摘要：机械零部件设计的本质是创造和革新。现代机械机械零部件设计强调创新设计，要求在设计中更充分地发挥设计者的创造力，利用最新科技成果，在现代设计理论和方法的指导下，设计出更具有生命力的产品。本文主要探究了传统机械零部件的设计局限，机械零部件创新的优势以及如何提升机械零部件的创新设计，以供参考。
关键词：机械设计；零部件；创新设计
引言
随着市场竞争的加剧，促使了制造业的创新设计，进而机械零部件的创新设计也成为人们关注的焦点。零件产品的重要组成部分，在当前制造业要求提升零部件的开发创新能力，提升企业的核心竞争力。作为一名机械行业技术人员，突破零部件设计的局限性，提升自身创新能力，使产品真正符合用户的要求。
一、传统机械零部件的设计局限
传统机械零部件在设计中出现许多问题：零部件容易腐蚀损坏；零部件容易疲劳损坏，断裂、表面剥落；零部件容易摩擦损坏等。这些问题的出现，都是机械零部件传统的设计局限性所产生的。传统机械机械零部件设计的特点是以长期经验积累为基础，通过力学、数学建模及试验等所形成的经验公式、图表、标准及规范作为依据，运用条件性计算或类比等方法进行设计。传统设计在长期运用中得到不断的完善和提高，目前在大多数情况下仍然是有效的设计方法，但是它有很多局限：在方案设计时凭借设计者有限的直接经验或间接经验，通过计算、类比分析等，以收敛思维方式，过早地确定方案。在机械零部件设计中，仅对重要的零部件根据简化的力学模型或经验公式进行静态的或近似的设计计算，其他零部件只作类比设计，与实际工况有时相差较远，难免造成失误。传统设计偏重于考虑产品自身的功能的实现，忽略人―机―环境之间关系的重要性。
二、机械零部件创新的优势
1、性能更好、缺陷更少
对于现阶段的机械零部件设计而言，其中所常遇到的一些缺陷与不足必须要结合一定的创新思维来采取针对性的手段进行克服，通过提升其性能达到整个机械零部件的创新与提升。在确保提升整体机械设备及其零件的性能同时，也能确保其内在运行过程中的安全性与稳定性。比如对于某些大型项目中所需要应用到的大皮带轮通常都是利用辐条式结构进行设计，然而这种方式下的成品重量很大，无法满足日常工作需要。鉴于此，我们必须要寻找到与其性能相符、材料坚固而重量略轻的新型复合材料，摆脱铸铁制造的局限性。
2、制造简单、高效，成本低
在进行零部件设计的过程中由于加工费时的无限延长和废料的增多已经成为了现阶段机械零部件制造过程中普遍遇到的问题，为了能够消除这些瓶颈我们首先就要从创新设计入手。例如在缩短制作工期层面，我们就可以结合对加工工艺路线的改变来缩短不必要的工期，，而在进行废料减少的过程中，则是要从图纸的合理设计、科学设计入手，通过切割的合理布局来进行材料的搭配与布置，对于一些小零件而言则是要尽可能的利用一些边角余料进行加工，如此一来我们的加工程序变得更加便捷、而材料的应用也更加高效了。
3、维修、维护方便
很多机械零部件在使用和维护过程中经常会出现拆后重装失准的问题，导致零部件更换过于频繁，造成了不必要的浪费；设计不够人性化也是常遇到的问题。分析发现，前者大多出现在硬度差别较大的零部件上，后者大多出现在需要经常与人体接触的零部件上。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆对于前者，有必要尝试以间隙配合并辅以其他联结方式（比如螺栓联结等）来代替一些过硬配合，对需要可能拆卸的零件配对时尽量使其接触表面硬度接近；对于后者，机械设计人员应当多从宜人的角度，对某些零部件作一些必要的改进，比如将直接与人手接触的零部件表面的粗糙度降低一些。
三、如何提升机械零部件的创新设计
1、严格核算机械零部件的失效方式
为了确保零部件能正常作业，在规划零部件时应首先进行零部件的失效分析，预估失效的可能性，采取相应办法，其间包含理论核算，核算所依据的条件称为核算原则，常用的核算原则有：一是强度原则。强度是机械零部件反抗开裂、外表疲惫损坏或过大塑性变形等失效的才能。强度要求是确保机械零部件能正常作业的基本要求。二是刚度原则。刚度是指零部件在载荷的效果下，反抗弹性变形的才能。刚度原则要求零部件在载荷效果下的弹性变形在许用的极限值之内。三是耐热性原则。机械零部件在高温作业条件下，因为过度受热，会引起润滑油失效、氧化、胶合、热变形、硬度下降一级问题，使零部件失效或机械精度下降。因而，为了确保零部件在高温下正常作业，应合理规划其结构及合理挑选资料，必要时须选用水冷或气冷等降温办法。四是耐磨性原则。耐磨性是指相互触摸并运动零部件的作业外表反抗磨损的才能。当零部件过度磨损后，将改动其结构形状和尺度，削弱其强度，下降机械精度和功率，以致零部件失效作废。因而，机械规划时应采取办法，力求增加零部件的耐磨性。
2、正确挑选机械零部件外表粗糙度
外表粗糙度是反映零部件外表微观几何形状误差的一个重要技能指标，是查验零部件外表质量的首要依据；它挑选的合理与否，直接关系到产品的质量、使用寿数和生产成本。机械零部件外表粗糙度的挑选办法有3种，即核算法、试验法和类比法。在机械零部件规划作业中，使用最普通的是类比法，此法简便、迅速、有效。使用类比法需要有足够的参考资料，现有的各种机械规划手册中都供给了较全面的资料和文献。最常用的是与公差等级相适应的外表粗糙度。在通常情况下，机械零部件尺度公差要求越小，机械零部件的外表粗糙度值也越小，但是它们之间又不存在固定的函数关系。在实际作业中，关于不同类型的机器，其零部件在相同尺度公差的条件下，对外表粗糙度的要求是有差别的。这就是合作的安稳性问题。在机械零部件的规划和制造进程中，关于不同类型的机器，其零部件的合作安稳性和互换性的要求是不同的。在规划作业中，外表粗糙度的挑选归根到底还是必须从实际出发，全面衡量零部件的外表功能和工艺经济性，才能作出合理的挑选。
3、全面优化机械零部件设计方法
要充分运用机械学理论和方法，包括机构学、机械动力学、摩擦学、机械结构强度学、传动机械学等及计算机辅助分析的不断发展，对设计的关键技术问题能作出很好的处理，一系列新型的设计准则和方法正在形成。计算机辅助设计（CAD）是把计算机技术引入设计过程，利用计算机完成选型、计算、绘图及其他作业的现代设计方法。CAD技术促成机械零部件设计发生巨大的变化，并成为现代机械设计的重要组成部分。目前，CAD技术向更深更广的方向发展，主要表现为以下：基于专家系统的智能CAD；CAD系统集成化，CAD与CAM（计算机辅助制造）的集成系统（CAD/CAM）；动态三维造型技术；基于并行工程，面向制造的设计技术（DFM）；分布式网络CAD系统。
四、结束语
随着计算机辅助设计发展，机械零件设计过程的难度降低，而面对日益加速技术变革，我国机械设计师需要对机械零部件强调创新设计，使我国的机械设计面向现代化、国际化，充分满足经济发展效益与社会效益。因此设计师需充分发挥自身创造能力，基于科学的设计理论与方法研发出最实用、最科学的机械科技成果，设计出满足社会需要的机械零部件，推动我国机械零部件的创新设计，为机械行业的创新与发展奠定基础。
参考文献：
[1]赵烨菊.机械零部件设计的创新理念关键要点[J].山东工业技术，2019，281（03）：26；
[2]韦志安.机械零部件的创新设计研究[J].科技创新与应用，2016（5）：139-139；
论文作者:方林霞
论文发表刊物:《基层建设》2019年第18期
论文发表时间:2019/9/21
标签：零部件论文; 机械零部件论文; 作业论文; 外表论文; 机械论文; 方法论文; 粗糙度论文; 《基层建设》2019年第18期论文;