機械零部件設計創(chuàng)新理念關鍵思路分析

李雪誼

(山西工程職業(yè)學院，太原 030009)

1 機械零部件設計現(xiàn)狀分析

機械零部件在以往設計中有很多不足，主要體現(xiàn)在對機械零部件設計方面有很大的局限性，設計中的局限性最終都會體現(xiàn)在零部件使用過程中，這些都會導致在機械零部件制造行業(yè)上的缺陷。機械零部件在設計與制造方面缺少科學完整的設計方案，導致設計出來的零部件在使用中會出現(xiàn)破損和斷裂的現(xiàn)象，生產(chǎn)制造不夠科學就會阻礙我國機械零部件行業(yè)的發(fā)展。同時我國機械零部件在設計方面?zhèn)鹘y(tǒng)、單一，設計出來的零部件只能對應一種型號使用，無法做到靈活多變，這樣在使用中就需要分別設計不同型號的機械零部件，但是這些不同型號的零部件在設計完成后，通常只能夠使用一次，造成很嚴重的浪費。針對傳統(tǒng)機械零部件中產(chǎn)生的局限性問題，我國機械零部件行業(yè)發(fā)展創(chuàng)新是當下最為重要的事情。

目前，我國的機械零部件設計主要是在原有機械零部件設計基礎上進行再制造，另一個制造方法就是通過力學、物理學或者一些實驗數(shù)據(jù)來對其進行制造。這是現(xiàn)階段我國在機械零部件制造上面最為常見的兩種制造方法，雖然這兩種方法制造出大量機械零部件，但是在真正投入使用中經(jīng)常會出現(xiàn)各種各樣的問題，比如在使用中磨損比較嚴重，有的零部件甚至在使用中很容易發(fā)生斷裂的情況，這種方式設計出來的零部件無法達到機械制造業(yè)的合格標準[1]。另外單一的設計模式和使用過程中的單一作用，一旦出現(xiàn)高難度機械設計的作業(yè)，傳統(tǒng)機械零部件設計制造將很難完成這部分作業(yè)。

2 機械零部件設計核心思想創(chuàng)新

2.1 充分運用創(chuàng)造理念

傳統(tǒng)機械零部件在設計中有很多制約因素，比如試驗計算過程比較復雜，設計工作繁瑣，并且機械零部件設計工作量大，這些問題一定程度上都限制了機械零部件設計。想要切實解決這一問題，首先就要進行創(chuàng)新，運用創(chuàng)造理念，對機械零部件進行創(chuàng)新。機械零部件的創(chuàng)新設計，體現(xiàn)了設計人員的個人能力以及設計理念，它是設計人員的想象力、思維能力、創(chuàng)新理念等方面的綜合展現(xiàn)。創(chuàng)造理念是推動社會前進、促進科技進步的主要動力，最關鍵是想象力和思維能力，作為創(chuàng)造能力的關鍵，思維能力和想象力是將自己從外部獲取的信息和記憶進行深加工，從而設計符合當下的新產(chǎn)品。需要注意的是，在創(chuàng)造設計過程中，設計人員如果把設計工作只是作為必須要完成的任務，設計出來的產(chǎn)品并不一定會適用于當下的生產(chǎn)要求，對于機械零部件創(chuàng)新設計，一定要有一種強烈的創(chuàng)新欲望，才能夠創(chuàng)新設計方法，不斷開發(fā)創(chuàng)造力[2]。

2.2 發(fā)散思維理念

在零部件設計過程中，要跳出常規(guī)思維方式，運用發(fā)散思維理念，使自己思維不局限于一個模式，從多角度、多方面去探索和解決問題。設計一個零部件，要提出不同解決問題的方案，再從這些方案中選擇最佳的設計。在機械零部件設計中，想要實現(xiàn)兩個零部件聯(lián)結在一起，一般來說常見方法就是將這兩種零部件進行焊接、鉚接或者螺栓連接。這些常規(guī)方法很難對零部件進行創(chuàng)新設計，但是在發(fā)散思維下，就可以設計出利用摩擦力、電磁力、抽真空和冷凍這些創(chuàng)新的制造方式，發(fā)散思維理念可以幫助設計人員在機械零部件設計中創(chuàng)造出更好的設計方法。發(fā)散思維在對零部件技術創(chuàng)新和方案設計上有著非常重要的作用和意義。

2.3 創(chuàng)新思維理念

在對機械零部件創(chuàng)新設計中，創(chuàng)新思維是基礎。人的大腦在感受到外界對其刺激后，會將各類所感知到的信息進行重新整合，并產(chǎn)生新結果，這個過程就是思維創(chuàng)新。機械零部件設計過程可以將其看成是思維創(chuàng)新過程，在這一創(chuàng)新設計中，要打破以往傳統(tǒng)零部件設計的束縛，尋找新功能原理，設計新技術方案，從結構方式、材料選取和工藝設計等方面去進行突破和創(chuàng)新設計制造。

2.4 嚴格規(guī)范設計制造

在機械制造行業(yè)中，機械零部件設計的發(fā)展對于整個行業(yè)的發(fā)展起著決定性作用，這就要求在對機械零部件設計上要有一個執(zhí)行標準。一個機械產(chǎn)品是由不同零部件進行組裝的，這其中只要有一個零部件出現(xiàn)問題，那么整個機械產(chǎn)品都會受到影響，導致產(chǎn)品在使用中出現(xiàn)故障，嚴重的會導致事故危及到工作人員的人身安全。在機械零部件設計制造中要有制造工藝規(guī)范標準，生產(chǎn)人員要嚴格按照制造標準去執(zhí)行，在機械零部件生產(chǎn)設計中一定要做到認真仔細，對于任何一個細小的零部件加工都要一絲不茍。零部件選材要從硬度、密度、導熱性等方面綜合考慮，根據(jù)材質屬性在使用過程中可能出現(xiàn)的情況以及造成的影響都要做好充分考慮。另外就是從制造工藝上，零部件的參數(shù)、性能一定要符合國家標準，只有按照國家標準去執(zhí)行，設計制造出來的機械零部件質量才能符合要求。在設計完成后還要進行質檢，只有通過質檢的零部件才能夠投入使用[3]。在生產(chǎn)制作上面，不能因為成本和經(jīng)費問題降低對零部件的制造要求。

3 對機械零部件進行科學設計

3.1 機械零部件設計主要內容

作為機械設計的關鍵部分和基礎，機械零部件在機械總體設計中是非常重要的，在一個機械設備中，其結構和運動功能都是通過機械零部件的設計和加工制造，并將其和其他零部件進行組合才得以實現(xiàn)機械設備的設計功能。按照機械設備方案和總體設計要求，確定零部件的性能與參數(shù)，對零部件進行失效分析和工作能力計算，繪制出零部件圖紙。在機械設備中，零部件在強度、硬度、耐熱性、振動穩(wěn)定性、精度、裝配工藝性等方面都應該符合設計要求，同時還要滿足噪聲控制、防腐性能和環(huán)保要求。

3.2 分析機械零部件的失效形式

機械零部件的失效形式有斷裂、變形、過熱和磨損，如果零部件出現(xiàn)問題，都會導致機械設備不能正常運行和工作。所以在設計過程中，要對零部件失效形式事先進行分析，以便在出現(xiàn)問題后可以及時采取有效應對措施。普遍計算準則為強度準則、剛度準則、振動穩(wěn)定性準則、耐熱性準則、耐磨性準則。強度準則是機械零部件在抵抗外部產(chǎn)生斷裂、表面損壞和變形的失效能力。剛度準則是零部件在載荷作用下抵抗彈性變形的能力。振動穩(wěn)定性準則是在高速運動中，或者出現(xiàn)剛度較小的機械情況下，避免工作時產(chǎn)生共振。耐熱性準則是在考慮到零部件在溫度過高時，要對其進行合理設計以及選擇耐熱材料，同時在有需要的情況下要采取降溫措施。耐磨性準則就是在零部件工作時，兩種或兩種以上零部件在工作期間產(chǎn)生接觸后表面抵抗磨損的能力。

3.3 機械零部件表面粗糙度

機械零部件表面粗糙度是真正反映其表面微觀幾何形狀誤差的標準，是檢驗一個機械零部件表面質量是否合格的重要依據(jù)，這對于零部件的質量和使用壽命有著非常重要的意義。機械零部件設計制造中，針對表面粗糙度設計最普遍的方法就是類比法，最為常用的是與公差等級相適應的表面粗糙度。

4 結語

我國在當下機械制造行業(yè)里正面臨著巨大挑戰(zhàn)，加強學習先進技術，對機械零部件不斷進行創(chuàng)新，這樣才能夠促進我國機械制造業(yè)快速發(fā)展，為社會創(chuàng)造更大的經(jīng)濟效益。

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