简介：基于我国现代工业发展水平的不断提高，机械结构设计水平也大大提高，满足了现代工业发展的需要。由于我国机械结构设计具有一定的复杂性，为了实现机械结构设计的优化，必须引入机械结构创新设计理念，探索机械结构设计中变元法的应用，满足当代机械制造领域的发展需要，促进我国工业机械化制造水平的提高。

 

1、机械结构设计中创新设计的必要性

 

随着我国社会经济的进一步发展，科技也在不断创新。因此，人类在各种活动中对相关机械设备的要求很高，这就要求各行各业在开展和应用过程中，通过应用一系列创新的设计方法，推动机械结构设计创新，最终提高机体结构的设计效果，满足人类对这些设备的需求。通过机械结构设计的创新，也可以减少机械设备在运行过程中的问题，员工也可以全面了解机械设计的相关概念和要求，此外，在机械结构设计创新过程中，应结合思维，通过加强机械结构模块与模块的连接，最终优化机械结构的相关性能，确保机械设备在应用过程中发挥最大的作用。同时，在机械结构设计过程中，也会受到各种因素的干扰。通过创新设计，可以优化和提高机械结构的最终设计效果，保证设计水平，提高设备的安全质量。

 

二、机械结构设计的基本要求

 

1、功能设计要点。众所周知，机械制造的主要目的是满足人们对机械功能的需求，加工原材料，形成成品。机械功能设计作为机械制造的初始阶段，不仅要满足客户的实际需求，还要表现出创新性。设计的产品必须符合相关机械工作原理，保证产品的稳定性、工艺力学、材料力学、装配性能等相关因素。

 

2、质量控制要点。在铸造过程中，机械不仅要考虑功能的实现，还要考虑产品的最终质量。包括产品的精度、刚度、结构力学等标准是否符合，分析会影响机械产品制造质量的因素。一方面，通过控制这些质量影响因素，可以控制机械产品的质量和性价比，有效保证其质量和经济性。另一方面，要充分考虑机械的操作方便性、外观、安全性、节能环保性。

 

3、优化和创新设计。随着机械制造业的不断发展，机械制造市场的竞争也越来越激烈。因此，机械产品结构的创新设计模式已成为机械制造企业的强大竞争力。在产品中引入创造性思维等学科技术，进一步应用于机械制造的优化设计和创新设计，有效提高机械技术产品的竞争力。结构优化设计的前提是有大量的可能性解决方案和优化空间，包括机械产品的生产工艺、材料、连接方式、尺寸和形状的优化和创新设计。

 

三、机械结构设计创新设计要点

 

1、材料变元

 

在机械结构创新设计中，将涉及各种材料，每种材料都有相应的零件规格标准、结构类型和加工工艺，使用不同的材料，设计加工零件的尺寸和结构应不同，零件加工技术要求、加工时间也会发生变化，这些差异和变化直接影响整个产品的结构特点和质量。因此，设计师在创新机械结构设计时，应从材料变化的角度思考和制定不同的设计方案。例如，在钢结构的创新设计中，应增加截面面积，以确保零件的刚度和强度。

 

2、位置变元

 

所谓位置变化，就是通过改变或重新布置机械产品内部基本元件的位置，优化机械结构设计，获得新的设计方案，这就要求设计师在创新设计时考虑产品各基本元件的功能和作用，以及它们之间的联系，在科学合理的基础上改变它们的位置。例如，如果在空间有效的箱体中组装几个零件，零件的位置会不同，组装顺序也会不同，组装后具体的操作步骤和性能也会不同。同时，位置变化主要有两个功能:①机械产品在位置变化后可以有效优化其空间，从而空出一定的空间安装更多的元件，从而提高机械产品的性能；②由于机械产品由多个部件组成，一些重要部件可以通过位置变化安装在ZTE轴（或靠近）上，可以有效减少部件因收缩力增强而变形和扭曲。

 

3、尺寸变元

 

从尺寸变化可以看出，它是关于改变一些组件的形状，以达到优化的目的。因此，可以调整的主要是一些类似于长度、宽度和高等组件的参数。例如：在一些冷冲压弯曲技术中，有些需要材料的弹性变化，如果材料达到方案的角度需要在材料冷冲压后进行一些其他整形手术，那么这些弯曲材料的角度在变化前应严格考虑和计算，避免材料不合格造成整体设计的变形和扭曲。它的性能会发生变化。

 

4、工艺变元

 

工艺变化是指通过调整机械零件的制造工艺来优化整体机械结构。由于组件工艺决定了整个组件的性能和结构，所以选择的类型不同，对相应产品的影响也不同。如果选择的工艺不合理，将直接影响组件的工艺参数和整个组件的质量。因此，在设计机械结构时，应严格检查各产品的制造工艺，结合设计图纸合理选择相应工艺，或检查原工艺是否合理、良好，并提出科学的修改意见。目前，随着转移工艺和加工工艺水平的提高，许多适合机械手、机械人等新条件结构的工艺得到了推广，与传统机械加工相比存在很大差距，因此对此类工艺进行了重视和研究。

 

5、联接变元

 

连接变元主要是指通过改变连接结构和连接方式来获得不同的结构方案的一种方式。它主要包括两个含义：①主要有铆接、焊接、胶接、螺纹连接、过盈连接等。②各种连接方式都有树种连接结构。因此，树种结构类型可以通过连接变化来获得。例如，经常需要拆卸的零件结构不仅要保证连接的稳定性，而且要尽可能方便拆卸。如果手机盖设计成快速连接拆卸结构，方便用户拆卸；螺钉和扣子在玩具产品中安装。

 

6、形状变元

 

从形状变化可以看出，这种变化方法主要是在调整变形后得到一些所需的元件，从而达到机械设计的目的要求和所需元件的参数。以达到最佳的优化效果。例如：充分利用弹簧的弹簧弹性安装元件，因此安装弹簧有多种类型，因此通过弹簧安装的相应元件会有多种不同的形状，如圆柱形、平面等。然后可以充分利用这些元件的形状进行设计和优化。所以弹簧应该考虑其物理特性不能工作或太紧，因为前者不能谈论弹簧的特性，后者将使弹簧在未来的使用中失去其弹性功能。所以弹簧必须保持稳定，不能轻易松动，可以充分利用弹簧的特性，因为弹簧不仅体积小，而且容易与各种元件结合。

 

四、结束语

 

综上所述，在机械结构设计中，创新设计有利于提高机械的质量和性能，促进机械制造业的快速发展，不断提高中国的经济实力，实现其应有的价值。