机械结构设计中的创新与优化探究

吕学海

摘 要：机械结构设计作为机械制造过程中的重要基础环节，是我国机械制造水平的集中体现，也直接关系着机械产品的性能和质量水平。机械结构设计的创新需要从机械构件的外形、材料、制造工艺等多方面来加以改善，在传统机械结构设计的基础上结合新型的设计思路和制作方法来优化，以提升机械结构设计水平。机械结构设计的创新与优化是推动机械制造产业可持续发展的根本动力，具有一定的社会价值和经济价值，是机械结构设计产业不断发展的重要保障。

关键词：创新设计;机械结构设计;运用

一、机械结构设计创新优化目标

结合当前我国科学技术的发展来看，其在机械设备方面同样也表现出了较为明显的发展需求，结合相关新技术进行机械结构的优化也就显得极为必要，尤其是对于相关行业的发展而言，更是需要从机械结构方面进行创新优化。围绕着现阶段机械结构设计创新优化工作的开展落实来看，其主要的目标：

1、提升机械产品的运行效能。对于机械结构进行创新设计优化可以在自身运行效能方面表现出较为理想的作用价值效果，尤其是对于以往运行效果并不是特别理想的机械设备，更是需要从各个方面进行不断优化，促使其能够明显提升运行效果，避免在任何环节中出现不畅问题。从机械设备的结构方面进行创新优化就是比较重要的一个角度，机械结构创新设计能够在较大程度上改进相应机械设备的运行效能，促使其结构空间的利用效率最大化。

2、提升机械产品的节能效果。在当前社会发展中，节能已经成为了比较重要的一个方面，而这种机械设备节能的效果提升也是比较重要的一个组成部分，围绕着机械产品的节能处理来看，其需要重点加强对于相应以往运行过程中各类能耗问题的积极关注，确保相应能源的消耗能够发挥出最强效能，如此也就能够保障相应机械产品的工作效率最佳，利用最少能源做出最大贡献，进而同样也能够较好提升机械设备运行的经济效益，提升相应生产企业的核心竞争力，促使其在当前越来越激烈的市场竞争中得到快速发展，这也是机械结构创新优化设计的重要目标和任务所在。

3、提升其时代发展适应性效果。随着当今时代的不断发展，各个方面也都提出了一些新的要求，这一点在机械工程行业中也不例外，围绕着这种时代发展方面的基本需求落实来看，重点加强对于机械设备的有效创新也就显得极为必要，促使其能够较好满足于新商品的生产需求，自身实际生产运行能力更为突出。从该方面来看，机械结构方面的优化创新设计也就需要引起足够关注，促使其能够具备理想的匹配性效果，避免依然沿用一些滞后性机械设备而阻碍企业，甚至是整个产业的发展。

二、机械结构设计中的基本要求

1、质量设计。机械产品的质量会直接影响到最终的使用价值，因此在对机体结构进行设计的过程中，应当保证产品的质量以及稳定性能够达到相关的标准要求，通过深入分析产品运行过程中可能影响质量的相关因素，并对这些因素进行全面的把控，只有这样才能够有效地确保机械的使用质量，提高产品的性价比。与此同时，作为设计者，也应当在设计的过程中充分考虑到机械在使用安装过程中的便捷性以及环保性，加强产品的过程控制，提高产品的合格率。在对产品进行设计加工的过程中应当进行动态控制，一旦发现问题应当及时解决，并反馈到实际设计过程中，通过优化设计从而降低生产者的经济损失。

2、智能化设计。在机械设计过程中，可以将智能化技术应用于其中，通过加强机械设计的智能化，能够对零件形状大小以及所处的位置进行精确的把控，能够提高设计的有效性。除此之外，在智能化技术支撑之下，能够实现零件装配的动态把控，与传统的设计相比，能够使得机械产品的设计质量得以提升[2]。

三、创新设计在机械结构设计中的运用

1、根据使用场合，优化设计。以某届创新创业大赛的一等奖作品为例，创作的目的是 想设计一套行走式组合机构的教学模型，设计的思路，要根据使用场合，适合设计一套结构简单，方便携带，可行走、可远程遥控的装置，该作品利用曲柄摇杆机构，曲轴连杆，双摇杆的相互作用，实现作品的仿生功能，虽然结构简单，但却方便携带，符合用户的使用要求，所以具有较高的使用价值，由此可以看出了解市场、了解用户的使用需求，才能获得更高 的设计价值。

2、对材料进行优化创新。在机械结构设计过程采用的原材料种类通常有很多，不同類型的原材料有着不同的使用价值及作用。所以，在机械结构设计过程，需要按照设计要求，以不同的方式对原材料进行合理选择，并在此基础上，对原材料进行加工处理，将其运用到机械结 构设计中，从根本上保证机械零件的质量。将材料优化创新运用到机械结构设计中，就是在不改变结果的情况下，对机械结构设计中的各种变量进行改变，以此实现对产品性能的优化，进而制造出更有品质的机械产品。

3、对数量进行优化创新。以最少的成本获取最大的经济利益是企业的生存之本，机械零件使用的数量直接影响着产品的价值及作用，这就需要对机械零件的数量进行合理选用，并做出一定优化。首先，要制定零件测评方案，对机械零件的精确度、节能性、安全性及使用频 率进行综合测评。其次，需要依据综合测评的指数对机械零件进 行筛选，整个过程要遵循优胜劣汰的原则，并针对产品零件组成 数量进行调整，不断优化产品的结构，使产品更具有性价比。

4、安装位置优化创新。机械零件是构成机械产品的基础单位，而零件的排列位置及方式对产品质量有一定的影响作用。在设计过程，设计人员要满足某些零件的高贴合要求，利用位置的改变对机械零件之间的距离进行控制，对机械零件的位置进行调整，进而实现提高产品质量的作用。

5、制造工艺优化创新。在保证制造工艺的质量的前提下，可以对原有工艺流程进行创新改进，以提高运行效率，降低生产成本。由于不同企业的设备生产能力、工人熟练程度等因素都大不相同，所以同一种产品，不同企业生产，工艺也会有所不同，需要按照各零件的精确度、基本性能及安全标准进行综合分析，制定科学的结构方案。根据制造工艺的相关准则，保证机械零件的美观性及精确性，使机械产品的整体质量及品质得到保障。

综上所述，机械结构的创新设计、机械设计的智能化能够有效提升机械设计水平，优化产品设计性能。通过明确用户至上的设计理念进而对零件的材料、数量、形状或位置及制造工艺等因素的改变，能够解决传统结构设计中的弊端，使机械结构设计能够适应社会发展的需求，为机械制造业的发展提供有利支持。对于机械结构设计来说，其创新设计方法的研究道路还很长，相关从业人员要加强对创新设计在机械结构设计中的运用。

参考文献：

[1]乔石，邵婉.当前机械结构设计中的创新设计分析[J].中国新技术新产品，2019 （22）：19.

[2]林荣森.试探究当前机械结构设计中的创新设计应用[J].中国机械，2019 （6）：29-30.