摘要：机械结构的创新设计、机械设计的智能化能够有效提升机械设计水平，优化产品设计性能。通过明确用户至上的设计理念进而对零件的材料、数量、形状或位置及制造工艺等因素的改变，能够解决传统结构设计中的弊端，使机械结构设计能够适应社会发展的需求，为机械制造业的发展提供有力支持。对于机械结构设计来说，其创新设计方法的研究道路还很长，相关从业人员要加强对创新设计在机械结构设计中的运用研究，使其更加科学、有效。
关键词：机械结构设计；创新；优化 1、机械结构设计的基本要求 1.1用户至上的设计理念
机械设计或产品设计都是基于用户的需求而建立起来的，充分了解市场及用户使用需求，尽量优化产品的使用性能，才能顺应市场、获得更高的经济价值。所以，机械设计的前提，要有实际地使用需求数据作为基础，不脱离使用价值的设计才具有实际意义。
1.2功能设计
在满足机械产品功能需求的基础上，需要对产品的原材料进行加工，使其能够形成新的成品。在机械制造过程，其功能设计不仅要充分满足使用者的实际需求，也要充分体现出创新性。设计出的机械产品要满足工作原则，确保机械运行的稳定性，符合装配性能及材料的力学性等各因素的要求。
1.3产品质量设计
质量控制是机械结构设计的核心，每一个设计出来的产品都必须关注质量的把控，以减少从设计到实际生产过程的错误，避免产品质量问题。机械结构是十分精密的，其设计过程中的每一个数据都必须通过详细的核对和计算，在多种理
学理论的综合应用下，保障其在正常使用过程中不会出现安全问题。与此同时，质量控制的过程中不能牺牲产品的美观性，部分设计厂商在追求产品质量的过程中忽视了受众群体对产品形象、美观性的要求，导致虽然质量过硬但销量不高的窘境。
1.4优化提升
作为现代化生产链条中的支柱性产业，机械制造业的产品设计导向与行业发展方向息息相关。在产品中引入创造性思维与跨学科技术，能有效提高机械产品的竞争力，为机械制造行业的未来发展提供有益助力。结构优化设计的前提是要有大量的可能性方案和优化空间，包括要对机械产品的生产工艺、材料、连接方式、尺寸形状等方面进行优化和创新，对于物理属性的改造与设计方案的优化是机械结构制造层面的重要要求。
2、实施机械结构创新的重要性分析
机械产品在社会经济运行中占有重要地位，实施机械结构创新能够更好地满足社会需求。随着经济的快速发展，社会对于各行各业的需求量不断上升，落实好机械结构创新工作能够更好地推动企业经济效益运行。设计人员实施企业产品机械结构创新的时候一定要将社会的实际要求与未来使用价值进行综合考虑，确立新的机械结构设计理念，实现机械结构的稳健构建。
机械结构设计是机械设备良好运行的重点，开展机械结构创新设计能够更好地为系统结构构建打下坚实基础。机械结构的创新与实施是促进企业经济效益运行的重点，所以开展机械结构构建要结合社会发展实际，掌握机械设备运行的内在结构，实现经济效益的有效运行。将基础设计理论加入企业经济运行的实际中，满足社会经济运转。
3、机械结构设计的创新与优化策略 3.1材料变元
材料是机械结构零件设计的最基础部分，因此在设计过程中必须要对材料进行合理确定。不同材料的性能不同，适应的各种工作环境也不同，所以在设计优
化的过程中必须充分考虑到实际情况。在材料变元中强调要充分发挥使用材料的自身特性与优点，要切实保证结构的质量。比如在考虑使用钢材作为主要材料时要充分发挥钢材的强度和硬度特点，为此在设计时就可以将截面的尺寸进行一定范围内的调整，找到一个能最大发挥钢材效果的参数。
对于铸铁而言，其强度和硬度较差，为了让其在设计中能够发挥出自身的优势就需要将强筋和隔板加入其中，要在保证原有材料发挥优势的同时最大程度保证质量。在材料变元时还需要考虑到材料的使用寿命，机械结构的不同位置的使用寿命需求不相同，有些易损坏位置需要经常更换而核心位置则需要保证其长期稳定，这就要求要对不同位置的材料使用情况进行合理优化。
3.2数量设计
在对机械结构进行设计时，需要对其内部元素的数量进行调整，使其满足不同行业的需要。通常情况下，在进行创新设计时，只需要改变结构内部元素的数量即可，能有效改变结构的性能，实现其设计价值。虽然这种设计方法比较简单，但能有效保障设计效果。例如，在进行螺丝设计时，传统的设计方式为垫片、螺杆、螺帽等，其零件数量比较多，给机械结构的安装及拆卸工作带来了很大的难度。对此，在进行创新设计时，可将其设计成多功能一体化螺丝，以降低零件的使用数量，从而保障工作效率。
3.3尺寸的变元
机械结构设计需要很多种零件的配合应用，这些部件结构的形状都有很大的不同。每个机械结构的尺寸、形状等参数都会根据机械产品的用途进行相应的调整，这种通过零件尺寸、结构、形状变换实现的创新设计就是尺寸变元法。采用尺寸变元法设计机械结构各部件具体参数，以达到优化形状、尺寸等参数的目的，能够不断提高机械的实际性能。与此同时，在尺寸变元法的基础上，可以创新机械结构的形态，融合当下市场对机械设备的需求对产品的外观进行形态的优化，扩大机械结构设计的市场竞争力。
3.4形状设计
形状设计也是变元法常用的一个手段，通过对机械结构一些零件表面结构或是整体结构的改变，就能让零件的规格变换，达到优化机械性能的目的。比如，弹簧是机械结构中常见的组成部分，它主要靠自身的弹力来对零件起到压紧的作用，然而在实际生产中发现同种规格的弹簧往往不能对多种形状的零件同时起到有效的压紧效果，这时通过改变弹簧接触端的形状或是改变零件与弹簧接触端的形状就能让弹簧发挥其压紧作用，可以根据机械结构的需求将零件接触面设计为平面或者球面等。
3.5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。
3.6外观更新优化
机械设备的外观设计也是机械设备的一个重点，主要体现的是变元法的一个机械设计工程，开展机械结构设计主要是针对机械内部的零件进行更改，实现机械结构的局部更新或者整体改进，落实机械结构的外观优化，实现机械的全部优化。实施机械设备的外观更新需要 将设备内部的机械结构优化与外观设计有机结合，发挥各部分结构的最大效用。实现外观设计优化创新还要将机械设备的有效研究落实于位置元素的设计中，改进机械设备的安装结构与性能，减少问题出现的可能性，实现机械结构内部设计的完善与外观设计的美观实用，提升机械设备的整体品质。
3.7智能化的设计
在当前的技术环境下，智能化在机械设计中的应用不断深入，就设计过程而言，智能化的设计其具有以下方面的优势：第一，实现了另加装备环境的有效模拟，对零件形状、大小及位置的把控具有重大影响，其确保了机械零件设计的高效进行。第二，在智能化技术平台支撑下，不同零件的装配路径得以有效演示，
其在避免不匹配现象发生的同时，实现了零件装配的直观把控。第三，就智能化应用过程来看，其尚处于发展成熟阶段，使得机械设计工期得以有效缩短，其保证了机械效率的有效提升。第四，与传统设计方式相比，虚拟设计、有限元分析等技术的应用使得机械产品的设计质量得以有效提升。
参考文献：
[1]陆叶星.自动化设备中有关机械结构设计的几点体会[J].科技创新与应用,2021,11(21):90-92.
[2]王泽.浅谈创新设计在机械结构设计中的应用[J].城市建设理论研究（电子版），2019（09）：83.
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