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浅谈机械零部件的创新设计(一)

【摘要】文章针对传统机械零部件的设计局限性，提出了现代设计思想和方法。

【关键词】机械制造；零部件设计；现代思想；科学发展

一、机械零部件传统的设计局限

传统机械零部件的设计带来了运用中出现的许多问题：零部件容易腐蚀损坏；零部件容易疲

劳损坏，断裂、表面剥落等；零部件容易摩擦损坏等等。这些问题的出现，都是机械零部件

传统的设计局限性所产生的。机械机械零部件设计是人类为了实现某种预期的目标而进行的

一种创造性活动。传统机械机械零部件设计的特点是以长期经验积累为基础，通过力学、数

学建模及试验等所形成的经验公式、图表、标准及规范作为依据，运用条件性计算或类比等

方法进行设计。传统设计在长期运用中得到不断的完善和提高，目前在大多数情况下仍然是

有效的设计方法，但是它有很多局限：在方案设计时凭借设计者有限的直接经验或间接经验，

通过计算、类比分析等，以收敛思维方式，过早地确定方案。这种方案设计既不充分又不系

统，不强调创新，因此很难得到最优方案；在机械零部件设计中，仅对重要的零部件根据简

化的力学模型或经验公式进行静态的或近似的设计计算，其他零部件只作类比设计，与实际

工况有时相差较远，难免造成失误；传统设计偏重于考虑产品自身的功能的实现，忽略人─

机─环境之间关系的重要性；传统设计采用手工计算、绘图，设计的准确性差、工作周期长、

效率低。

二、创新思维机械零部件的设计思想

机械零部件设计的本质是创造和革新。现代机械机械零部件设计强调创新设计，要求在设计

中更充分地发挥设计者的创造力，利用必威体育精装版科技成果，在现代设计理论和方法的指导下，设

计出更具有生命力的产品。

（一）运用创造思维

设计者的创造力是多种能力、个性和心理特征的综合表现，它包括观察能力、记忆能力、想

象能力、思维能力、表达能力、自控能力、文化修养、理想信念、意志性格、兴趣爱好等因

素。其中想象能力和思维能力是创造力的核心，它是将观察、记忆所得信息有控制地进行加

工变换，创造表达出新成果的整个创造活动的中心。创造力的开发可以从培养创新意识、提

高创新能力和素质、加强创新实践等方面着手。设计者不是把设计工作当成例行公事，而是

时刻保持强烈的创新愿望和冲动，掌握必要创新方法，加强学习和锻炼，自觉开发创造力，

成为一个符合现代设计需要的创新人才。

（二）运用发散思维

发散思维又称辐射思维或求异思维等。它是以欲解决的问题为中心，思维者打破常规，从不

同方向，多角度、多层次地考虑问题，求出多种答案的思维方式。例如，若提出将两“零部

件联结在一起”的问题，常规的办法有螺纹联结、焊接、胶接、铆接等，但运用发散思维思

考，可以得到利用电磁力、摩擦力、压差或真空、绑缚、冷冻等方法。发散思维是创造性思

维的主要形式之一，在技术创新和方案设计中具有重要的意义。

（三）运用创新思维

创造力的核心是创新思维。创新思维是一种最高层次的思维活动，它是建立在各类常规思维

基础上的。人脑在外界信息激励下，将各种信息重新综合集成，产生新的结果的思维活动过

程就是创新思维。机械机械零部件设计的过程是创新的过程。设计者应打破常规思维的惯例，

追求新的功能原理、新方案、新结构、新造型、新材料、新工艺等，在求异和突破中体现创

新。

三、科学的进行机械零部件设计

（一）把握机械零部件设计的主要内容

机械零部件设计是机械设计的重要组成部分，机械运动方案中的机构和构件只有通过零部件

设计才能得到用于加工的零部件工作图和部件装配图，同时它也是机械总体设计的基础。机

械零部件设计的主要内容包括：根据运动方案设计和总体设计的要求，明确零部件的工作要

求、性能、参数等，选择零部件的结构构形、材料、精度等，进行失效分析和工作能力计算，

画出零部件图和部件装配图。机械产品整机应满足的要求是由零部件设计所决定的，机械零

部件设计应满足的要求为：在工作能力上要求具体有强度、刚度、寿命、耐磨性、耐热性、

振动稳定性及精度等；在工艺性上要求加工、装配具有良好的工艺性及维修方便；在经济性

上的要求主要指生产成本要低。此外，还要满足噪声控制、防腐性能、不污染环境等环境保

护要求和安全要求等。这些要求往往互相牵制，需全面综合考虑。