摘要：为最大化地发挥机械结构设计的作用，对机械结构设计创新进行研究。因此机械工程设计中，对于机械结构的设计需要具备创新设计理念，只有具备了创新思维，才能更改好的完成机械结构的设计。具备了创新思维才能让机械在现有基础上有所改进，提高机械结构的新颖性和创造性，并且让机械的造型更加美观。
关键词：创新设计、机械结构设计、重要性、应用
机械结构设计是决定机械性能和稳定性的重要工作，对机械的生产和使用都至关重要，提高机械结构的设计水平，有助于提高我国的机械制造水平，进而促进工业发展。机械结构设计是对机械设备的外形、材料制备工艺和结构等方面的设计工作，因此具备创新能力有助于提高机械结构设计水平，提高机械设备的新颖性、创造性及实用性。创新设计在机械结构设计中的应用，有助于改进传统机械结构中的不足，可以促进机械制造业的发展，提高生产力。
一：在机械结构设计当中的创新设计概况
机械结构的设计发展是从无到有、从简到繁、从粗糙到精密。每一次旧结构在新环境中的失败，激励了设计者对结构性能改进的欲望，通过早期经验一次次的积累，总结出结构改进的规律和方法，为满足每一次新的需求，提供经验基础和检测标准，进而实现结构的改进，这就是创新设计。通常创新设计从困难与挑战来，又要回到困难与挑战当中去。机械结构的创新设计要符合理论力学的物理规律，绝不是天马行空的想象。因此设计创新是为提高构件的强度、刚度、耐磨性等指标，对结构的进一步优化。
二：创新设计对机械结构设计的重要性
近年来，我国社会经济的发展速度持续加快，人们的思想观念也开始朝着多元化的方向发展，因此，对机械结构设计也提出了更高要求。在这种情况下，传统的机械结构设计理念逐渐显示出许多不足，例如，设计出来的机械结构相对单一，能够使用的范围也相对较小，导致机械结构的实际作用难以发挥。机械结构设计人员必须要提高自身的创新意识，使用新工艺、新结构、新材料等设计方式来弥补传统设计理念的不足，以提高机械结构设计的效率，促使机械制造行业实现更好的发展。
三：机械结构设计中的改进方向
1.机械结构设计中布置的改进
在机械结构设计中需要对机械中零部件之间的布置结构进行改进，例如汽车传动系统中，各种齿轮、传动轴之间布置位置及连接关系的改变，通过改变各组件之间的布置位置及连接关系，减少传动中的能量消耗．提高机械设备的性能。通过改变机械中各组件的布置位置，也可以节省某些零件的使用，对机械零部件进行精简，可以实现机械产品的轻量化。
2.机械结构中制备工艺的改进
在机械结构设计中，各组件的制备工艺的改进，也是提高机械设备性能和使用寿命的重要设计之一。例如对现有组件材料的制备进行改进，改变组件材料的成分比例，可以提高组件的坚韧程度、耐磨损能力和抗腐蚀能力等。还可以在机械组件上加入新型的涂层涂覆工艺，提高机械组件表面的抗腐蚀能力和耐磨损能力，也可以提高机械产品的美观性。
3.械结构中尺寸的改进
在机械结构设计中，对机械的小型化设计，也是机械结构设计中的创新方向之一，通过机械原理、相关技术的支持，对现有的机械零部件进行合理的缩减尺寸，进而在不改变原有机械产品性能的前提下，减小机械的体积和重量，进而节约机械设备的使用空间。
四：创新设计在机械结构设计中的应用方式
1.材料元素创新设计
材料是机械结构中最基础也是最重要的部分，为最终整体结构质量奠定基础。材料的不同也决定着功能和最后呈现效果的不同。所以说，选用正确合理的材料对机械结构尤为重要。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在创新设计工作开展时，对材料的选择不能忽略懈怠，要根据实际情况从各种各样的材料中找出最符合标准和要求的，从而来保障工作顺利进行和结构质量的良好。假设以钢材为选中材料用于机械结构，那么务必需要提升结构的稳定性和刚硬度，这样才能充分的将其钢材的特点发挥出来，实现最优结构质量。如果要完成这一想法，必须需要对钢材进行和截面积的加大工作，这样才能把它的优势发挥到最大。铸铁材料与钢材相比，刚硬度有一点不足，并且深受原先传统设计的影响，导致它的优点优势不能发挥到位，确保不了结构的质量和安全。为了改善这一问题，可以将强筋或其他类似材料加入到铸铁中，这对质量和性质都有质的提高。
2.TRIZ设计创新理论
TRIZ理论阐述了发明问题的核心：解决冲突。冲突就是在达到预期目标同时还要满足非唯一条件的问题，解决冲突的原则就是改进系统中任一结构或性能的同时，不能对同一系统中的相邻结构或性能产生不良作用。冲突分两类，一类，是物理冲突，物理冲突是指，要求其中的某子系统做出与子系统性能相反的行为时产生的冲突，这导致系统中的某部分同时出现两种完全相反的行为或状态，这一问题是由一个系统指数的变动而产生的。另一类，是技术冲突，这是指系统中增强某一部分的性能而对系统产生了有害或利害各半的结果，或者，有益元素的的加入或有损元素的清除引起他的子系统消极变化，技术冲突是由两个系统性能指数导致的。
3.数量变元
在机械结构设计过程中，经常存在很多需要进行细微调整的元素，而最为简单的变元方法就是通过改变设计结构中基础元素的数量来实现对机械结构的合理调整。这种创新方式非常普遍。例如，在对铸件结构进行设计的过程中，为了可以有效防止螺栓脱落，就使用弹簧垫圈与螺钉2种类型的元件。从物理学原理的角度来说，通过这种方式能够改变设计结构中存在的元素数量，设计出集多功能于一体的零件，不但可以优化整体的机械结构，而且可以简化机械结构的安装步骤。
4.创新设计在机械外形、结构改进中的积极效果
对机械外观结构和内部结构的改进，是机械结构设计中的重要环节。提高机械结构设计中的创新性，有助于更好的对机械外观结构和内部结构进行改进。在设计中应该转变设计思路，从不同类型的机械产品中吸取先进的结构设计和结构原理，进而激发自身的设计灵感，将机械零部件尺寸设计、组件之间的布置结构、组件之间的传动结构等设计进行有效的配合，进而改变机械的整体结构。
5.形状元素创新设计
通过对机械构件形状进行重新设计，获得能够满足机械性能需求的创新结构。机械结构创新设计中，形状的创新是变元法中经常使用的一种方法，对机械构件外在物理形状进行创新设计，调整结构系数，实现机械结构性能的提升。例如弹簧结构设计的时候，根据不同使用要求，弹簧截面可以设计成非圆形的。石化部门接触石油类产品，为减小化学类产品腐蚀的影响，多将零部件设计成曲线面或曲面体，减小表面积。
6.位置元素创新设计
位置元素是指起功能作用或连接作用的结构在整体机械构件中的坐标点位。机械结构创新中除了构件的形状、尺寸、材料的设计，结构创新也是非常重要的一种方法。位置的改变直接影响机械构件装配和执行功能，是创新设计中最直观的表现，也是机械结构样式的表达主体。位置设计遵循的是机械原理和理论力学，位置合理性的创新是机械结构创新设计中最璀璨的明珠。比如符合人体力学的曲线式座椅，会提高舒适性，被广泛使用。
结束语
综上所述，在机械结构设计中提高对结构、外形、制备工艺方面的创新性，可以有效的提高我国机械制造业的技术水平，促进我国机械工程领域的发展。所以，随着技术不断发展，还会有更加巧妙的创新思路出现，这要依赖于科研工作者的不懈奋斗和努力，相信创新设计将是永恒的话题。
参考文献：
［1］戚文梁.机械结构设计中的创新设计应用研究［J］.科技经济导刊，2018，26（24）：36-37.
［2］王宾瑞.创新设计在机械结构设计中的应用分析［J］.科技风，2018（06）：5.
论文作者:岳方方
论文发表刊物:《基层建设》2019年第27期
论文发表时间:2020/1/15
标签：机械论文; 结构论文; 结构设计论文; 材料论文; 性能论文; 元素论文; 冲突论文; 《基层建设》2019年第27期论文;