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機(jī)械結(jié)構(gòu)總體方案設(shè)計
機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計具體是指機(jī)械工程師完成機(jī)械產(chǎn)品構(gòu)思之后，按照設(shè)計方案的要求，再進(jìn)行機(jī)械工程圖紙的繪制，并且將設(shè)計思路通過機(jī)械圖紙具體反映出來。通俗來講，機(jī)械設(shè)計的最終目的是將機(jī)械師在腦海中形成的抽象設(shè)計思路，變成具體的、直觀的圖紙。機(jī)械設(shè)計師在進(jìn)行設(shè)計的時候，還要根據(jù)機(jī)械原理、材料力學(xué)等相關(guān)知識，下面是小編整理的機(jī)械結(jié)構(gòu)總體方案設(shè)計，歡迎閱讀參考！
機(jī)械結(jié)構(gòu)的整體設(shè)計的實現(xiàn)是基于完成了總體設(shè)計的前提下，只有把整體的設(shè)計完成了才能夠?qū)崿F(xiàn)接卸結(jié)構(gòu)的調(diào)整。那么這樣做的原因主要是要確定好原有的原理圖方案，這樣才能夠得到一些較為細(xì)致的原理結(jié)構(gòu)圖，只有這樣才能體現(xiàn)出原理圖具體的作用和其功能；要進(jìn)行機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計的主要原因是為了把原來的理論原理變化成為實際中的一些零件或者工具，那么在進(jìn)行機(jī)械設(shè)計時就要把零件的參數(shù)標(biāo)示出來等等，這樣才能夠最后在組裝時得到想要的整體部件。本篇文章主要就針對于機(jī)械設(shè)計中變元法的運(yùn)用進(jìn)行了一些說明和簡單的介紹。
一、機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計創(chuàng)新設(shè)計的重要性
隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我們機(jī)械制造技術(shù)發(fā)展也極為迅速，而且，機(jī)械制造是我國重大生產(chǎn)行業(yè)之一，對推動我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著極大的作用。但是，我國作為一個機(jī)械制造大國，在機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計上卻欠缺太多，很多機(jī)械制造都是模仿其他發(fā)達(dá)國家的機(jī)械設(shè)計工藝來進(jìn)行生產(chǎn)的，雖然一些機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計也發(fā)生了改變，而從本質(zhì)上卻依然沒有太大的變動，缺乏自主創(chuàng)新設(shè)計，一直引用技術(shù)會造成我國的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計會隨著發(fā)達(dá)國家的后面走，無法將其真正的超越，而且，很多機(jī)械企業(yè)認(rèn)為創(chuàng)建機(jī)械研發(fā)中心較為奢侈，這樣的思想很難為我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展、科技發(fā)展帶來更大的推動作用。我國作為一個經(jīng)濟(jì)大國、機(jī)械制造大國，不能僅將目光停留在機(jī)械的生產(chǎn)制造中，更應(yīng)將目光放在機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計的創(chuàng)新上，同時，還要注重機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計創(chuàng)新人才的培養(yǎng)，這才是機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計創(chuàng)新發(fā)展的根本。
二、簡要介紹機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計的七種變元創(chuàng)新
（一）材料變元
現(xiàn)實生活中很多種材料都可以用來設(shè)計機(jī)械結(jié)構(gòu)，不一樣的材料要求的加工方法和手段不一樣、適用的結(jié)構(gòu)類別不一樣、零件需要的大小也不一樣。材料的變元可以變化出不一樣的結(jié)構(gòu)模式。比如說：在進(jìn)行鋼材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，零件的截面面積越大，材料結(jié)構(gòu)強(qiáng)度就越大、越硬；在鐵材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，為了使結(jié)構(gòu)變強(qiáng)變硬，人們通常使用加強(qiáng)筋和隔板的方法；在塑料材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，塑料件的筋板和壁厚應(yīng)該無差而別且對稱均勻。
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機(jī)械產(chǎn)品數(shù)量變元，是指考慮到把機(jī)械產(chǎn)品整個零件或者零件的每一個輪廓、工作和加工的面、線均視為結(jié)構(gòu)基本元素，通過改變調(diào)整這些基本元素的數(shù)量，來達(dá)到對機(jī)械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)改變的實現(xiàn)目的。比如：為達(dá)到力求簡單的目標(biāo)，我們盡量對鑄件結(jié)構(gòu)的形狀，采用直線形輪廓的設(shè)計。又如：為防止螺釘松脫，我們將螺紋連接結(jié)構(gòu)的螺釘、墊圈等設(shè)計成一體化，這樣在減少零件數(shù)量下，實現(xiàn)了防松措施的目標(biāo)實現(xiàn)。
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根據(jù)形狀變元可以看出這一變元法主要就是對于元器件的整體進(jìn)行調(diào)整變形以后得到一些需要的元器件，這樣就可以達(dá)到機(jī)械設(shè)計的目的要求以及想要的元器件的參數(shù)。來達(dá)到最好的優(yōu)化效果。舉個例子：充分利用彈簧的彈簧彈性來進(jìn)行元器件的安裝，那么在進(jìn)行安裝時彈簧有很多種類型，那么相應(yīng)的通過彈簧安裝的元器件也就會有很多種不同的形狀，就好像有圓柱型，平面型等等。那么我們可以充分利用這些元器件的形狀來進(jìn)行設(shè)計和優(yōu)化作用。那么彈簧要考慮它的物理特性不能不起作用也不能過于壓緊，因為前者不能講彈簧的特性發(fā)揮出來，而后者將會使彈簧在以后的使用中失去它的彈性作用。那么彈簧一定要保持穩(wěn)定不能夠輕易的松動，彈簧的特性我們可以充分的利用，因為彈簧不僅體積小而且便于和各個元器件相互進(jìn)行結(jié)合。
（四）工藝的變元
加工工藝技術(shù)對機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計的創(chuàng)新有著極大的作用，機(jī)械的任何結(jié)構(gòu)在完成理想設(shè)計之前，都必須有著可靠的加工工藝作為支持，這樣才能有效的提高機(jī)械結(jié)構(gòu)創(chuàng)新的效果。變元法中所提到的工藝變元主要是根據(jù)工藝技術(shù)選擇的不同，來實現(xiàn)對各個元器件產(chǎn)生相應(yīng)的作用，從而實現(xiàn)對機(jī)械整個結(jié)構(gòu)產(chǎn)生作用。工藝手段與結(jié)構(gòu)尺寸、材料性能等變元有著很大的差異性，工藝手段選取和使用的合理性，直接影響到機(jī)械結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和性能，因此，機(jī)械結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計必須對工藝手段進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計，利用新穎的工藝手段來確保機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計的創(chuàng)新性。
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高質(zhì)量的產(chǎn)品，不僅需要好的產(chǎn)品性能，而且還需要滿足用戶對產(chǎn)品外觀、安裝方式、外形尺寸等要求。 這就需要機(jī)械設(shè)計師，利用科學(xué)的方法對機(jī)械零件進(jìn)行推算，找出對零件最佳的設(shè)計方案，并通過對零件外形的修正與優(yōu)化，使零件在機(jī)械產(chǎn)品運(yùn)轉(zhuǎn)中達(dá)到最好的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。 我們對液浮式陀螺羅經(jīng)的內(nèi)部零件進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，在滿足強(qiáng)度的同時縮小了部分零件的尺寸，并采用模塊的結(jié)構(gòu)方式，使液浮式陀螺羅經(jīng)內(nèi)部零件得到更好協(xié)調(diào)，從而大大縮小了產(chǎn)品的外形尺寸，減輕產(chǎn)品的重量。
（六）位置變元
在實際操作過程中，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的元素之間的位置是可以進(jìn)行調(diào)換的，這樣可以無形中使結(jié)構(gòu)本身的設(shè)計更加完善。比如，零件的焊縫位置應(yīng)該對應(yīng)中性軸或者至少需要靠近中性軸，這樣便于將收縮力減少或者能夠避免產(chǎn)品的變形。
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機(jī)械產(chǎn)品的聯(lián)接變元創(chuàng)新，我們需要考慮應(yīng)元素的兩層含義：一層是需考慮到對元素連接方式的變化，比如說日常用的鉚接、膠接、焊接、螺紋接等；二是需要考慮到對每一種連接方法不同聯(lián)接結(jié)構(gòu)的元素創(chuàng)新，從而獲得多種結(jié)構(gòu)類型方案。
�。ò耍⿲C(jī)械結(jié)構(gòu)變元創(chuàng)新設(shè)計的優(yōu)化評測
對變元創(chuàng)新后的各類機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，往往我們要給一個綜合評測，通常情況下，采用綜合考慮到設(shè)計中的七個變元因素，對新的結(jié)構(gòu)設(shè)計進(jìn)行模糊評測。在評測過程中，我們要先在腦海中形成一套基本的設(shè)計方案，然后通過建立起一些數(shù)學(xué)模型，設(shè)計者對每一種結(jié)構(gòu)方案進(jìn)行綜合分析，并憑借自己掌握的經(jīng)驗及知識能力進(jìn)行綜合評判。其中，要考慮到一些指標(biāo)，具體細(xì)化為社會效益，工藝性及可操作性、維修性、安全性等方面，同時借助推理、模擬等邏輯方法，最終從多種備用的不同結(jié)構(gòu)方案中，選取一個具有創(chuàng)造性的作為最后優(yōu)化的創(chuàng)新設(shè)計方案。對已確定的結(jié)構(gòu)方案，也可在采用上述評價變元因素基礎(chǔ)上，在變元之間聯(lián)動配合修改，達(dá)到更加優(yōu)化的設(shè)計目的。
機(jī)械創(chuàng)新結(jié)構(gòu)設(shè)計對于機(jī)械行業(yè)的發(fā)展而言具有舉足輕重的作用，它不僅能夠更好地滿足當(dāng)前社會對機(jī)械設(shè)備不斷升高的要求，實現(xiàn)各類機(jī)械零件的最佳組合，同時還可以推動機(jī)械行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。因此各機(jī)械設(shè)計企業(yè)理應(yīng)在機(jī)械設(shè)備設(shè)計過程中充分采用創(chuàng)新設(shè)計理念，尋找最佳結(jié)構(gòu)設(shè)計，以設(shè)計出更多的結(jié)構(gòu)方案，推動企業(yè)自身的發(fā)展，最終促進(jìn)社會的良性發(fā)展。
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