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摘要：机械产品设计可以帮助产品进行功能创新与多样的提高，从而满足人们的实际使用需求。所以，设计人员在进行机械结构设计时需要时刻创新，确保机械结构除了高精准的特色之外，还有足够的创新性，进而才能在机械设备市场中站稳脚跟。机械产品的生产过程中结构的设计十分重要，结构设计的好坏决定了机械设备的性能，因此，设计时需要在材料、尺寸与多方面因素的基础上，进行设计质量的保障。基于此，本篇文章对机械结构设计中的创新设计应用进行研究，以供参考。
关键词：机械结构设计；创新设计；应用
引言
机械结构的创新是机械发展过程中的重要环节，其可以保证零件的有效组合与使用，进行机械质量与效率的提升，从而推动我国国民经济的稳定发展。设计人员在进行结构设计时，需要将专业的理论知识与实践经验进行有效的结合，激发其强大的创新能力，从变异化、性能化、宜人化与便捷化等方面进行结构矛盾的解决，将机械设备的安全性与可靠性提升，从而推动机械设备的不断发展与企业经济效益的有效提高。
1机械结构创新设计方式
1.1材料变元法
机械产品中的每个不同零件的原材料也是不同的。形状一致、材料却不同的零件在相同的机械结构中的作用也是不一样的，现在已经在机械创新设计构成中大量使用材料变元法。材料变元十分科学，可以将各个模块进行优化，再进行合理的组合，最终成为全新的产品。
1.2位置变元法
零件的位置若发生变化，那么同样数量与零件的机械产品也会发生功能与特性的改变，因此，设计人员需要进行机械结构设计过程中尺寸变元的保证，寻找最合适的零件尺寸，从而优化零件应用方案。除此之外，还需要进行零件性能的重视，对零件的尺寸与样式进行合理的改变，确保机械结构的正常运转。设计人员在设计机械结构时，需要尽可能的将零件尺寸进行缩小，再将机械结构设计进行模式化，让内部零件可以持续的协调与运行后，再将机械结构的外形进行缩小。
1.3尺寸变元
尺寸变元可以帮助部分元器件从形状发生，从而促进其优化目的。主要可以针对长、宽且高的元器件进行尺寸变元。部分机械生产技术在进行材料弹性的改变时，可以针对这些材料进行严格的计算与核查后再进行改变，减少因为材料不合格而引发的整体设计扭曲与变形情况。
2现状分析
回顾我国工业生产的全过程和工业发展简史历程，在20世纪40年代前后，大多数地区工业生产的全过程均一直处于完全手工操作生产状态。当时的工人们主要还是凭生产经验由专业工人自己控制进行生产，生产的全过程及其中的一些关键技术参数靠人工智力观察，生产的全过程靠大量人工智力去组织执行生产过程效率很低。而如今新的科学生产技术已经有了飞速的进步发展，在短短的几十年中生产操作过程管理有了深远的重大变革，自动化管理水平也在不断进步，自动化数控机床应运而生，其实现了生产过程管理控制的最大性优化，使企业在现代化集中生产调度中，实现过程管理与质量监控的有机结合。
3机械结构设计中的创新设计应用研究
3.1基于材料特性的创新
应根据功能要求合理选择材料类型、加工工艺及结构形式，并充分发挥所选材料的优势。零件结构应充分适应所选材料的力学性能、加工性能、使用成本等，还应适应其密度、硬度、强度、刚度、耐性、磨合性、耐腐蚀性、传导性等。1)利用脆性材料。根据抗压而不抗拉的特点，可令其工作时处于受压状态；可增大受力面积，以避开其应力集中严重的情况；根据其耐磨性强的特点，可令其改善轴承的工作性能和延长滚滑副结构的使用寿命。2)利用弹性材料。
根据其变形特点、大阻尼、热膨胀特性和泊松效应等，可实现一定的运动功能］；可补偿其他零件的安装变形、轴向位移、径向位移、角位移等；可实现相邻零件之间无滑动摩擦的相对微小转动或移动；可实现机械的缓冲吸振功能；可改变机械的固有频率，从而避免共振；可在其弹性范围内实现机械运动，从而简化结构、减少零件；可在载荷很小而空间较大的场合代替整个机构；可实现垂直于载荷方向且位移很小的运动，从而使机械结构简单、工作性能稳定；可根据环境变化实现具有控制或测量功能的机械运动，如双金属片控制开关；可制成各种弹簧实现大位移弹性运动，或提供弹性反力。3)利用弹性卡件。可简化机械结构，主要概括为以下4个方面：在受力不大的场合，直接卡在孔隙中代替密封结构；在经常装拆的场合，代替整个连结组件，如用弹性卡扣件代替整个连结螺栓组；对于弹性变形量大的塑料零件，可利用弹性变形简化连结结构；对于具有形状记忆功能的弹性卡件，可省去连结及紧固结构等。
3.2数控机床机械结构设计和制造技术优化的措施
3.2.1设计较为轻型化的结构
在优化数控机床设计的过程中注意让整个机床能够更好地达到动态和静态的性能指标，使得机床内部的部件尽可能朝着轻型的方向发展。如果能够让数控机床内部构造的刚度朝着更轻的方向发展，一方面可以减少驱动的功率，更可以有效地减少材料的使用量。随着数控机床内部的壁厚不断地增加，其机床内部结构的刚度其实也会不断地降低。因此，专业人员在设计数控机床时一定要准确合理地设计整个数控机床的主要形状，并让其朝着轻型化的方向发展。
3.2.2对机床结构进行建模和仿真优化设计
在实际设计机床时，专业的人员需要在较短的时间内先考虑存在于机床内部产品的性能，并在设计的过程中寻找设计产品的思路。例如，在进行实体建模时可以先分析整个床内部的不同要求再直接建立对应的模型。更可以通过次要改静力学分析、动态设计和其他分析方法来设计不同类型的机床结构和性能参数，最终才能够使得整个机床的结构变得更加合理。例如，如果数控机床内部的刚度没有发生变化，如果体积变得更小，则可以在一定程度上更好地减轻整个机床的质量。如果数控机床自身的体积没有直接发生变化，却让其刚度达到最大化，则会在最短的时间内防止机床出现变形的现象。而如果直接保持数控机床的体积不变，再直接提高其内部的固有频率，自然就可以直接提升整体的动态性能。因此，实践中需要通过不断地优化不同的设计过程才能够保证数控机床的整体性能。
3.3.3数控机床制造技术的新动态
在生产行业的发展历史中，生产方式也在进行不断的创新的转变，因此自动化数控机床被研发并投入使用，以其极高的生产效率受到企业的好评，就安全性能来讲更是无可挑剔的选择。但现阶段我国大多企业在生产中引进创新方法的意识不足，仍沿用传统的生产方式，难以使企业的发展跟上时代的脚步。因此要想解决这一问题需要加大创新的投资，为技术人才提供更完善的培训体系，保证其具备极高的专业素养，以此带动科技的发展和企业的进步。
结束语
总而言之，机械结构的创新都具有实用价值和申请专利的实力，比如增强维修能力的双头螺柱结构。在机械的零件结构设计中，以创新性、可行性、可靠性和合理性为目的，突出零件结构的优势，可增强机械产品的市场竞争力。
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