计时，企业会事先展开调研，明确机械使用行业需求，为设计师确定内部元素数量提供准确参考依据。在变元法中，零部件结构原理涵盖工作面、加工面两个方面，如若能够适当调整某些元素，即可产生新产品，而新产品的质量，会受到被调整元素的直接影响。比如说，在进行螺丝设计时，增加合适的弹簧垫，就能够增强螺丝的稳定性，同时充分发挥弹簧垫的缓冲作用，将各类元素整合起来，调整细节，还可使其便于携带和安装，使得螺丝安装施工更为便捷。而且，在进行机械结构创新设计时，为了减少同一零件的种类，可以进行这一零件的多功能一体化产品开发设计。
1.3工艺变元
在机械结构设计中，由于各部分构造及性能的差异，需选择不同的原材料，并且采用不同的加工工艺，而且，就算是同一种材料，由于尺寸、形状、功能上的设计差异，也会采用不同的加工工艺。选用合适的加工工艺，能够将材料的性能充分展现出来，同时提升材料与零件的契合度，让这种材料在这一设计方案中的作用得到最大程度的显现。所谓的工艺变元，其实就是采用不同的材料加工工艺，实现创新性机械结构设计，全面优化机械零件性能。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆比如说在设计模具时，对于斜顶的要求通常较高，尤其是一些高精度模具，如果采用普通渗碳工艺，难以达成设计目标，这时候为了使得材料刚性提升，需采用一些现代化的特殊工艺，从而保障设计效果。
1.4位置变元
随着机械生产制造技术的进步，机械构件愈发精密、小巧，一个机械产品，往往由数十乃至成百个器元件组成，这些器元件有着各自所属的位置，采用不同方式连接，发挥着不同的作用。在机械结构设计中，进行位置变元，调整器元件的空间位置，并测试其功能性，最后选择最佳位置，即可实现元件性能优化，提升设计成效。在焊接元器件的过程中，经过多次试验我们发现，将其焊接位置固定于对称抽位置，可有效防止器元件变形扭曲，同时确保部件群整体的协调性与美观性，提升空间利用率，实现不同元器件的紧密衔接。
1.5形状变元
形状设计是机械结构设计的重要内容，优化机械结构外观形状设计，合理调整零部件的规格，能够提升机械整体的协调性，完善机械产品整体性能。所谓形状边缘，其实就是通过调整元器件形状，实现性能优化，最后确定最佳设计方案的过程，比如说在设计弹簧时，需要不断调整弹簧形状，从而找到一个弹力对零件压紧效果最好的设计方案，而且在安装弹簧时，可以选择不同类型的弹簧及不同形状的压紧件，以达到最佳的安装效果，确保其结构质量达标[3]。
2.创新设计在机械结构设计中的实际运用
科学技术的发展，能原材料应用种类的丰富，为机械结构创新设计提供了技术支持，同时也为一些创新设计理念的展现提供了物质基础。为了推动机械制造业的可持续发展，设计人员应该不断学习，提高专业知识水平，不断创新，将一些奇思妙想融入设计工作中，促进新材料、新结构在机械设计中的应用。
创新是人类兴旺发达的不竭动力，目前，创新设计是机械结构设计的工作常态，设计师根据社会对于不同类型机械产品的需求，通过机械基本运行原理，不断调整机械功能参数，优化机械产品性能，比如说降低运行噪声，减少运行能耗，优化机械环保性能等，实现现代化工业生产、居民生活的绿色化、可持续发展目标[4]。在激励的市场竞争中，机械制造企业要想占领市场，就必须不断创新，在机械结构设计中贯彻创新设计理念，全面引进新材料、新工艺与新结构，打破常规设计理念，实现机械结构本质创新，推动机械产品的自动化、智能化、绿色化发展。
3.结语
在机械生产制造过程中，结构设计方案将直接影响到产品的外观与性能，在现代化社会，将创新设计思想与理念应用于机械结构设计中，对于机械制造行业的可持续发展有着积极意义。在机械结构设计中，设计人员应该与时俱进，不断创新设计理念，生产制造出更多优质的结构零件，完善整体设计方案，实现优化机械运行效益，延长机械使用寿命的目标。
参考文献
[1]廖杰，谭宁宁，刘成鑫，巫帮锡，彭永康.基于STM32的智能物料搬运小车系统设计[J].科技与创新，2019（08）：146-147.
[2]杨岳峰，张晓凯，杨天阔，石轩瑀，李远东，孙佳南.基于SolidWorks的钱币自动分离器机械结构的创新性设计[J].机械工程师，2017（02）：98-99.
[3]刘鸿莉，赵明华，吕海霆，黄潇苹.CAE技术及V&V方法在机械结构刚度分析中的应用[J].机械设计与制造工程，2017，46（05）：100-102.
[4]李学光，陈莉丹，隋礼辉，苗立琴，张树仁.基于开放式数控系统桌面数控铣床机械结构设计与分析[J].制造业自动化，2015，37（08）：124-127.
论文作者:高彦荣
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年6期
论文发表时间:2019/7/10
标签：机械论文; 结构论文; 结构设计论文; 性能论文; 材料论文; 形状论文; 位置论文; 《建筑学研究前沿》2019年6期论文;