第一章机械创新设计技术资料重点
机械创新设计知识点
机械创新设计知识点机械创新设计是机械工程领域的重要内容之一，它涉及到机械产品的创新与设计，旨在提高机械产品的性能和功能，满足不断变化的市场需求。
本文将介绍一些机械创新设计的知识点，包括设计理念、设计流程和创新方法等。
一、设计理念1. 用户体验：机械产品的设计应以用户体验为中心，关注用户的需求和感受。
通过人机工程学的方法，提高产品的易用性和舒适性，增强用户对产品的好感度。
2. 产品生命周期：机械产品的设计不仅仅关注产品的性能，还应考虑产品的整个生命周期。
从原材料选择、制造工艺、使用寿命到产品的回收利用，都需要在设计阶段综合考虑。
3. 可持续发展：机械创新设计应注重生态环境保护和资源的有效利用。
通过采用节能环保技术和材料，减少对环境的污染，提高资源利用率，实现可持续发展。
二、设计流程机械创新设计的设计流程一般包括以下几个阶段：1. 需求分析：了解用户需求，明确产品的功能和性能要求。
通过市场调研和用户反馈等方式，获取对产品的需求信息。
2. 概念设计：根据需求分析的结果，进行创意激发和概念设计。
通过脑力激荡和头脑风暴，产生多个创新的设计方案。
3. 详细设计：在概念设计的基础上，进行详细设计。
包括结构设计、材料选择、工艺设计等。
设计师需要结合工程原理和现有技术，制定具体的设计方案。
4. 仿真验证：通过计算机仿真和实验验证，对设计方案进行评估和修正。
确保设计的可行性和稳定性，满足产品性能要求。
5. 制造生产：根据最终设计方案，进行产品的制造和生产。
包括制造工艺的确定、零部件的加工和装配等。
6. 测试验收：对制造的产品进行测试和验收。
包括功能性测试、性能测试和可靠性测试等。
确保产品符合设计要求和标准。
三、创新方法机械创新设计涉及到创新思维和创新方法，以下是几种常用的创新方法：1. 换位思考：将自己置于用户的角度，思考用户的需求和问题。
通过换位思考，可以发现用户的痛点和需求，从而提出更好的设计方案。
2. 借鉴其他领域：机械创新设计可以借鉴其他领域的思想和方法。
1机械创新设计-第一章
第一章 机械创新设计基础知识
•2.机械运动的调速与控制 •(1)调速电机——改变电机的工作速度，使电机 能在低速大扭矩的条件下工作，是最理想的调速 方式。 •(2)齿轮减速器
第一章 机械创新设计基础知识
•(3)其它减速装置——各类带传动、链传动、摩 擦传动都可起到减速作用。 •(4)变速器 有级变速 无级变速
第一章 机械创新设计基础知识
•(8)间歇运动机 构的基本型—— 指当主动件作连 续运动时，从动 件则随之出现周 期性停歇状态的 机构 •(9)气、液传动机构的基本型——由气压(b)、 液压(a)传动系统控制气缸、液压缸输出动力的机 构 •(10)电磁传动机构的基本型——由电气传动系 统控制电磁开关等动作的机构
第一章 机械创新设计基础知识
第二节 机械运动与控制 •一、机械运动形态
若不考虑空间运动则机械运动形态只有定轴 转动（含摆动和间歇转动）、往复移动及平面运 动三种。 •1.匀速转动机构——能将主动件的连续匀速转动 变换为从动件的连续匀速转动的机构。如齿轮传 动机构 •2.非匀速转动机构——能将主动件的连续匀速转 动变换为从动件的周期性角速度变化的转动的机 构。如非平行四边形双曲柄机构
第一章 机械创新设计基础知识
•(4)摩擦轮传动机构——由两个相互压紧的摩擦 轮组成，主动轮依靠摩擦力作用带动从动轮(图 a) •(5)带传动机构的基本型——利用皮带作为连接 主、从动轮的挠性件，依靠带与带轮之间的摩 擦力来传递运动的机构(图b) •(6)链传动机构的基本型——由链轮与链条组成 的具有中间挠性件的啮合传动机构(图c) •(7)螺旋传动机构的基本型——由螺杆和螺母组 成的螺旋副传动机构(图d)
第一章 机械创新设计基础知识
•二、创新思维
工程技术人员的创造力是多种能力、个性和心 理特征的综合表现，包括观察、记忆、想象、思维、 表达、自我控制等能力，文化素质、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，这些能力和素质，经过学习和 锻炼，都是可以改善提高的。 工程技术人员应该具备丰富的知识和经验、高 度的创新精神、健康的心理品质、严谨而科学的管 理等条件，自觉地开发和提高自己的创造力。 注意：要尽力克服思想僵化和片面性，树立辨证观 点；摆脱传统思想的束缚，不盲目相信权威；消除 胆怯和自卑；克服妄自尊大的排他意识，注意发挥 群体的创造意识。
机械创新设计第一章-绪论PPT课件
计算机辅助设计
优化设计
虚拟设计
现代 设计 方法
并行设计
可靠性设计
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第二节 常规设计、现代设计与创新设计
三、创新设计
创新设计是指设计人员在设计中发挥创造性，提出新 方案，探索新的设计思路，提供具有社会价值的、新颖 的而且成果独特的设计成果。
其特点是运用创造性思维，强调产品的独特性和新颖 性。其特别强调人在设计过程中，特别是在总体方案、 结构设计中的主导性及创造性作用。
机械加工方法
椰子
化学方法生产 21 -海量PPT模板免费下载
第三节 机械创新设计的内容
一、有关机构的几个名词术语
（1）机构
机器中执行机械运动的装置。
（2）最简机构
发现
发明
创造
创新
原本早已客观 存在的事物， 经过人们不断 努力和探索后 被人们认知的 具体结果。
人们提出或完 成原本不存在 的、经过不断 努力和探索后 提出的或完成 的具体结果。
完成新成果的 过程，但这种 新成果可能有 一定的参照物， 而不强调原本 不存在的事物。
提出或完成 具有独特性、 新颖性和实 用性的理论 或产品的过程。
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第二节 常规设计、现代设计与创新设计
2、现代设计方法
采用计算机仿真、优化设计等现代设计方法，可减少消耗 、提高产量，但产品的工序基本同常规设计，生产机械的 本质没有变化。
3、创新设计方法
第一道工序：清洗→设计清洗机。 第二道工序：粉碎、过滤去皮、沉淀制浆、通过型板压制 成条状。
在设计领域中，提出的新的设计理念、新的 设计理论或设计方法，从而得到具有独特性 和新颖性的产品，达到提高设计的质量、缩 短设计时间的目的。
机械创新设计要点
一．现代教育创新设计的五大特征。
1．教育的指导性。
打破采用注入式，统一发式塑造学生的局面，强调发挥学生特长，主动学习。
教室熊传授知识的权威变成知道学生学习的顾问。
2．教育的综合性。
不满足于传授和掌握知识，强调培养综合运用知识解决问题的能力。
3．教育的社会性。
教育有封闭的校园转向开放的社会，由教室转向图书馆，工厂等社会活动领域，借助现代高科技信息网络技术促进远程高等教育的发展。
4．教育的终身性。
信息时代的来临，使人类进入了知识经济的新时代，知识的迅速更替，创新的不段加强，使人们的学习行为为普遍化和社会化。
为了生存竞争，必须不断学习，将一次性的学校教育转化为全社会的终身教育。
5．教育的创造性。
为适应高科技高速发展和社会竞争的需要，建立重视能力培养的教育观，致力于培养学生的创新精神和提高创造性。
二．设计包括哪些基本过程，为什么把施工设计列为其中？答：1.创新设计过程一般分为产品规划，方案设计，技术设计和施工设计四个阶段2. 因为施工设计阶段是在装配图设计的基础上，根据施工的需要产生零件图，按成全部设计图样，并编制设计说明书，使用说明书及其他设计文档。
在产品投产前要通过产品试制，检验产品的加工性和装配工艺，根据试制工程进行产品的成本计算，对产品设计提出修改意见，进一步完善产品设计，通过计算机辅助设计的优势，可以提高设计速度，提高设计质量，充分调动分布在不同地域的优质资源，缩短设计周期，保证设计的有效性。
三．简述创造性思维的四大特征。
1.思维结果的新颖性，独特性。
思维的结果是过去未有过的，也可以使主体对知识，经验和思维材料进行新颖的综合分析，抽象概括，已达到人咧思维的高级形态，它包括着新的因素。
2.思维方法的灵活性，开放性。
对于客观事物或问题，表现出勇于突破思维定..,善于从不同的角度思考问题，善于提出多种解决方案；能根据条件的发展变化及时改变先前的思维过程，寻找解决问题的新途径。
3.思维的潜意识自觉性。
机械创新设计考点
最间机构：把由2个构件和1个运动副组成的开链机构称为最简单的机构
基本机构：把含有3个构件以上且不能再进行拆分的闭键机构称为基本机构
基本机构的组合：一是各基本机构之间没有互相连接，而是各自单独动作，但各机构的运动关系满足一定协调关系的机构系统。
二是各基本机构通过某些连接方式组成一个机构系统。机构之间的连接方式主要有串联组合，并联组合，叠加组合，封闭组合四种。
转动副：连接两个相对运动为转动的运动的副。
移动副：连接作相对移动的两构件的运动副。
导轨截面的基本形式：V形，矩形，燕尾形，圆形。
V形：导轨磨损后可自动补偿，故导向精度较高。
矩形：结构简单，制造，检验和修理较易。缺点是磨损后不能自动补偿间隙，用镶条调整时，会降低导向精度。
燕尾形：主要优点是结构紧凑，调整间隙方便，缺点是几何形状比较难于达到很高的配合精度，并且导轨中的摩擦力较大，运动灵活性较差。
附加机构：安装在基础机构可动机构上面的机构称为附加机构
机构叠加组合分类：Ⅰ型：动力源作用再附加机构上。即主动机构为附加机构。Ⅱ型：附加机构和基础机构分别有各自的动力源。
机构的封闭组合：一个两自由度机构中的两个输入构件或两个输出构件或一个输入构件和一个输出构件用单自由度的机构连接起来，形成一个单自由度的机构系统，称为封闭式连接。
机械运动系统：机器中的传动系统和工作执行系统统称为机械的运动系统。
机械控制系统中所应用的控制方法主要有：机械控制，电气控制和自动控制。
机械系统运动方案的评价指标体系：1功能2技术3经济4绿色
机械系统运动方案评价指标：1完成实现功能目标情况（指完成机械功能的好坏）2工作原理的先进程度3工作效率的高低4运转精度的高低5方案的复杂程度6方案的实用性7方案的可靠性8方案的新颖性9方案的经济性，10方案的绿色性。
机械创新设计(较完整版)
机械创新设计(较完整版)第一讲1、机械创新设计与现代设计、常规设计有什么差异和关联？创新设计方法:充分发挥设计者的创造力,利用人类现有相关科学技术知识,实现创新构思,获得新颖性、创造性、实用性成果.特点：强调发挥创造性，提出新方案，提供新颖。
独特的设计方法，获得具有创新性、新颖性、实用性的成果。
现代设计:以计算机为工具，运用各类工程应用软件及现代设计理念进行的机械设计。
常规设计：常规设计是以应用公式、图标为先导，已成熟的技术为基础，借助设计经验等常规方法进行设计关联：机械常规设计始终是最基本的机械设计方法，在强调现代设计、创新设计时不可忽视其重要性。
创新设计的基础——常规、现代设计方法的综合、灵活运用。
现代设计方法仅仅借助了先进、高效的计算机应用手段，提高了设计过程的效率，但没有脱离常规设计的思维。
2.现代创新人才应具备那些基本素质？(1) 具备必须的基础知识和专业知识(2) 不断进取与追求的精神(3) 合理的创新思维方式（突破传统定式）(4) 善于捕捉瞬间的灵感（创新的必备条件）(5) 掌握一定的创新技法3.学习机械创新设计的内容有那些？1.机构的创新设计2.机构应用创新设计3.机构组合设计产生新机构系统4.机械结构的创新设计5.利用反求原理进行创新设计6.利用仿生原理进行创新设计第二讲1简述创造性思维四大特性(方法的开放性；过程的自觉性；解决问题的顿悟性；结果的独特性)。
影响创造性思维形成与发展的主要因素包括哪些？(1)天赋能力：与生俱来的所有神经元(2)生活实践：后天实践活动具有的重大意义(3)科学地学习与训练科学、简单易行的专业学习与训练2．了解和阐述创造性思维、创造活动、创造能力三者的关系。
3.理解综合、分离创造原理的特性和基本实施途径。
概念：有目的的将复杂对象分解，提取核心技术，并利用于其他新事物。
特征：1）与综合创造原理对立，但不矛盾；2）冲破事物原有形态的限制，在分离中产生新的技术价值；3）实质上综合法与分离法两者无明显界限，实践中常常相互贯穿，共同促成新事物。
机械创新设计复习手册
机械创新设计复习手册第一章绪论第一节创新与创新方法1、发现是指原本早已存在的事物，经过人们不断努力和探索后被人们认知的具体结果。
2、发明是指人们提出或完成原本不存在的、经过人们不断努力和探索后提出的或完成的具体结果。
3、创造也是一种完成新成果的过程，但可能具有一定的参照物，而不强调原本不存在的事物。
4、创新是指提出或完成具有独特性、新颖性和实用性的理论或产品的过程。
5、创新与创造关系：无本质差别，创新是创造的具体实现。
但创新更强调创造成果的新颖性、独特性和实用性。
6、从创新内容分，创新分为知识创新、技术创新、应用创新。
技术创新：针对具体的事物，提出并完成具有新颖性、独特性和实用性的新产品的过程。
应用创新：把已存在的事物应用到某个新领域，并发生很大的社会与经济效益的具体实现过程。
7、创新方式：其一是由无到有的创新，其二是由有到新的创新。
8、设计指根据社会或市场的需要，利用已有的知识和经验，依靠人们思维和劳动，借助各种平台（数学方法、实验设备、计算机等）进行反复判断、决策、量化，最终实现把人、物、信息资源转化为产品的过程。
9、创新设计：是指在设计领域中，提出的新的设计理念、新的设计理论或设计方法，从而得到具有独特性和新颖性的产品。
10、机械创新设计：是指机械工程领域内的创新设计，它涉及机械设计理论与方法的创新、制造工艺的创新、材料及其处理的创新、机械产品维护及管理的创新。
第二节常规设计、现代设计与创新设计1、机械设计方法可以分为正向设计和反向设计，正向设计可以分为常规设计、现代设计和创新设计。
2、常规机械设计方法是依据力学和数学建立的理论公式和经验公式为先导，以实践经验为基础，运用图表和手册等技术资料，进行设计计算、绘图和编写设计说明书的过程。
3、现代设计方法强调以计算机为工具，以工程软件为基础，运用现代设计理念进行的机械设计。
4、机械创新设计是指充分发挥设计者的创造力，利用人类已有的相关科学技术知识，进行创新构思、设计出具有新颖性、创造性及实用性机械产品的一种实践活动。
机械创新设计复习资料(高度整合版)【范本模板】
1. 什么是机构的演化或变异？什么是反求工程？机构的演化或变异是指以某机构为原始机构，在其基础上对组成机构的各个元素进行各种性质的改变或变换，而形成一种功能不同的机构。
把别的国家的科技成果加以引进，消化吸收,改进提高,再进行创新设计，进而发展自己的新技术，称这一过程为反求工程。
2。
什么是机械?机械的特点有哪些方面？机械是用来传递运动或动力的能完成有用机械功的装置，用来变换或传递能量、物料与信息.其特点如下：1）机械首先必须是执行机械运动的装置。
2）机械必须进行物料或信息的变换与传递,并完成有用的机械功。
3）机械中必须要完成能量的转换。
3。
为设计一个性能质量好，经济效益高的机械产品，在拟定机械的功能目标时必须注意哪五个方面的问题？答：1。
拟定功能目标要进行可行性分析2.拟定功能目标要分清主次，要利于功能的实现3.拟定功能目标要利于扩大设计思路4。
拟定功能目标要具有一定的超前意识5。
拟定功能目标要注意产品的生命周期循环问题4。
列举七种以上能够实现从连续转动到连续转动运动变换机构。
答:1．齿轮传动机构2．摩擦轮传动机构3．瞬心线机构4．连杆机构5．带传动机构6．链传动机构7．绳索传动机构8．液力传动9．钢丝软轴传动机构10．万向联轴器5. 什么是定向思维、逆向思维、形象思维和抽象思维?定向思维：基本上属于逻辑性思维一类。
其思维过程总是通过寻找合乎逻辑的、成熟的或常规的方法或途径，循序渐进地推断和认识事物。
逆向思维：是一种反逻辑和反常规的思维方式，其思维常摆脱正常的思考途径，以背逆正常思索途径来寻找解决问题的方法。
形象思维:这种思维形式表现为对事物表面特征的记印,对感知过的形象进行加工、改造，通过联想、想象，从而创造出新形象的过程、想象是形象思维的一种基本方法。
抽象思维：它是凭借概念、判断、推理来概括事物的本质，揭示各事物之间的联系与差距,从而推断出事物具有的新概念的思维模式。
6. 设计增力机构将铰链四杆机构ABCD与摇杆滑块机构EFG串联组合成一个机构，实现滑块G的输出力Q增大。
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• 创新法则：思维发散
创新案例f：另类测量
• 化工厂车间里，一种强腐蚀性的液体装在一个巨大的容器 中，生产时，让液体从容器流向反应器，但进入反应器的 液体量需要进行精确的控制。有两个问题：1.不论玻璃的 或金属的测量仪器都会很快被腐蚀。2.容器很大，高度变 化微小，且容器上端紧靠天花板，测量不方便。
• 现行教育体系不太适合培养创新型人才，在家长，学校和 社会的共同努力下，我们变得“安分守己”，不再“胡思 乱想”，几乎失去了应有的创新思维：
• a 当面临某个现实问题或具体事物时，往往会不假思索 地把它们纳入已经习惯的思维框架，并沿着已经习惯的思 维轨迹对他们进行思考和处理。
• b 我们一般以书本的是非为是非，按书本所讲授的模式 去思考、办事。
• 创新法则：组合创新
制造企业技术创新存在问题
观念与认识
环境
• 对创新概念认识不足 • 创新思维缺失
基础与支撑
• 基础技术发展滞后 • 缺乏对自主创新能力研究
• 政策支持力度不够 • 创新主体不明确 • 科研资金投入不足 • 人才匮乏和流失 • 缺乏交流与合作
关于创新概念认识
• a 创新与我无关，创新是有特殊的人群完成的，而不是 普通人的事情。其实不然，每个人都可以的，只是创新的 领域和层次不同而已。
• 创新法则：演化变异
创新案例b：希尔顿酒店的创始
• 著名的希尔顿酒店创始于20世纪20年代，当时，他看中一 块商业“风水宝地”之后，发现买表下这块地要30万美元， 而他只有5000美元，买下地后还要大量的资金投入，面看 起业这个项目显然不行。
• 他是这样做的，首先，把30万地皮费分成每年每月，他对 土地所有人说：“我租用你的土地，90年，每年给你三万， 按月支付，共270万，一旦我支付不起，你可以拍卖酒 店。”对方感觉占了个大便宜。而后希尔顿又把自己开酒 店的方案讲给一个投资人听，很快达成协议，酒店如期建 成，并最终成为世界级酒店，而希尔顿也成为世界顶级富 豪。
• 创新法则：分解组合
创新案例c：秘密的上油方法
• 板加温来轧制钢管，轧制完成后，需要在冷却前给钢管内 壁涂上一层均匀的润滑油。这个涂油工作看起来似乎比较 简单，但是实现起来却比较复杂。需要设计制造一台专用 的可移动机器进入钢管内，完成涂油工作。由于是在管内 壁作业，是非平面涂油，所以涂油的速度比较慢，导致整 个轧致生产的速度下降，影响生产效率。
创新案例a：旋转式内燃机
• 往复式内燃机虽然取代了蒸汽机成为应用广泛的动力机， 但也存在很多缺点：首先，其工作机构多、零件多、结构 复杂，并且摩擦损耗会降低机械效率。其次，活塞往复运 动造成较大的往复惯性力，系统易产生强烈振动，限制了 转速的提高。此外，往复式内燃机还有一套较复杂的配气 机构。
• 1945年，德国的汪克尔发明旋转式内燃机，取消了曲柄连 杆机构、气门机构等，能实现高速化，重量轻（比往复式 内燃机下降1/2—2/3），结构和操作简单（零件数减少 10%，体积减少50%）,在大气污染方面也有所改善。
• b 先赶上别人，然后才能进行创新，创新需要在同一水 平上才能进行，才有资格。有些时候正是由于创新才使弱 的一方得以赶上甚至超过强的一方。
• c 等知识和经验积累到了一定程度，创新就可以水到渠 成，一蹴而就。简单的创新可以这样认为，但我们要充分 认识到创新的长期性和艰巨性：创新：需要耐心。
关于创新思维
• c 一般情况下，经验是十分宝贵的，它可以使人们在处 理日常事务时快捷便当，在决策时减少失误。
关于基础技术
• 整体制造水平仍处于机械化生产为主的阶段，各类主要基 础件的性能指标大体相当国外20世纪70～80年代水平。工 业发达国家在成熟的共性基础技术和关键技术基础上，正 向定制化、智能化、集成化方向发展，而我国整体尚处于 单机自动化、刚性自动化的阶段，自动化技术水平较低、 系统集成能力差。
• 这种滞后严重影响了以此为基础的企业自主创新能力的多角度研究及其学术观点无疑对 促进我国企业自主创新能力的提高有重要作用，能够为该 领域的的研究提供许多重要的基础性资料和在研究思路与 研究方法方面的启示。但这方面做得还不够：
• a 企业自主创新能力的研究成果仍然有限，且定量研究的 比例偏小。
• 利用振动原理，测量容器中液面以上的空气部分的共振频 率，得到空气部分的变化量，从而准确推算出液面的细微 变化量。
• 创新原则：逆反
创新案例g：太阳能汽车
• 太阳能汽车是一种靠太阳能来驱动的汽车。相比 传统热机驱动的汽车，太阳能汽车是真正的零排 放。正因为其环保的特点，太阳能汽车被诸多国 家所提倡，太阳能汽车产业的发展也日益蓬勃。
• 他把这个沙丘保持稳定的这种特性用流体学的角度解开了， 然后把这个原理用到了飞机发动机的火箭稳定器上，这样 就获得了比较突出的进展。
• 创新法则：移植
创新案例e：飞机的运输
• 一架巨型运输机在起飞后出现了故障，紧急迫降在距离飞 机场200公里外的空地上。经过检查，发现飞机机体上出 现了许多裂纹和损坏，必须将飞机送往工厂进行维修。这 架运输机非常重，如何运送成为问题。
• 有人制作一种上面涂好润滑油的纸带，直接贴到钢板上， 纸会在高温下燃烧，剩下的只有润滑油了。这个纸带作为 一次性用品，起到均匀分配润滑油的作用。
• 创新法则：联想旁通
创新案例d：沙丘与稳定器
• 中国工程热物理及流体力学专家高歌， 1968年一到1978 年，在青海沙漠地区工作，沙漠里有新月形的沙丘，有一 个很奇怪的特性，无论风多大，这个沙丘依然保持着它原 有的月牙形状。
• b 缺乏从投融资制度创新的角度来研究提高机械制造业企 业自主创新能力的研究
• c 缺乏通过产权制度创新来促进和推动技术自主创新的制 度安排的研究
• d 缺乏从节约交易成本的角度分析机械备制造业实现技术 创新途径选择的合理性的研究
关于政府政策
• 政府应为技术创新创造良好的政策环境，在技术创新中起 引导支持服务作用：