摘要：近年来，随着社会总体进程的不断推进，以及科学技术的不断发展，对于各类机械设备的性能质量也提出了更高的要求。而在这一总体时代背景下，需要对机械设备的结构开展创新设计工作，从而实现优化机械设备总体设计方案、提高机械设备运行稳定性、运行效率等目的。而为进一步提高机械结构设计中的创新程度，以及创新设计方案的可行性，本文也对机械结构设计中创新设计的主要创新方向以及创新要点开展深入分析。
关键词：机械结构；创新设计；设计分析；机械设备
在当前社会生产、运行以及发展过程中，人民群众的日常生活与各行业领域的发展都需要配置、使用大量的机械设备。在一定程度上而言，我国各类机械设备的性能质量在直接程度上影响到国家的综合国力与社会总体生产力的高低，其重要性不言而喻。而在机械结构设计层面上而言，所设计机械结构设计方案的创新性不但在直接程度上影响到所设计机械产品的性能质量，还决定了我国机械制造行业领域的发展潜力。因此对机械结构设计所开展的创新设计工作，也是推进我国社会总体发展、提高机械制造行业领域国际市场竞争力的主要途径与必由之路。
一、主要的创新设计方向分析
（一）变元法概述
首先，在机械结构设计工作开展过程中，应用最为常见的结构创新方法为变元法。而变元法主要指，将传统的机械结构设计工作中各项基础构成要素视作为单一的元素，并在机械结构设计要求、设计方案的基础上将不同的元素划分为两类，分别为可变设计元素与不可变设计元素。而在机械结构设计创新工作开展过程中，则对上述的可变设计元素开展重点性、针对性的创新设计工作。
其次，变元法的主要应用优势为：第一，大幅提高了机械结构创新设计工作的工作效率，避免了大量高重复性创新设计工作的开展；第二，显著提高了机械结构创新设计工作的质量与设计方案的可行性。相较于传统的创新设计工作模式而言，对变元法的合理应用，可以将可以调整的机械结构设计元素做到“可视化”，提高整体创新设计工作的清晰感与直观感。
（二）对机械结构设计方案中机械产品制造材料材质与数量的变元创新
首先，对于机械产品而言，产品的结构强度系数、耐久性等特定方向性能质量的优劣，主要由机械产品制造材料的材质而决定。而机械结构创新设计工作的开展，则需要首先从材质变元方向加以着手，根据不同机械产品的使用用途、工作环境以及创新要求，针对性对机械材料材质的可变设计元素加以优化调整，从而实现提高机械产品某一项、或是多项质量性能的创新设计目的。例如在需要提高机械产品耐久性与结构强度系数时，则需要将产品主体制造材料的材质更换为质地较为坚硬、或是截面面积较大的材料。
其次，在机械结构设计方案中，机械结构内不同的零部件都发挥着不同方向的运行作用，也可以将所配置的不同零部件视作为机械产品不同功能模块的基础构成要素。因此在开展机械结构创新设计工作，并需要增设、删减机械产品各项功能模块时，则可以通过对机械结构中零部件可变设计元素的优化调整来实现创新设计的目的。而值得注意的是，在部分机械产品的结构设计方案中，由于设计方案缺乏合理性，因此也会时常出现配置、设计部分没有发挥实际应用效用零部件的问题。这一问题的出现不但提高了机械产品的制造成本，还会在一定程度上降低机械产品的运行效率、运行稳定性。因此在机械结构创新工作开展过程中，也可以对这一部分零部件加以删减、剔除，而这也是数量变元创新工作的主要表现形式之一。
（三）对机械结构设计方案中尺寸与形状的变元创新
首先，在机械结构创新设计工作开展过程中，也可以通过对尺寸可变设计元素的优化调整，从而达到创新机械结构设计方案的设计目的。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆例如在机械结构设计方案中，弯曲零部件的弯曲角度、尺寸长度都有着极为精准的要求，不同的尺寸长度与弯曲角度都会对整体机械产品的性能参数产生极为明显的影响、变化，可谓是差之毫厘谬以千里。因此可以通过对弯曲零部件弯曲角度与尺寸长度的优化调整，对机械产品的性能参数加以优化。
其次，在机械结构创新设计工作开展过程中，也可以通过对机械结构中各零部件的形状的优化调整，从而实现创新机械结构设计方案的目的。在机械结构内部所配置各零部件的外观构造出现变化时，也会改变整体机械产品的功能模块、运行模式与性能参数。
（四）对机械结构设计方案中焊接位置的变元创新
在机械结构设计工作开展过程中，不同的焊接位置也会在直接程度上对机械产品的性能参数、质量造成影响。例如在机械结构设计方案中焊接位置缺乏科学合理性时，极有可能出现元器件变形等一系列设计问题。因此在机械结构创新工作开展过程中，需要根据具体的机械产品创新要求、创新方向，针对性选择焊接位置，并确保所选择焊接位置与中心轴相靠拢。
此外，位置变元创新也不单指对焊接位置的优化调整，也可在机械结构创新设计工作开展过程中，对机械结构内部零部件安装位置的优化调整来实现机械结构创新设计的目的。
二、在机械结构创新工作开展过程中的创新工作要点分析
第一，需要尽可量避免所设计机械产品在实际运行过程中出现零部件腐蚀、破损等问题。一方面，在机械结构为内部封闭结构时，需要注重在机械结构设计方案中预留出充足的优化完善空间，并避免各类杂质进入机械结构内部；另一方面，在机械结构为半封闭结构时，则需要做好设备内部结构与零部件的防腐设计工作，避免在复杂工作环境下出现机械产品运行故障问题。
第二，适当提高机械结构内部的零部件间隙距离。在机械产品处于复杂工作环境下长时间运行时，时常会出现淤泥、灰尘等杂质在机械结构内不相邻零部件空隙处集聚的问题。而部分零部件的间隙空间过于狭窄，很难在机械设备维修保养工作开展过程中将所积聚的杂质做到完全清除。因此为完善这一问题，在机械结构创新设计工作开展过程中，需要适当提高相邻零部件之间的间隙距离。
第三，在机械结构设计工作开展过程中，也会时常出现不同材质金属零部件在机械设备运行过程中频繁接触、摩擦的设计问题。而在零部件长时间接触、摩擦过程中，不同金属材质的零部件也会出现程度不一的金属腐蚀问题，从而降低机械产品的运行稳定性与实际使用寿命。因此在机械结构创新设计工作开展过程中，也需要注重避免将不同金属材质的零部件放置在相邻位置中，或是拉大不同金属材质零部件之间的间隔距离，避免出现零部件接触、金属腐蚀的问题。
第四，在机械结构设计工作开展过程中，零部件与整体机械产品结构的面积大小也会在直接程度上影响到机械产品的生产、制造成本。因此在机械结构创新设计工作开展过程中，也需要在保障机械产品性能质量符合设计要求的前提基础上，对机械结构与内部零部件的面积加以优化调整、缩小。
三、总结
为进一步提高机械结构设计方案的科学性、合理性，以及机械产品的性能质量。因此本文对机械结构设计中的创新设计开展深入研究，并分析了机械结构设计中材质、数量、尺寸、形状与位置变元的具体创新设计方向，以及在创新设计工作开展过程中需要注重的各项问题事项。此外，在机械结构创新设计工作开展过程中，也需要注重与机械产品生产、制造成本加以严格控制，才能切实的提高机械制造企业的企业经济效益与市场竞争力。
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论文作者:黄向东
论文发表刊物:《基层建设》2019年第17期
论文发表时间:2019/9/16
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