机械工程设计思维的创新优化

机械工程设计思维的创新优化

何红涛

珠海凌达压缩机有限公司 广东 省 519000

摘要：随着我国经济的发展，制造业也得到了发展。作为制造业的基础，机械设计已成为制造业发展的引擎。机械设计理论和方法受到发展的强烈影响。信息技术集成多种创新技术和方法，包括信息技术，随着全球市场经济中竞争的加剧和许多国家消费者产品质量要求的提高，机械设计理论和方法的准确性不断提高。需要改进机械设计的理论和方法，使设计的产品更好地满足现代人口的需要。虽然我国的机械设计水平有了很大的提高，但国际市场对机械设计的要求已经开始出现。面向质量和外观，面对国际市场的冲击，需要进一步提高设计水平，以领导国际市场。

关键词：机械工程；设计思维；创新优化

1机械设计理论与方法的发展概述

机械设计行业最初发展是在欧美国家，第一次工业革命的出现使得社会开始研究机械这一先进的事物，在十七世纪到二十世纪中期都可以称之为机械设计发展的第一阶段，这一时期采用的机械设计方法以及研究所用的机械设计理论都是十分传统的方法，采用较为单一的机械设计方法，人们更多的拘泥于传统的计算公式，根据经验以及传统的规定进行定向化设计，这使得机械设计的产品模式化且质量难以得到保证，发展初期的机械设计理论以及设计方法取得的显著进步并不多，研发出的产品效率以及质量都无法得到保证，而且当时全世界范围内技术条件水平十分有限，这使得研发效率以及工作条件都无法得到满足，难以实现可靠的成本控制以及高效的工作质量，生产处的机械设计产品也难以满足市场需求。行业内人员意识到传统机械设计方法的局限性，人们开始使用更加先进的机械设计理论以及设计方法来改善传统机械产品的缺陷，现代机械设计阶段从二十世纪初期开始流行，随着计算机信息技术的不断推广应用，人们在机械设计时融入更多先进的技术来提升机械设计水平，大规模提升机械设计的效率，改善了传统机械设计中存在的缺点，世界机械水平得到了很大提升，机械制造业朝着自动化、智能化、科学化的方向稳步发展。

2创新思维在机械设计中的运用

2.1智力思维法

一般情况下，智力思维法是抓住瞬间的灵光一闪，或是潜意识中的新想法，再者是针对一个确定的目标，组织相关的专家一同探讨。专家会议通常是围绕某个课题展开探讨，会上专家可以自由发言，思维碰撞，尽可能激发思路。思路越多对创新设计就越有利，提出的方案就越多，相互之间可以取长补短，形成创新连锁反应，进而取得创新成果。在智力思维法的实际应用中，短时间内探讨一些专业性极强的创新项目，会取得非常好的效果，也是一种常用的创新设计方法。

2.2推理思维法

推理思维法通常有4种形式。(1)提问法。提问法就是用提问的方式，发现产品在设计制造以及性能方面的一些不足，找到改进之处，从而开发出各方面表现更加优秀的新产品；(2)反面求索法。是对现阶段形成的解决方案进行否定，然后从常规的对立方向考虑，从产品相反方面以及组成部件的相反方面进行分析，找到创新设计途径；(3)缺点列举法。发现设计方案或者机械产品的缺陷，进行缺点列举，可以看出原方案以及产品的诸多不足，找到改进的方案以及方法，展开创新设计，缺点列举法通常在机械改良型产品的创新设计中经常用到；(4)系统分析法。是对设计系统以及方案展开分析，找到设计方案中的优缺点，并根据系统存在的环境，找到合理的解决方法，在机械设计中，系统分析法是常用的方法。

2.3联想类比法

(1)相似类比法。是在工程技术中，对结构、性能及工艺相似的系统或者部件展开分类，分类的基础上进行分析分解，找到其中相似的单元进行优化综合。在相似类比分析中，要结合实际需求，对分类后形成的单元进行组合及优化，在其中运用新科技，形成新技术以及新事物。如在设计中结合齿轮啮合原理，发明同步齿形传动技术，经过对人与动物进行相似类比，可以设计一些动物的运动方式，转变为产品功能，如根据螃蟹钳爪，设计出蟹爪装载结构；(2)移植法。是将其他方面的技术移植到机械产品中，如物理学的激光技术可以移植到机械产品，设计出激光切割机；(3)仿生法。模仿人类设计出的机器人，就是仿生法的应用。在机械设计中，联想类比法需要一定的经验以及专业知识，同时有广泛的应用。

3现代机械设计创新方法

3.1与计算机信息技术相结合

计算机互联网技术在现代社会发挥着十分重要的作用，提升的工业生产水平，在机械设计行业内，需要将其与计算机互联网技术相结合，机械产品的各种特征都可以通过计算机互联网进行全面的了解，并且针对产品特性采用更加针对性的设计方法。在实际设计环节中，可以在网络平台上建立三维设计模型，更加质观、智能的进行机械产品设计，使得机械设计突破时间以及空间的限制，根据外界环境因素进行设计方案的调整。与此同时，计算机信息技术在机械设计中的应用可以使得物流管理更加智能化，控制成本，提升经济效益，并且实现产品物流的实时监测，使得整个行业全面进步。

3.2工艺创新

工艺创新能够减少机械结构设计阶段出现的各种问题，即表现在生产要素的结合形式，也表现在工作对象、工作者的创新。走工艺创新之路应当坚持资源节约，产品质量提高，减少损失，利于环境保护的原则。国内工业水平落后于西方国家，只有坚持工艺创新，才能够创造优质的产品。走工艺创新之路就是要在实际生产活动中引入现代化的数字技术，提高机械结构设计的智能化水准。在汽车的内燃机方面可以做一些工艺的创新。

往复式内燃机的技术矛盾：工作机构及气阀控制机构组成复杂，零件多。曲轴等零件结构复杂、工艺性差。机构运动惯性力大，因此增大轴承惯性载荷，使系统不平衡产生振动，也限制了输出轴转速的提高。曲轴回转的动力输出效率低。可以考虑运用机构等效代换理论，以反凸轮机构代还原发动机的曲柄滑块机构。减少零件数量，精简化结构，降低损耗。

3.3零件位置

为了确保机械零件在机械结构设计过程中产生的效果，相关设计人员也可以按照机械结构的设计要求，对每个零件的摆放位置进行优化以及创新，只有这样才能够进一步提高机械结构设计的创新性，从而彰显机械结构在实际应用过程中的作用，如果设计人员并没有按照相关要求直接调整了机械零件所处的位置，会直接影响到机械结构的整体性能以及运转模式，因此相关工作人员应当按照设计要求或是结构作用对零件的摆放位置进行合理规划，只有这样才能够确保零件创新设计满足机械结构要求。除此之外，在进行设计是也应当明确了解机械在实际应用过程中所需的工作状态以及零件应用规模，通过对应用过程中有可能影响的各方面因素进行分析，才能够了解零件应当安装的位置，只有这样才能够从根本上避免设计过程中出现的零件摆放问题，避免由于零件摆放混乱，而导致机械质量不合格。如果在机械结构设计的过程中需要创新的零件比较多，那么相关工作人员应当从创新这一角度出发对零件原有的位置进行创新，推动零件位置创新的标准合理性，并要求设计人员按照相对应的顺序调整零件，最终不断提高机械结构设计的创新效果。

结论

我国的科学技术近年来取得了十分显著的成绩，在科学研究领域，我国与世界发达国家之间的差距正在不断缩小，在这样的背景下，促使我国的工业生产水平也在不断的提升，智能化、科技化成为今后国家工业发展的主要趋势。与此同时，国家也相当重视机械设计水平，这是与国家发展息息相关的重要产业，实现机械设计改革也是国家经济深化改革的一部分，因此需要改变传统的机械设计理论，采用更加先进的理论与时代发展趋势向适应，这就需要行业内的专业人员研究出更加完善的机械设计理论，并在机械设计中采用更加多元化的创新技术，使得设计出的机械产品更加适应时代需求，有着更加广泛的应用市场，提升竞争力，成为国际市场环境中我国经济发展的一大助力。

参考文献：

[1]包永平，佐永吉，高宇，王伟，李振鹏.现代机械设计的创新设计理论与方法[J].商品与质量，2019(16):133.

[2]俞彬，刘晓琳，沈顺强，谭春苏.浅谈现代机械设计的创新设计理论与方法[J].数字化用户，2019,25(25):220.