机械零部件设计的创新理念关键要点陆海东

机械零部件设计的创新理念关键要点陆海东

陆海东

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摘要：机械制造行业是国家工业快速发展的重要基础，但是在机械零部件设计方面缺乏创新，无法满足当前机械制造业多样化的需求。作为机械零部件设计人员应深入分析当前传统设计中存在的不足，并通过创新理念的运用提升机械零部件设计水平，以促进我国机械制造行业的发展。

关键词：机械制造；零部件；创新；设计

工业化水平高低代表了一个国家的发展水平，而机械零部件设计则是其中的重要影响因素，而我们与发达国家的差距也主要表现在这一方面。因此应大力培养机械制造创新人才，发掘机械创新思维，这样才能促进我国的机械制造业发展。而对于机械制造来说，零部件的创新是基础。首先要明确我国机械零部件目前的设计格局，了解零部件创新设计中面临的种种问题，只有准确把握所面对的问题，才能有效解决。

1传统机械零部件设计的不足

一直以来传统的机械零部件设计都有很多的局限性。这些局限性都会在实际的机械部件运用中，转化成各种各样的问题，制约我国机械制造业的发展。具体表现为：机械零部件的设计制造不够科学，在使用的过程中容易出现损坏、断裂等问题，对机械产品的生产产生限制。还有就是传统的机械零部件设计不够灵活，用法比较死板、单一，往往一种零部件就一种用途，在使用时就需要大量的其他类型的机械零部件。而对这些零部件的使用，常常都是一次性的，这就造成了极大的浪费。

因为机械部件设计的局限性产生了很多的问题，这些问题充分说明了在机械零部件设计中创新的重要性。在我国的传统机械零部件设计中，很多都是根据已有的机械零部件加以改造。或着就是通过力学、物理学以及各种实验数据作为规范来设计。这种方法应该是普遍的零部件设计方法了，虽说是比较有效果的，但是设计出来的零部件在使用的过程中很容易产生各种问题[1]。不是磨损过快就是容易断裂，这样设计出的零部件很难达到机械制造业的要求。同时，这样设计的零部件依然存在形式单一的问题，在使用的过程中作用单一，常常难以承担那些高难度机械设计作业。

2机械零部件的创新措施

2.1创新机械零部件的设计理念

机械零部件设计的创新首先要是思想上的。只有拥有创新理念，才能在思想上有所突破，才能敢于创新，乐于创新[2]。现代机械零部件的创新需要打破常规，在设计中可以充分发挥设计者的想象力，不应拘泥于已有的机械零部件设计方法。

在现在这个网络科技飞速发展的时代，应该充分利用好计算机对机械设计的辅助。虽说电脑是人脑创造出的，但在大量数据的精确分析上，人脑是远远比不上电脑的。计算机的辅助设计程序对机械零部件的创新设计有很大帮助。首先，计算机的仿真设计就很有用。一个真正实用的新的机械零部件设计是需要多次使用实践的，若是制造了很多次都没有成功，不仅是一种对资源的浪费更打击了设计者的信心。如果是在计算机上使用模拟软件来进行设计模拟，不但不会造成资源浪费，还能够提供比现实更加多元化的设计环境，更有利于机械零部件的创新设计。比如说常用的UG，不仅在工程制图方面有很大应用，它的绘图功能对机械零部件的设计也很有帮助。

机械零部件的设计除了对计算机辅助程序的充分应用，以人为本的创新理念也至关重要。机器是人创造的，机器的本质就是为人类的生活带来便利的。所以在设计一个机械零部件之前，要先树立好人性化的理念。有了这样的设计理念，设计出的机械零部件会更加贴近生活，更容易操作，也更容易普及。让人们在操作使用中体会到机械带来的便利生活方式，这是机械零部件设计中相当重要的一点。比如说，为农民设计农耕机械零部件，在设计时就要考虑农民在农耕时遇到的各种情况，考虑不同农作物的农耕，甚至考虑到不同类型的农耕环境。这样设计出的机械农耕产品，才能真正应用到农耕中，才能真正有利于农民的农作生活。

还有就是机械零部件的实用性。机械零部件的设计，不单单是设计，重要的是实用。如果费尽心机设计出一个部件，制造出来后不能使用那么就等于没有设计。产品设计不单单是设计出制造就行了，应该是一个完整的系统，包括设计前的构思，设计时的改良，设计后的检测，最后确认无误才能完成这次设计。

2.2重视机械零部件设计制造工艺

机械零部件的设计对机械制造业的发展至关重要。所以对机械零部件设计必须要有严格的工艺规范要求。一个完整的机械产品是由一个个零部件组装起来的，任何一个部件出现问题都有可能影响产品的使用。可能会造成产品的故障，甚至在产品使用中影响操作人员的人身安全，导致一些大小事故的发生。所以在机械零部件的设计制造过程中一定要有严格的质量工艺规范要求。那就是为什么德国制造的汽车或者汽车部件在世界都非常有名呢?就是因为他们在机械零部件的制造中一丝不苟，任何一个微小的零部件的加工制造都不敷衍。

对零部件的设计制造要考虑到方方面面。首先从选材开始，从硬度、密度、导热性、导电性等各种属性着手，充分考虑到这些属性在产品使用过程中可能造成的影响。其次就是制造工艺。任何一个零部件的制造都应该符合国家的各方面工艺要求，明确部件的参数、性能，只有这样，才能设计出真正高质量的机械零部件。最后还要有严格的质检，只有通过质检的零部件才能投入使用。不能滥竽充数，更不能因为成本、经济等因素，降低部件的加工要求。任何一个投入加工的机械部件都凝结着设计师的心血，不能因为客观因素降低机械部件的档次。

2.3增强机械零部件的可靠性设计

对机械零件的可靠性设计方法来说，应用概率的方法是一种较为传统并且精确的设计方法，其中利用概率进行检验的方法中也有很多种较为详细的方法，例如响应面法，这种方法主要是利用函数来进行运算的，它是利用近似函数与对数函数进行替换的方法，并且将一个未知的零部件状态通过曲面的方式来进行表达，在进行结算的过程中，如果结算点附近能够对功能函数进行较好的计算，那么我们就可以保证他的分析结果是准确的，与此同时，也可以使得函数计算更为简单和便捷。第二种概率的方法是蒙卡洛法，再利用这种方法进行机械零件可靠性的计算过程中，需要进行一系列的抽样统计工作，并且通过成计算机技术进行相关的实验，通过计算机进行一系列的模拟工作而得出相似的可靠度，这种方法不需要对概率进行假设就可以进行计算，算出的精确度也可以随着次数的增加而不断的升高，但是工作人员的计算任务量不会发生任何的变化，这种计算方法相对来说更加精确和简洁，并且计算精度也将会有所提高。第三种概率的计算方法是一次二阶矩法，这种方法在这些方法来说是最为简单和使用的方法，主要是利用一节的变量距以及二结局作为概率的主要特征来构建出较为简单的一次函数进行计算，这种计算得出的零部件可靠性也是较为准确的，在对这种方法进行计算时，也需要结合中心点法以及验算减法，等多种计算方法来找出较为正确的正态分布形式，根据函数的类型或者是线性函数进行相关的计算工作。

3结语

机械制造业是时代发展的必然趋势。随着国际竞争的不断加剧，我国的机械制造业面临着极大的挑战。只有不断学习先进的机械制造技术，不断创新机械设计理念，才能推动我国机械制造业的发展，才能在竞争激烈的国际机械制造业中占有一席之地。

参考文献：

[1]周森.机械零部件的可靠性的理论与方法[J].现代工业信息，2015（10）：51-52.

[2]张晓艺.机械零部件的可靠性设计分析控制[J].中国工业，2015（08）：40-45.

[3]赵冬梅.机械设计基础[M].西安：西安电子科技大学出版社，2015.