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摘 要：工业对于国民经济起到重要的支撑作用。机械设备作为推动工业企业发展的关键，只有不断地实现机械结构创新，才能够使企业更为适应目前的市场竞争。本论文针对机械结构设计中的创新设计进行探究。
关键词：机械结构；创新设计；结构方案
企业要发展，就要不断地更新技术，基于创新设计而展开，加大机械结构设计力度，以适应竞争日益积累的市场竞争，才能够推动工业企业快速发展。在进行机械结构设计时，在总体设计确定下来之后，就要按照原理方案将设计结构图确定下来，然后对于机械机构的构建进行研究，包括构件的材料、构件的形状、构件的表面状况、尺寸以及允许公差范围都要有所确定，以作为后续加工工艺的基础，包括构件的刚度、强度以及精度，要根据所确定的构件标准确定规格。从实际应用的角度出发对机械机构进行设计，采用变元法实现机械结构创新，可以达到机械设计优化的目的。
一、机械结构设计创新的必要性
（一）机械机构设计创新更满足系统要求
科学技术推动机械装置的现代化发展，使得机械结构设计要求日渐提高，不仅要具有实际应用性，而且还要体现出创新理念。对于机械结构设计要实现创新，就需要设计人员满足实际需要、满足设计要求、并要考虑到机械设备的未来使用价值。那么，在进行机械结构设计时，要按照现代机械设计理念的引导，优化机械构件的组件以符合系统要求。
（二）机械机构设计创新更为强调系统构建实践
机械结构设计创新是要求设计观念更符合实践需求，着手于机械系统的构建，掌握结构的内在规律，以对机械结构设计相关的基础知识、设计方法以及创新途径进行分析。机械结构设计要实现创新，就要促进系统构建实践，结合基础理论，使机械结构设计成为一项重要工作内容。
二、机械设计创新方法——变元法
在机械结构设计的众多方法中，变元法属于是内涵丰富且具有创造性的方法。采用变元法进行机械结构创新设计要对于变元内容确定好，然后根据结构设计方案调整变元内容，以达到优化设计的目的。在机械结构设计中，变元法的内容主要涉及到材料、数量、位置、尺寸、形状、联接和工艺的变元。
（一）材料变元
机械设计中所涉及的材料多种多样，材料不同，对于机械机构的加工工艺、零件规格的设定会有所不同。机械结构设计的创新从材料变元的角度可以制定不同的方案。比如，零件截面尺寸的变化，材料的刚度以及强度的改变等等。
（二）数量变元
数量变元是针对机械结构设计中，为了对机械结构的目的有所改变，要相应地调整构件工作面、加工面以及轮廓面等等基本元素数量。比如，螺纹联接结构的设计中，往往会将螺钉安装的同时，还要安装弹簧垫圈，可以防止螺钉松脱，但是，也可以采取防松措施，将螺钉的垫圈和弹簧垫圈集成，不仅便于装配，还使结构够简易化设计。
（三）位置变元
产品结构设计中，通过概念位置优化机械结构设计。比如，可以将若干个零件装配于空间有限的箱体内，由于零件摆放位置的不同，装配的流程也会有所不同。
（四）尺寸变元
机械结构设计中，对于构件尺寸的调整是对机械结构整体效果改变的关键。比如，弯曲件对于角度的要求是非常严格的，不同的角度，其应用性也会有所不同。
（五）形状变元
机械整体结构的形状是指构件的轮廓、规格等等，只要经过些微的改变，机械构件所发挥的功能性就会有所不同。比如，构件的弹簧选择，不同的形状就会有多种设计方案。
（六）联接变元
构件的联接包括联接方法和联接结构两个部分。构件的联接方法包括螺纹联接、焊接、铆钉联接等等。联接的结构不同，对于机械结构设计会产生不同的要求。比如，经常拆卸的构建，可以使用螺钉联接，以便于快速拆装。
（七）工艺变元
在机械机构设计中，不同的工艺对于构件会提出不同的要求。机械构件的性能、质量与制造成本之间存在着必然的联系，对于工艺技术也存在着很大的影响。在机械构件的工艺设计时，要对于设计图纸进行研究、分析，并根据实际应用需要进行工艺设计，以使机械设备是英语新的工作环境条件。
三、变元法在机械结构优化创新设计中的应用
机械结构创新设计要与其运用价值存在着必然的联系，这就需要在制定机械结构设计方案的时候，不仅要考虑到结构设计创新要素在系统运行中的可行性，更要考虑到机械设计成果的公益性以及在应用领域中所能够获得的社会效益。可见，在优化机械结构设计的时候，需要将相关的技术经济指标纳入其中，设定结构设计指标，以从多种备选的结构设计方案中将最优方案挑选出来。
一旦机械结构设计方案确定下来之后，所有的后续设计工作都要围绕着方案内容展开。对于机械结构设备中的关键构件，要采用变元法进行分析，包括机械设备的材料变元、数量变元、位置变元、尺寸变元、形状变元、联接变元以及工艺变元等等，都要从实际应用的角度进行分析，对于不符合应用规格的构件进行改善，联接不紧密的构件之间要从技术的角度进行调整，已通过联动配合优化机械机构设计。
变元法的运用中，运用数学模型，可以对于机械结构设计以准确描述。特别是材料变元、尺寸变元和数量变元，可以通过数学模型对结构设计以很好地描述，其中材料变元为间接的描述。此外，机械结构设计者要懂得对于不同变元的综合运用，即根据机械产品自身的特征以及应用中要达到的目的不同，就要采用相应的变元方法。通常在结构设计中，设计者不仅要对于理论知识有所了解，还要结合所积累的经验，注入创造性思维，以设计出新型的机械结构。很显然，其中含有更高的知识成分和设计者自身的创造力。比如，要对锥齿轮间和主轴承之间的距离进行调整，就要采用位置变元来实现，然后对于水平轴方向进行调整，形成符合要求的左轴承位置。要对主轴承和齿轮之间进行尺寸变元和数量变元，以调整轴承的规格和联接个数，从而获得了新的机械结构设计方案。
对于机械结构整体方案的调整，可以从宏观的角度出发促进机械结构创新设计。此间，要对于整体方案进行评价，结合实际应用效果进行总体检验。如果是对于转盘结构进行优化，就要通过转盘结构模型进行变元设计，以此为依据完成机械结构优化设计。如果是对于齿轮或者是滚动轴承进行创新设计，就要考虑到其运行状态，这就要通过精密计算以润滑。机械结构设计中，采用创新思维实现结构优化，可以促进机械结构的优化，以使机械机构更为完美设计。
结语：
综上所述，机械创新结构设计的重要意义在于，其是设计者在设计思想中注入技术知识、技术经验以及创新思维，使得机械结构设计具有更高的智慧含量。在机械结构设计中，运用变元法，就是在机械结构设计中，对于相关的结构内容进行改善、调整，以根据实际需要实现机械构件的最优组合，提高机械结构应用中的灵活性。
参考文献：
[1]徐慧勇.浅析机械结构设计中的创新设计[J].黑龙江科技信息，2010（30）.
[2]许瑛琪.关于機械结构创新设计的新思考浅[J].中国科技纵横，2011（15）.
[3]陈小强.刘京诚精密机械结构设计创新实验[J].实验技术与管理，2008（07）.
[4]任亮.浅谈机械工程设计中的创新[J].科技创新与应用，2014（03）.
[5]石坤，宋俐，师俊平.界面元法在机械结构结合部问题中的应用[J].中国机械工程，2012（11）.
[6]贾文友，刘莉，王幼民.机构创新设计在型面联接中应用研究[J].安徽工程科技学院学报（自然科学版），2009（03）.
[7]邹慧君，张青，王学武.机器工作机理的行为表述方法及其在产品创新设计中应用的研究[A]；全国印刷、包装机械凸轮、连杆机构学术研讨会（第6届全国凸轮机构学术年会）论文集[C]. 2005.
关键词：机械结构；创新设计；结构方案
企业要发展，就要不断地更新技术，基于创新设计而展开，加大机械结构设计力度，以适应竞争日益积累的市场竞争，才能够推动工业企业快速发展。在进行机械结构设计时，在总体设计确定下来之后，就要按照原理方案将设计结构图确定下来，然后对于机械机构的构建进行研究，包括构件的材料、构件的形状、构件的表面状况、尺寸以及允许公差范围都要有所确定，以作为后续加工工艺的基础，包括构件的刚度、强度以及精度，要根据所确定的构件标准确定规格。从实际应用的角度出发对机械机构进行设计，采用变元法实现机械结构创新，可以达到机械设计优化的目的。
一、机械结构设计创新的必要性
（一）机械机构设计创新更满足系统要求
科学技术推动机械装置的现代化发展，使得机械结构设计要求日渐提高，不仅要具有实际应用性，而且还要体现出创新理念。对于机械结构设计要实现创新，就需要设计人员满足实际需要、满足设计要求、并要考虑到机械设备的未来使用价值。那么，在进行机械结构设计时，要按照现代机械设计理念的引导，优化机械构件的组件以符合系统要求。
（二）机械机构设计创新更为强调系统构建实践
机械结构设计创新是要求设计观念更符合实践需求，着手于机械系统的构建，掌握结构的内在规律，以对机械结构设计相关的基础知识、设计方法以及创新途径进行分析。机械结构设计要实现创新，就要促进系统构建实践，结合基础理论，使机械结构设计成为一项重要工作内容。
二、机械设计创新方法——变元法
在机械结构设计的众多方法中，变元法属于是内涵丰富且具有创造性的方法。采用变元法进行机械结构创新设计要对于变元内容确定好，然后根据结构设计方案调整变元内容，以达到优化设计的目的。在机械结构设计中，变元法的内容主要涉及到材料、数量、位置、尺寸、形状、联接和工艺的变元。
（一）材料变元
机械设计中所涉及的材料多种多样，材料不同，对于机械机构的加工工艺、零件规格的设定会有所不同。机械结构设计的创新从材料变元的角度可以制定不同的方案。比如，零件截面尺寸的变化，材料的刚度以及强度的改变等等。
（二）数量变元
数量变元是针对机械结构设计中，为了对机械结构的目的有所改变，要相应地调整构件工作面、加工面以及轮廓面等等基本元素数量。比如，螺纹联接结构的设计中，往往会将螺钉安装的同时，还要安装弹簧垫圈，可以防止螺钉松脱，但是，也可以采取防松措施，将螺钉的垫圈和弹簧垫圈集成，不仅便于装配，还使结构够简易化设计。
（三）位置变元
产品结构设计中，通过概念位置优化机械结构设计。比如，可以将若干个零件装配于空间有限的箱体内，由于零件摆放位置的不同，装配的流程也会有所不同。
（四）尺寸变元
机械结构设计中，对于构件尺寸的调整是对机械结构整体效果改变的关键。比如，弯曲件对于角度的要求是非常严格的，不同的角度，其应用性也会有所不同。
（五）形状变元
机械整体结构的形状是指构件的轮廓、规格等等，只要经过些微的改变，机械构件所发挥的功能性就会有所不同。比如，构件的弹簧选择，不同的形状就会有多种设计方案。
（六）联接变元
构件的联接包括联接方法和联接结构两个部分。构件的联接方法包括螺纹联接、焊接、铆钉联接等等。联接的结构不同，对于机械结构设计会产生不同的要求。比如，经常拆卸的构建，可以使用螺钉联接，以便于快速拆装。
（七）工艺变元
在机械机构设计中，不同的工艺对于构件会提出不同的要求。机械构件的性能、质量与制造成本之间存在着必然的联系，对于工艺技术也存在着很大的影响。在机械构件的工艺设计时，要对于设计图纸进行研究、分析，并根据实际应用需要进行工艺设计，以使机械设备是英语新的工作环境条件。
三、变元法在机械结构优化创新设计中的应用
机械结构创新设计要与其运用价值存在着必然的联系，这就需要在制定机械结构设计方案的时候，不仅要考虑到结构设计创新要素在系统运行中的可行性，更要考虑到机械设计成果的公益性以及在应用领域中所能够获得的社会效益。可见，在优化机械结构设计的时候，需要将相关的技术经济指标纳入其中，设定结构设计指标，以从多种备选的结构设计方案中将最优方案挑选出来。
一旦机械结构设计方案确定下来之后，所有的后续设计工作都要围绕着方案内容展开。对于机械结构设备中的关键构件，要采用变元法进行分析，包括机械设备的材料变元、数量变元、位置变元、尺寸变元、形状变元、联接变元以及工艺变元等等，都要从实际应用的角度进行分析，对于不符合应用规格的构件进行改善，联接不紧密的构件之间要从技术的角度进行调整，已通过联动配合优化机械机构设计。
变元法的运用中，运用数学模型，可以对于机械结构设计以准确描述。特别是材料变元、尺寸变元和数量变元，可以通过数学模型对结构设计以很好地描述，其中材料变元为间接的描述。此外，机械结构设计者要懂得对于不同变元的综合运用，即根据机械产品自身的特征以及应用中要达到的目的不同，就要采用相应的变元方法。通常在结构设计中，设计者不仅要对于理论知识有所了解，还要结合所积累的经验，注入创造性思维，以设计出新型的机械结构。很显然，其中含有更高的知识成分和设计者自身的创造力。比如，要对锥齿轮间和主轴承之间的距离进行调整，就要采用位置变元来实现，然后对于水平轴方向进行调整，形成符合要求的左轴承位置。要对主轴承和齿轮之间进行尺寸变元和数量变元，以调整轴承的规格和联接个数，从而获得了新的机械结构设计方案。
对于机械结构整体方案的调整，可以从宏观的角度出发促进机械结构创新设计。此间，要对于整体方案进行评价，结合实际应用效果进行总体检验。如果是对于转盘结构进行优化，就要通过转盘结构模型进行变元设计，以此为依据完成机械结构优化设计。如果是对于齿轮或者是滚动轴承进行创新设计，就要考虑到其运行状态，这就要通过精密计算以润滑。机械结构设计中，采用创新思维实现结构优化，可以促进机械结构的优化，以使机械机构更为完美设计。
结语：
综上所述，机械创新结构设计的重要意义在于，其是设计者在设计思想中注入技术知识、技术经验以及创新思维，使得机械结构设计具有更高的智慧含量。在机械结构设计中，运用变元法，就是在机械结构设计中，对于相关的结构内容进行改善、调整，以根据实际需要实现机械构件的最优组合，提高机械结构应用中的灵活性。
参考文献：
[1]徐慧勇.浅析机械结构设计中的创新设计[J].黑龙江科技信息，2010（30）.
[2]许瑛琪.关于機械结构创新设计的新思考浅[J].中国科技纵横，2011（15）.
[3]陈小强.刘京诚精密机械结构设计创新实验[J].实验技术与管理，2008（07）.
[4]任亮.浅谈机械工程设计中的创新[J].科技创新与应用，2014（03）.
[5]石坤，宋俐，师俊平.界面元法在机械结构结合部问题中的应用[J].中国机械工程，2012（11）.
[6]贾文友，刘莉，王幼民.机构创新设计在型面联接中应用研究[J].安徽工程科技学院学报（自然科学版），2009（03）.
[7]邹慧君，张青，王学武.机器工作机理的行为表述方法及其在产品创新设计中应用的研究[A]；全国印刷、包装机械凸轮、连杆机构学术研讨会（第6届全国凸轮机构学术年会）论文集[C]. 2005.