机械创新设计总结

机械创新设计总结

机械创新设计作

1．详细论述机械设计的一般过程；

答：机械产品设计的过程是一个复杂的过程，不同类型的产品、

不同类型的设计，其产品的设计过程不尽相同。产品的开发性设计过程大致包括规划设计、方案设计、技术设计、施工设计及改造设计等三个阶段。

1 规划设计

1）市场调查

在明确任务的基础上，广泛的开展市场调查。其内容主要包括用

户对产品的功能、技术性能、价位、可维修性及外观等具体要求；国内外同类产品的技术经济情报；现有产品的销售情况及该产品的预测；原材料及配件供应情况；有关产品可持续发展的有关政策、法规等。 2）可行性分析

针对上述技术、经济、社会等各方面的情报进行详细分析并对开

发的可能性进行综合研究，提出产品开发的可行性报告，报告一般包括以下内容：

（1）产品开发的必要性，市场需求预测；

（2）有关产品的国内外水平和发展趋势；

（3）预期达到的最低目标和最高目标，包括设计技术水平、经济、社会效益等；

（4）在现有条件下开发的可能性论述及准备采取的措施；

（5）提出设计、工艺等方面需要解决的关键问题；

（6）投资费用预算及项目的进度、期限等。

3）技术任务书

技术任务书下达对开发产品的具体设计要求，它是产品设计、制造、试制等评价决策的依据，也是用户评价产品优劣的尺度之一。

技术任务书的具体内容主要包括：

（1）产品功能、技术性能、规格及外型要求；

（2）主要物理、力学参数、可靠性、寿命要求；

（3）生产能力与效率的要求；

（4）环境适应性与安全保护要求；

（5）经济性要求；

（6）操纵、使用维护要求；

（7）设计进度要求。

2 方案设计

市场需求的满足是以产品功能来体现的。实现产品功能是产品设计的核心，体现同一功能的原理方案可以是多种多样的。因此，这一阶段就是在功能分析的基础上，通过创新构思、优化筛选，取得较理想的功能原理方案。产品功能原理方案的好坏，决定了产品的性能和成本，关系到产品的水平和竞争力，它是这一设计阶段的关键。

方案设计包括产品功能分析、功能原理求解、方案的综合及评价决策，最后得到最佳功能原理方案。对于现代机械产品来说，其机

械系统（传动系统和执行系统）的方案设计往往表现为机械运动示意图（机械运动方案图）和机械运动简图的设计。

3 技术设计

技术设计的任务是将功能原理方案得以具体化，成为机器及其零部件的合理结构。在此阶段要完成产品的参数设计（初定参数、尺寸、材料、精度等）、总体设计（包括总体布置图、传动系统图、液压系统图、电气系统图等）、结构设计、人机工程设计、环境系统设计及造型设计等，最后得到总装配草图。

4 施工设计

施工设计工作内容包括由总装草图分拆零件图，进行零部件设计，绘制零件工作图、部件装配图；最后绘制总装图；编制技术文件，如设计说明书、标准件及外购件明细表、备件和专用工具明细表等。

5 改进设计

改进设计包括样机试制、测试、综合评价及改进，以及工艺设计、小批生产、市场销售及定型生产等环节。

根据设计任务书的各项要求，对样机测试，发现产品在设计、制造、装配及运行中的问题，细化分析问题。在此基础上，对方案、整机、另部件作出综合评价，对存在的问题和不足加以改进。工艺设计包括两方面的内容：

1）制定零件制造与装配工艺，设计与生产批量相适应的工艺装备及专用设备。

2）标准化、系列化检查，尽量采用标准化、系列化、通用化的另部件，所有文档资料符合标准化的要求。

通过小批生产及市场销售反馈对产品设计、工艺设计及生产规模实践考核，在进一步完善的基础上，进入定型生产。

必须强调指出，整个机械设计的过程的是复杂的，反复进行

的。在某一阶段发现问题，必须回到前面的有关阶段进行并行设计。因此，整个机械设计的过程是一个不断反复、不断修改、不断完善的过程，以期逐渐接近最佳结果。

2．论述机械创新设计的常用方法；

答：机械创新设计的常用方法有：智暴法，类比法，形态分析法，输入输出法等等

一．智暴法

智暴法又称智力激励法、BS法、自由思考法，是由美国创造学家A·F·奥斯本于1939年首次提出、1953年正式发表的一种激发性思维的方法。此法经各国创造学研究者的实践和发展，至今已经形成了一个发明技法群，深受众多企业和组织的青睐。

它的主要特点有以下几点： 1．联想反应。

联想是产生新观念的基本过程。在集体讨论问题的过程中，每提出一个新的观念，都能引发他人的联想。相继产生一连串的新观念，产生连锁反应，形成新观念堆，为创造性地解决问题提供了更多的可能性。

2．热情感染。

在不受任何限制的情况下，集体讨论问题能激发人的热情。人人自由发言、相互影响、相互感染，能形成热潮，突破固有观念的束缚，最大限度地发挥创造性地思维能力。

3．竞争意识。

在有竞争意识情况下，人人争先恐后，竞相发言，不断地开动思维机器，力求有独到见解，新奇观念。心理学的原理告诉我们，人类有争强好胜心理，在有竞争意识的情况下，人的心理活动效率可增加50%或更多。

4．个人欲望。

在集体讨论解决问题过程中，个人的欲望自由，不受任何干扰和控制，是非常重要的。头脑风暴法有一条原则，不得批评仓促的发言，甚至不许有任何怀疑的表情、动作、神色。这就能使每个人畅所欲言，提出大量的新观念。

二．类比法

类比是将一类事物的某些相同方面进行比较，以另一事物的正确或谬误证明这一事物的正确或谬误。这是运用类比推理形式进行论证的一种方法。

与其它思维方法相比，类比法属平行式思维的方法。与其它推理相比，类比推理属平行式的推理。无论那种类比都应该是在同层次之间进行。亚里士多德在《前分析篇》中指出：“类推所表示的不是部分对整体的关系，也不是整体对部分的关系。”类比推理是一种

或然性推理，前提真结论未必就真。要提高类比结论的可靠程度，就要尽可能地确认对象间的相同点。相同点越多，结论的可靠性程度就越大，因为对象间的相同点越多，二者的关联度就会越大，结论就可能越可靠。反之，结论的可靠性程度就会越小。此外，要注意的是类比前提中所根据的相同情况与推出的情况要带有本质性。如果把某个对象的特有情况或偶有情况硬类推到另一对象上，就会出现“类比不当”或“机械类比”的错误。

三．形态分析法

形态分析法是根据形态学来分析事物的方法。其特点是把研究对

象或问题，分为一些基本组成部分，然后对某一个基本组成部分单独进行处理．分别提供各种解决问题的办法或方案，最后形成解决整个问题的总方案。这时会有若干个总方案，因为是通过不同的组合关系而得到不同的总方案的。所有的总方案中的每一个是否可行，必须采用形态学方法进行分析。

瑞典的茨维基把形态分析法分为五个步骤：

(1)明确地提出问题．并加以解释，

(2)把问题分解成若干个基本组成部分，每个部分都有明确的定义。并且有其特性；

(3)建立一个包含所有基本组成部分的多维矩阵(形态模型)，在这个矩阵中应包含所有可能的总的解决方案；

(4)检查这个矩阵中所有的总方案是否可行．并加以分析和评价；

(5)对各个可行的总方案进行比较，从中选出一个最佳的总方案。此法最大的优点是对一项"未来技术"(即形态模型中的一个总方案)

的可行性分析．不足的是当组合个数过多时．即总方案的个数太多时．第四步的可行性研究就比较困难．这种方法既可用来探索新技术，亦可以估计出实现新技术的可能性，为探索未来描绘出一幅清晰的因果。

四．输入输出法输入输出法又称黑箱法，“黑箱法”是指一个系统内部结构不清楚.或恨（根）本无法弄清楚时,从外部输入控制信息,使系统内部发生反应后输出信息,再恨据其输出信息来研究其功能和特性的一种方法。

1945年，控制论创始人N.维纳提出了“封闭盒”概念及其研究途径。1948年，W.R.阿什比提出了黑箱概念，他说的黑箱就是维纳所说的封闭盒。所谓“黑箱”，就是指那些既不能打开，又不能从外部直接观察其内部状体的系统，比如人们的大脑只能通过信息的输入输出来确定其结构和参数。“黑箱”研究方法的出发点在于：自然界中没有孤立的事物，任何事物间都是相互联系，相互作用的。所以，即使我们不清楚黑箱的内部结构，仅注意到它对于信息刺激如何作出反映，主义到它的输入--输出关系，就可以对它作出研究。

黑箱法从综合的角度为人们提供了一条认识事物的重要途径，尤其对某些内部结构比较复杂的系统，对迄今为止人们的力量尚不能分解的系统，黑箱理论提供的研究方法是非常有效的。

3．应用形态分析法（形态学矩阵法）给出家用小汽车的设计方