現代機械零部件的創新設計分析與研究

摘要：隨著我國科學社會的不斷進步，機械產業發展的也越來越迅速，各種各樣的機械產品應運而生。機械產品主要是由機械零部件組成的，機械零部件的質量標準直接決定著機械產品是否合格，因此機械零部件的質量安全問題和創新設計對于發展機械產品的未來發展具有重要意義。本文以內燃機為例主要分析了現代機械零部件的創新設計研究，闡述了機械零部件的設計策略，希望能為我國機械產業提供一些建議和幫助。

關鍵詞：現代機械零部件;創新設計;機械制造

0 ?引言

現代社會下機械零部件的設計已經走向了世界，逐漸往世界化方向發展，所以對機械產品零部件的設計就變得尤為重要，著重對機械零部件的研究開發，充分發揮機械零部件創造人員的創造力和想象力。利用我國先進的科學理念對機械零部件進行創新設計，自邁入信息化社會以來，我國的機械零部件研究越來越依靠計算機輔助設計，在很大程度上解決了制作零部件模型時的困難，但是因為各種原因，在計算機輔助下生產出來的零部件與實際需求還是存在著很大的誤差，因此繼續探索有關機械零部件的創新設計是目前首先需要解決的問題。

1 ?傳統機械零部件設計中存在的局限性問題

所謂機械零部件的設計主要是根據專業技術人員的思維創造能力進行制作的，設計、建模、研究、制造出符合生產規格方便內燃機等機械設備使用的機械零部件[1]。在以往傳統的機械零部件設計中，零部件的設計主要是根據當前機械設備所需，或者根據操作人員的技術經驗進行制造的。這個過程沒有對整個內燃機進行建模分析，沒有通過力學、標準、公式對機械零部件進行細致地研究，在這樣條件下生產出來的機械零部件大多比較粗糙，使用壽命也短，雖然在那個時候這種生產模式確實解決了很多問題，設計速度和質量也比較穩定，但是隨著社會的進步，科技的發展，傳統生產模式已經滿足不了我國對于機械設備的需求，無論是生產速度還是生產質量都得不到技術上的支持和保障。目前，我國的機械零部件設備生產已經達到了成熟狀態，零部件的生產速度和精準度都得到了很大程度上的改善，但是在實際應用的過程中還存在著諸多問題，比如零部件因為經常摩擦導致損壞、防腐工作做得不到位、零部件表面斷裂等等。同時在使用的過程中，機械零部件也存在著一定的局限性，在設計零部件模型的過程中因為設計人員的思想落后或者專業技術不合格導致的零部件設計不合理情況時常發生，這就導致了零部件模型粗糙，關鍵部位設計不精準，設計出來的零部件與實際要求有出入，因此在科技發達的社會里，我國的生產技術水平已經達到了很高的標準，要想對機械零部件進行創新設計研究主要的培養方向在于設計人才上[2]。

2 ?機械零部件設計的創新思維運用

機械零部件的設計工作本身就具有一定的思維能力和創造能力，是對整個機械設備行業的創造和革新，但是出于各種原因，我國急需大量的機械設計人才。目前社會上大部分的機械零部件設計人員缺乏一定的創造能力和思維能力，忽略了創新思維這一重要思想，進而就導致了很多機械零部件具有一定的局限性，無法發揮出其應該有的作用。對于設計者而言，零部件設計者應該充分的運用自身所學和自身的思維創造能力對機械零部件進行創新研究，把自己的想象力、思維能力以及專業技術融入機械零部件生產當中[3]。同時設計者應該充分地發揮自己的設計理念，進而把自己的設計理念和設計要求集合起來，從而完成自身的思維創新，再通過日常的工作加強自身的創新意識，突破自己思維的局限性，以自己的創造能力為主要生產技術，以設計標準為核心，從多方面角度對機械零部件進行思考，進而才能根據不同內燃機的不同要求生產出相應規格的設備。要想完成對機械零部件的創新設計就要嚴格地要求設計人員的專業技術能力，保證在正常的基礎操作之上進行設計研究，設計人員需要明白內燃機機械設備的產品規劃，明白內燃機的原理，對相關零部件進行技術上的設計，通過建立模型進行數據分析不斷地改進設計，還要熟練地掌握現代科技設計裝備，用專業的技術操作，制作出合格的零部件產品，在此基礎上通過自身的思維與創造力完成對機械零部件的創新設計，追求零部件的新功能、新設計、新結構、新工藝，從多方面實現機械零部件的設計創新。

3 ?現代機械零部件設計策略

3.1 科學地把握機械設計內容和要求 ?對于整個機械設計過程和機械設備而言，機械零部件設計都是重要組成部分，只有生產出合格的機械零部件，才能保證機械設備的具體使用功能，實現設計的機械性能[4]。因此科學地把握機械設計對整個制造過程都起到至關重要的作用。在設計過程中，設計人員需要根據設計要求進行分析，把所有的設計要求進行分析歸納和總結，把每一個部位的零部件的性能、參數和設計要求都要銘記于心，精確地把握零部件的結構、材料和精度。在設計機械零部件時，要考慮到零部件的耐磨性、強度、使用壽命、剛度、耐熱性和精度等，對于生產工藝要求一個明確地要求，制作出嚴格精準的零部件裝配圖，保證生產工作可以有效進行。同時在此設計基礎上再考慮維修便利、設計成本、生產成本等問題，在設計完成之后，要對機械零部件進行分析，對該零部件進行防腐處理，延長機械零部件的使用壽命，同時滿足生產共產對于機械設備的噪聲控制需求和安全需求，用科學的機械設計內容迎合機械零部件的設計要求，生產出符合標準的機械零部件，保證內燃機可以穩定運行，延長內燃機的使用壽命。

3.2 對機械零部件的失效形式進行嚴格的計算 ?無論哪一種規格的機械零部件在實際使用的過程中，都會因為不可預知的意外發生零部件的失效情況，進而導致內燃機無法正常工作[5]。其中主要的失效形式分為、表面壓碎、撕裂、塑性變形、共振、過度彈性等等。要想加強對機械零部件失效形式的管理，就要首先對問題進行分析、檢測，并且通過嚴格的計算制定出合理有效的解決方案，并且依據方案對內燃機進行相應的措施。具體的操作辦法主要分為五步，第一步需要根據內燃機零部件的抵抗斷裂情況進行分析計算，確保內燃機零部件的強度要求符合正常的生產要求。第二步就需要技術人員根據剛度準則也就是負荷作用，加強零部件對彈性變形的抵抗能力，確保零部件在抵抗過程中一直處于彈性最大值之內。第三步設計人員需要對零部件的震動穩定程度進行計算預測，保證內燃機在工作的過程中不會因為震動幅度過大而導致機械零部件與設備發生共振，在測試的過程中要保證機械零部件的振動頻率，確保零部件在工作時的振動頻率可以在允許范圍之內。第四步就是有關機械零部件的耐熱準則，在內燃機進行工作的過程中會產生非常大的熱量，在如此高溫的工作環境之下就需要機械零部件具有一定強度的耐熱性，防止因為溫度過高導致機械零部件發生氧化、變形、膠化等問題。第五步需要技術人員考慮到機械零部件的耐磨能力，因為在內燃機工作的過程中，長時間保持機械之間的持續運動，竟然會出現機械零部件磨損嚴重的情況，久而久之會對零部件的機構形狀、強度都會產生影響，所以在設計之初就要根據實際情況采取有效的措施保證零部件的磨損強度，增加內燃機的使用壽命[6]。

3.3 機械零部件設計的全面優化 ?在現在機械零部件的設計中，除了保證設計標準之外，還要根據相關的科學標準、機械學理論方法對機械零部件的全面優化。比如機械動力學、機構學、摩擦學等等，隨著我國科學技術的不斷發展，會有越來越多的機械零部件生產技術被開發出來，無論是國家還是機械工廠都要及時的引進這種技術對目前的生產情況進行改進和優化。計算機信息技術和智能化技術就是顯著代表，計算機技術在機械工廠中的應用保證了機械模型設計的精準性和立體形，更加方便設計人員進行機械設計從而提高了機械零部件的設計質量，提高了生產效率[7]。

4 ?結束語

綜上所述，隨著我國經濟的快速發展和科技的不斷進步，工程制造領域也隨之得到了進步發展，要想加強機械設備的使用效果就必須加強對機械零部件的創新設計研究，這直接決定著機械設備的功能和效果。只有基于科學的理論和方法才能培養出更好的專業性人才，研發出具有科學性和實用性的科學設備，進而促進我國機械領域的不斷發展，提高我國的經濟實力。

參考文獻：

[1]趙燁菊.機械零部件設計的創新理念關鍵要點[J].山東工業技術，2019（03）：20.

[2]宮立忠.機械零部件設計的新思路[J].科學技術創新，2018（16）：195-196.

[3]張以良，張以理.機械零部件設計的新構思探索[J].南方農機，2018，49（06）：42.

[4]韋志安.機械零部件的創新設計研究[J].科技創新與應用，2016（05）：139.

[5]王凡.機械零部件設計的新思路[J].科技風，2014（17）：15.

[6]劉金平.機械零部件的創新設計分析[J].科技視界，2012（22）：200-201.

[7]何雷，沙明星.機械零部件的創新設計[J].科技與企業，2012（12）：300.

作者簡介：白躍輝（1986-），男，河南西華人，助教，學士學位，研究方向為機械設計與機械加工。