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机械零部件的创新设计研究

摘要：机械零部件是构成机械产品的重要结构，机械产

品部件的设计情况直接决定了机械的质量、功能等特性，因此

机械零部件设计是机械制造业的灵魂。随着我国机械制造业的

迅速发展，现代机械零部件设计已逐渐向国际化过渡，在新时

期的机械产品零部件的设计中需要着重强调创新设计，零部件

设计者应充分发挥机械的创造力、想象力，在科学的设计理念

的基础上，利用先进的设计思想与方法进行产品零部件的创新

设计。文章首先对机械零部件的创新设计思想与创新方法进行

了论述，然后通过一个机械零部件创新的实例进行了详细的分

析，充分展示了创新零件设计带来的巨大社会效益与经济效

益。

机械零部件;创新设计;机械制造

随着我国国民经济的快速发展与科学技术的不断进步，工

程领域技术变革不断推进，人们对机械设计的要求日益提高，

机械零部件设计作为综合性的创造作业需要不同学科知识的交

叉与渗透，要求机械设计具备较高的科学思维素养。近年来，

计算机辅助设计的发展解决了机械零件设计绘图与计算中的一

系列难题，而目前存在的问题是传统设计方式与先进科学技术

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之间的矛盾，传统机械零部件设计一般是利用标准以及设计规

范通过数学建模、工程力学等方式进行类比计算从而设计出零

部件的模式，但是这种方法在实践中暴露出一些问题，设计出

的机械存在较大误差，往往达不到零件的实际需要，因此对机

械零部件进行创新设计是现阶段设计师需要进行探索的内容。

1机械零部件创新设计的思想与理念

机械设计师对机械零部件进行创新设计的前提是拥有良好

的创造性思维，创造性思维等创造能力是受设计者个性、心理

等综合特征与能力决定的，包涵的内容很广泛，比如创造能

力、想象能力、记忆能力、观察能力、表达能力，还受到设计

者的兴趣爱好、思想信念等影响，机械设计师的能力突显并非

一朝一夕，需要通过长期的日常观察、思想与总结得到，通过

对有效设计信息的加工转换对机械零部件进行创新设计。

机械设计师的发散思维也是很重要的设计思想与能力，发

散思维指的是从不同的角度、方面、层次对问题进行全面的考

虑，通过得到的多种答案启发设计的灵感，也称作辐射思维。

比如在机械零部件创新设计过程中，设计师需要将两种零部件

通过焊接、胶接、铰接等联接方法联接起来，这时可以利用发

散思维进行思考，拓展出采用摩擦力、电磁力、压差等其他不

常用的方法。发散思维可以为机械设计提供新的设计理念，对

机械技术与方案创新提供了重要的途径。

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2机械零部件科学的创新方法

2.1控制机械零部件的失效形式

机械零部件的失效形式有很多种，常见的塑性变形、点

蚀、断裂、弹性变形、磨损等失效形式，一旦机械零部件出现

失效现象就不能正常工作。在对机械零部件进行设计过程中，

设计师需要预先对机械零部件的失效形式进行综合评估与分

析，结合机械实际的运行地点与工作情况进行全面的评估，只

有对失效形式进行全面掌握与了解才能采用有效的措施对失效

情况进行控制。机械评估过程中需要利用刚度与强度准则、机

械振动稳定性准则、耐热与耐磨性准则等计算准则进行机械设

计分析，及时采用相应的措施减少机械零部件的失效机率，延

长机械零部件的使用寿命，提高机械使用地稳定性。

2.2全面选择机械零部件设计方法

设计师在机械设计的过程中首先全面掌握的机械学理论，

熟知各种机械方法，扩展自身相关领域的知识面例如动力学与

结构力学、摩擦学、结构强度学等，还需要学习计算机辅助技

术，提高自身计算机运用能力，结合计算机技术与机械设计，

借助计算机技术提高机械绘图与计算的效率，为机械零部件设

计奠定基础。计算机辅助设计已成为机械零部件设计的重要部

分，推动着机械科学技术的进步与发展。

3机械零部件创新设计的实例与分析

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随着我国科技与经济的发展，煤炭行业的规模处于日益扩

大的态势，对煤炭需求的增加促进了煤炭产量的上升，对矿车

运输量与使用性能的要求进一步提高，因此对机械矿车进行创

新与改进成为必然趋势。相关设计人员在对机械矿车进行创新

设计过程中主要是对零部件进行相关的改进，目的是提高原有

矿车设备的使用效率，在降