机械现代设计与创新设计
现代设计方法在机械创新设计中的研究
论、方法 、技术原理等 ），进行创 新构思 ，设计 Ｈ具有新 颖性 、创造 性及实用性 的机构或机械 产 品 （ 置 ）的一种 实践活动 。它包含两 个部分 ：一是 改进完善生产 或生 ｛ 装 活中现有机械产 品的技术性 能、可靠性 、经济性 、适用 性等；二 是创造 设计 出新机器 、新产 品，以满足新 的生产或生活 的需要。
参考文献 ：
［］ １ 陈立 德，机械 设计基础 ，北京 ：高等教育 出版社 ，２ ０ ． ０７
［］ ２ 罗绍新，机械创 新设计 ［］ 北 京：机械工业 出版社 ，２ ０ ． Ｍ． ０３ ［］ ３ 陈屹、谢华 ，现代 设计方法及其应用 ［］ 北京 ：国防工业 出版社 ，２ ０ ． Ｍ． ０４ ［］ 兆庆，周济 ． ４潘 现代设计方法概论 ［］ 北京：机械工业出版社，１ ９ ． Ｍ． ９１ ［］ 慧君，机械 系统概念设计 ［ 北京 ：机械 工业 出版社 ，２ ０ ． ５邹 岫． ０３ ［］ 秉枢 ，现代Ｃ Ｄ ６童 Ａ 技术 ［］ 北京：清华大学出版社 ，２ ０ ． Ｍ． ００
８ ）微型 机 电 系统 的 设计 理 论及 设 计方 法 和技 术 的研 究 ，如 智 能计 算 、 纳 米技 术、微 型 机器 人系 统及微 型机 械 系统 的设计 计算 。 ９ ）面 向生 态环 境 的 绿色 设 计理 论 与方 法 的研 究 ，如 绿产 过程 的设计 、产品 的可 回收性 设 计等 。
体 力劳 动 。为 了提 高 设计 效率 ，寻求 科 学 的设计 方 法和 有 效 的设 计工 具成 为
ＱＤ Ｐ ）等 生产 管理 中的设 计技 术 ，应依 据 国情 和 市场 的动 态变化 研 究将这 些技
术 贯彻 到生产 过 程中 。
人 们努 力 的 目标 ，而 设计 自动 化 则是 人类 最 终 的理 想设 计 方法 。设计 的科 学 性 ，一 方面 使 得人 们 能够 从系 统 的角 度 更好 地 认识 设计 ，减 少 不 良设 计 的 出 现 ，另 一方 面 也使 得人 们 寻求 设 计工 具 的愿 望 成为 可 能 。因此 ，满足 机械 创 新 设计 需求 的 ｃＤ Ａ 技术 既 是 实际 设计 工 作 的需 要 ，也 是ＣＤ 术 未来 的 发展 方 Ａ技 向。
机械常规设计、现代设计、创新设计
机械设计方法论述及展望【摘要】基于机械工业的快速发展，机械设计方法的不断更新，本文简要阐述了各种机械设计方法的特点及基本规律，并结合具体的实力来说明其具体的应用。
此外，本文还对各种设计方法的前景进行了展望，使我们对各种设计方法有了基本的掌握。
【关键词】常规设计，创新设计，现代设计，设计方法，应用一、引言机械作为人类文明中的一个不可或缺的元素，一直在人类发展中起着极大的推动作用，它从某种程度上把人类从繁重、繁琐的劳动中解放出来，是人们能有更多的时间来从事娱乐、科研等活动。
机械工业的快速发展当然离不开机械设计，而设计必然与设计方法紧密结合在一起。
人们在进行机械设计过程中发现机械设计其实存在一些共同的地方，而这些共同的地方就构成了机械设计方法。
下面我们将从三个方面来了解三种机械设计方法。
它们分别是常规设计、创新设计和现代设计二、常规机械设计机械设计已有几百年的实践历程，形成了一些常规的机械设计方法，概括起来有以下几种：1．理论设计方法理论设计是根据长期总结出来的设计理论和实验数据进行的设计。
理论设计可以分为设计计算和校核计算两部分。
(1)设计计算设计计算按照已知的运动要求、载荷情况及零部件的材料特性等，经过计算确定零部件的尺寸和形状，如转轴的强度、刚度计算等。
(2)校核计算校核计算先根据类比法、实验法等方法初步定出零部件的尺寸和形状，再用理论公式进行校核。
它多用于结构复杂，应力分布情况复杂，但又能用现有的应力分析方法(以强度为设计准则时)或变形分析方法(以刚度为设计准则时)进行计算的场合。
理论设计方法一般可以得到比较精确而可靠的结果，重要的零部件设计大都选择这种方法。
2．经验设计方法经验设计是根据使用经验而归纳出的经验关系式，或根据设计者本人的工作经验用类比的办法进行的设计。
经验设计方法适用于一些次要的零部件，或者对于一些理论上尚不够成熟的，或虽有理论但没有必要用理论设计的零部件设计。
经验设计方法对那些变动不大、结构形状已经典型化的零件是一个行之有效的方法。
机械创新设计反求设计与创新课件
机械创新设计产反求品设生计与产创新
变异设计
❖ 8.1.3 反求设计的研究对象 从工程技术角度分析，反求设计的研究对象一般分为三类。
它们分别是实物反求、软件反求和图片反求。反求对象应该 是比较先进的技术或产品；也可能是自然界的产物，例如反 求人体结构进行再植手术等。
机械创新设计反求设计与创新
材料的组织结构是指材料的化学成分及结构组织情况，可用显微镜观察，然后通过 计算机描述。
材料的工艺反求是指材料的成形方法，包括铸造、锻压、挤压、烧结、各种机加工 以及各种热处理等。
材料的力学性能反求可以通过各种测试仪器，如应力应变仪、硬度计等进行测量， 通过对材料各种力学性能的测试还可以反求出材料的热处理方法，以及材料的主要成 分。
机械创新设计反求设计与创新
➢ 2．功能原理的反求
功能原理的反求也是一个分析过程。对于一个已知产品，其总功 能是已知的，但深入分析其组成结构时，会发现产品的各组成部分的 分功能，乃至功能元并非全了解，因此很有必要首先分析组成产品各 部分存在的意义。其次应深入分析实现这一功能的工作原理，是简单 的机械效应，或是气动与液压的效应，还是电磁等效应；是采用了分 割，还是合并原理等。掌握了功能原理，就可以变被动为主动，开发 出实现同样功能的不同原理解，也就实现了从反求到创新的过程。
❖ 8.1.2 反求设计的含义 人们通常所指的设计是正设计，是由未知到已知和由想象到现实的
过程。当然这一过程也需要运用类比、移植等创新技法，但产品的概 念是新颖的，是独创的。
反求设计则不然，虽然为反设计，但绝不是正设计的简单逆过程。 因为针对的是别人已知和现实的产品，而不是自己的，所以也不是全 知的。是一个虽然知其然，但不知其所以然的问题。因为一个先进成 熟的产品凝聚着原创者长时间的思考与实践、研究与探索，要理解、
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。
浅谈现代机械设计的特点及创新
现有资源逐 步推进创新 的发展 ， 要能够从不 同的角度和层面去
平 以及 社会发展 条件 的多方面 限制 ，始终依赖 经验 的堆积 ， 发 展速度十 分迟缓 。由于依靠 从业人员 的设计 经验 能够使机械 设
识 。传 统 理 念 以及 经 验 束 缚 了 机 械 设 计 的 创 新 脚 步 。由 于 设 计 的诸 多 弊 端 ， 在 实 际投 产 后 所 收 到２ ． １ 现代机械 的特 点
在这 一方面 则 比较灵活 ， 方法较 多 ， 可 以把 不 同的技术 结合起 高人员 自身 实现 技术创新 的自觉意识 。 依据机械设计 的划分阶 来综合 使用 ， 更能够从不 同的切 入点着手 ， 实现结构 的科学化 。 段， 在 方案结构 设计、 运 动 设 计 和 动 力 设 计 ３个 阶 段 中 ， 创 新 思
１ ． ２ 现 代 机 械 以及 现 代 机 械 设 计 的 主 要 特 点
提 高机 械设计 人员 的智 能化 水平 ，达到 建立有 效 的机 械设计
“ 专家 ” 系统 的 目标 ， 加速机械设 计 向着智能化 、 自动化 、 最优化 （ １ ） 性能较 高， 结构相 对简单 。 传统机械 要想实现功 能上的 以及 集 成 化 的 方 向迈 进 。 另 外 ， 机 械 设 计 的创 新 探 索 能 够 有 效 变更 ， 要 依 靠 设 备 或 装 置 的 改变 ， 革新 方法上单一 。 而 现 代 机 械 地锻炼机械 设计人员 的创 造性思维 ，激 发他们 的潜在 能力， 提
步适应 时代发展 的潮流 ， 满足社 会经济 发展与技术 更新 的需 ２ 机 械 设 计 创 新 思 维 的 特 点
要， 我们必须 要进一步 加强对现 代机械设 计特点 以及 创新 的研
现代机械设计的创新设计理论与方法研究
3、绿色设计
绿色设计是指在产品设计过程中充分考虑环境因素，以减少对环境的负面影 响。在机械设计中，绿色设计理念可以实现资源优化利用、降低能耗和减少废弃 物排放，为构建可持续发展社会做出贡献。
成果 现代机械设计创新设计理论与方法研究的成果主要体现在以下几个方面： 1、形成了较为完善的现代机械设计创新理论体系，为设计师提供了系统的 创新设计理论指导；
随着科技的不断进步，现代机械设计的创新方法将会有更多的发展和应用， 同时也将推动机械制造业的可持续发展。
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现代机械设计的创新设计理论与方 来自研究01 引言03 方法
目录
02 背景 04 参考内容
引言
随着科技的飞速发展，现代机械设计领域对创新设计的需求日益迫切。创新 设计理论与方法的研究对推动机械设计行业发展具有重要意义。本次演示旨在探 讨现代机械设计创新设计理论与方法，以期为提高机械设计水平和产品质量提供 借鉴。
2、多种创新设计方法的应用，使机械产品设计质量得到显著提高，同时缩 短了设计周期；
3、将绿色设计理念贯穿于机械产品设计过程中，推动了机械制造业的可持 续发展；
4、为机械行业培养了一批具备创新思维和创新能力的设计师，提高了行业 整体竞争力。
4、为机械行业培养了一批具备 创新思维和创新能力的设计师， 提高了行业整体竞争力。
利用计算机辅助设计和仿真分析软件，实现转向架的智能化设计。通过对不 同设计方案进行仿真分析和优化，得出最佳设计方案。同时，利用智能化算法对 设计方案进行自动化调整和改进，以满足更高的性能要求。
结论
现代机械设计的创新方法对于提高设计效率和性能具有重要意义。功能模块 设计、参数化设计和智能化设计等方法是机械设计领域常见的创新方法，这些方 法具有各自的优势和适用范围。通过将这些方法应用于实际案例中，能够充分发 挥创新方法在机械设计领域的应用价值。
现代机械设计的方法及
智能化设计
智能化设计技术可以利用人 工智能、机器学习等技术对 设计进行自动化和优化，提 高设计的性能和效率。
绿色设计
绿色设计理念强调环境保护 和资源利用，采用环保材料 和节能技术，降低对环境的 影响。
人性化设计
人性化设计理念强调以人为 本，注重产品的舒适性和易 用性，提高产品的用户体验 。
02
现代机械设计的主要方法
物理模拟
利用物理模型对机械系统进行实验研究，获得实 际运行数据，为设计提供参考。
智能设计技术
01
02
03
知识工程
利用知识工程技术，将设 计经验和知识进行整理和 表达，为设计提供智能支 持。
专家系统
利用专家系统进行智能设 计，通过推理和判断，为 设计提供决策支持。
人工智能技术
利用人工智能技术，如机 器学习、深度学习等，对 设计过程进行自动化和智 能化处理。
其他领域的应用
01
医疗器械设计
医疗器械对精度和可靠性要求极高，现代机械设计方法可应用于提高医
疗器械的性能和安全性。源自02精密仪器设计精密仪器需要高精度和高稳定性，现代机械设计方法可应用于提高精密
仪器的测量精度和稳定性。
03
机器人设计
机器人是现代制造业的重要领域，需要应用现代机械设计方法对机器人
进行优化设计和制造，提高机器人的运动性能和作业效率。
可持续性原则
创新原则
现代机械设计应考虑环境保护和资源利用 ，采用环保材料和节能技术，降低对环境 的影响。
现代机械设计应注重创新，采用新技术、 新材料、新工艺等，提高产品的竞争力和 附加值。
现代机械设计的发展趋势
数字化设计
数字化设计技术使得设计师 可以在计算机上进行模拟和 优化设计，提高了设计的效 率和准确性。
探究机械结构设计中的创新设计
探究机械结构设计中的创新设计机械结构设计是指利用机械原理和运动学方法，设计出能够完成特定功能的机械系统的过程。
而创新设计则是在传统的机械结构设计的基础上，运用新的思路和技术，提出独特的设计方案，以达到更高效、更可靠的效果。
在机械结构设计中，创新设计的核心思想是通过提高设计方案的科学性、先进性和实用性，满足现代社会对高性能机械系统的需求。
创新设计应具备以下特点：创新设计应能够提高机械系统的执行性能。
通过运用先进的材料、执行元件和控制技术等手段，提高机械系统的运动速度、精度和稳定性，使其能够更好地适应复杂的工况要求。
在航空航天领域，创新设计可以通过减小系统的重量和体积，并提高系统的可靠性和适应性，满足对高性能和高精度的要求。
创新设计应能够降低机械系统的成本和能耗。
通过改进结构设计和优化工艺流程，提高机械系统的制造效率，降低生产成本。
通过提高能源利用率和降低能源消耗，减少对环境的影响，提高机械系统的可持续发展能力。
创新设计应能够提高机械系统的安全性和可靠性。
通过运用新的安全措施和先进的故障检测技术，提高机械系统的抗干扰能力和自动检测能力，减少故障发生的概率和影响范围。
如在汽车工业，创新设计可以通过引入智能控制系统和主动安全装置，提高车辆的安全性能，减少交通事故的发生。
创新设计应能够提高机械系统的智能化和自动化水平。
通过引入传感器、计算机视觉、人工智能等先进技术，实现机械系统的智能感知、智能决策和智能执行，提高系统的自动化水平和智能化程度。
在制造业中，创新设计可以通过引入工业机器人和自动化生产线，提高生产效率和产品质量，降低人力资源成本。
机械结构设计中的创新设计是一项追求技术突破和改革的工作。
通过运用新的思路和技术，创造出更加先进、高效、可靠的机械系统，满足现代社会对高性能机械的需求。
只有不断探索和实践创新设计，才能推动机械结构设计的发展，为社会的进步和发展做出贡献。
机械产品的现代设计方法及其创新
机 械产 品的 设 计 从 ｌ 世 纪 中 期 的技 术 物 力 和 时 间等 各种 资 源 的 有 效 利 用 。 ９ 设 计 发 展 到 现 在 的 计 算 机 辅 助 创 新 设 计 １ ２ 优化 设计 ． （ ＡＩ ｍｐ ｔｒ Ａｉｅ ｎ ｏ ａ ｉｎ 已经 历 Ｃ Ｃｏ ｕ ｅ ｄ ｄ Ｉｎ ｖ ｔｏ ） 优 化 设 计 是 把 设 计 问题 的 物 理 模 型 转 运 了一 百 多年 的变 迁 和 发 展 。其 间任 何 产 品 化为 数学 模型 ， 用最优 化的 数学理 论 、 生 产 的 历 史也 就 是 人 们 追 求 先 进 产 品 与 服 选 用 适 当 的 优化 方 法 、 借 助计 算 机 求 解 该 从 务 的 创新 设 计 、及 其 理 论 、方 法 与 工 具 发 数 学 模 型 ， 而 得 出 最 佳 设 计 方 案 的 设 计 展 的 历 史 ， 类 经 历 了 漫 长 的 创造 、 创 新 方 法 。 人 和设计制造 的历程 。 近 些 年 来 ， 化 设 计 与 其 它 一 些 设 计 优 近 年 来 ， 着 科 学 技 术 的飞 速 发 展 ， 随 对 方 法 结 合 起来 ， 成 了新 的 优 化 设计 方法 。 形 产 品 功能 要 求 日益 增 多 ， 杂 性 增 加 ， 复 寿命 例 如 ， 可 靠 性 设 计 结 合 起 来 形 成 可 靠 性 和 期缩 短 ， 更新 换 代 速 度 加 快 ， 械 产 品 的设 优 化 设计 ； 模 糊 设 计 结 合 起 来 就 形 成 模 机 和 计 方 法更 趋 于 科 学 、完 善 ， 算精 度 更 高 ， 糊 优 化 设 计 等 。 计 ． 计 算 速 度 更 快 。 在 常规 设计 的 基 础 上更 趋 １ ３ 可 靠性设计 于现代设计方 法的应用 。 机械 可 靠 性 设 计 是 将 概 率 论 、数 理 统 现 代 设 计 方法 是 一 种 工程 活 动 ， 而且 计 、失 效 物 力 和 机 械 学 相结 合而 形成 的一 是 一 种 创 造 性 的 智 力 活 动 ， 一 个 综 合 、 种 综 合 性 设 计 技 术 。其 主 要 特 点 是 将 常规 是 决 策 、迭 代 和 寻 优 的过 程 。 它具 有 四 个方 设 计 方 法 中所 涉 及 到 的设 计 变 量 ， 载 荷 、 如 面 的 特 点 ： ） 计 理 论 与 方 法 延 伸 、 思 维 应 力 、 强度 、寿 命 等 ， （设 １ 所具 有 的 多值现 象 看 的 变 化 及 设 计 范 畴 的 扩 展 。 （ 多 种 设 计 技 成 是 服 从 某 种 分 布 规 律 的 随 机 变 量 ， 概 ２ ） 用 术 、理 论 与 方 法 的 交 叉 与 综 合 。 （ 设 计 手 率 统 计 方 法 设 计 出符 合 机 械 产 品 可 靠 性指 ３ ） 段 的精 确 化 、计 算 机化 、 自动化 与 虚拟 化 ； 标 要 求 的 零 部 件 和 整 机 的 主 要 参 数 和 结构 及 并 行 化 、最 优 化 和 智 能 化 的 设 计 过 程 。 尺 寸 。 （ 面 向产 品寿 命 周 期过 程 的 可 行性 设 计 及 １ ４ 模块 化设计 ４ ） ． 模块 化 设 计 是 在 对 一 定 范 围 内 的 不 同 多 种 设 计 实 验 技 术 的 综 合应 用等 。 现 代 设 计 与 制 造 过 程 的 正 规 化 、 流 程 化 和 统 一 功能 或 相 同功 能 不 同性 能 、不 同规 格 的 产 化 ， 大 地 提 高 了工 作效 率 ， 低 了 成 本 ， 品 进 行 功 能 分 析 的 基 础 上 ， 分 并 设 计 出 极 降 划 确保 了产品质量 。 系 列 功 能 模 块 ， 过 模 块 的 选 择 和 组 合 通 就 可 以 构 成 不 同 的 产 品 ， 满 足 市场 的 不 以 １现代设计主要常用方法 同需 求 。产 品模 块 化 的主 要 目标 之 一 就 是 １ １ 计 算机辅 助设计 以尽 可 能少 的 模 块 种 类 和 数 量 组 成 尽 可 能 计 算 机 辅 助 设 计 （ Ｏ ｕ ｅ Ａ ｄ ｄ 多 的 种 类 和 规 格 的产 品 。 ｃ ｍｐ ｔｒ ｉｅ Ｄｓ ｎ， 称Ｃ ｅｉ ）简 ｇ ＡＤ， 它借 助计算 机进 行信 息 模 块 化 设 计 相 对 于 传 统 设计 具 有 以 下 处 理 ， 用 计 算 机具 有 运 算 速 度 快 且 准 确 、 特 点 ： 利 存 储 量 大 、逻 辑 判 断 功 能 强 等 特 点 ， 过 通 （ ） 少 产 品 的 设 计 和 制造 时 间 ， 短 １减 缩 人 机 交 互 作 用 完 成 设 计 工 作 。其 相 对 于 传 供 货 周期 ， 有利 于 争 取 客 户 。 统 的 设计 方 法 有 以 下优 点 ： （） 利 于 产 品的 更 新 换 代 和新 产 品的 ２有 （ ） 著 提 高 了 设 计 效 率 ， 短 了 设 计 开 发 ， １显 缩 增加 企 业 对 市 场 的 快 速 反 应 能 力 。 周 期 ； 快 了 产 品 的更 新 换 代 ， 强 了产 品 加 增 （） 利 于 提 高 产 品 质量 ， 低 成本 ， ３有 降 增 的市场 竞争能 力。 加 产品的市场竞争能 力。 （） 以存 储 大 量 的 设计 信 息 和设 计 经 ２可 （） 于 产 品 的 维 修 。 ４便 验 ， 缺 乏 设 计 经 验 的 新 手 也 能 顺 利 完 成 １ ５ 机械 系统设计 使 。 设计任务 。 机 械 系 统 设 计 是 应 用 系统 的观 点 进行 （） 在 短 时 间 内 给 出 很 多 设 计 方 案 ， 机械 产 品设 计 的一 种 设 计 方 法 。其 过 程 一 ３能 并 进 行 分 析 比较 ， 从而 获 得 最 佳 设 计 方 案 。 般 包括 计 划 、外 部 系统 设 计 、 内部 系 统 设 （ ） 计 人 员从 繁 重 的重 复 性 工 作 中得 计和 制造 销 售 四 个 阶 段 。 ４设
机械创新设计简介
第十三章机械创新设计简介第一节概述第二节常用的创造性思维模式和方法第三节机械的创新设计第四节产品造型创新设计简介第一节概述一、创新设计的概念机械创新设计MCD（Mechanical Creative De sign）是指更充分地发挥设计者的创造力和智慧，利用人类已有的相关科学理论、方法和原理，以及最新科技成果，在现代设计理论和方法的指导下，进行新的构思、设计出新颖、有创造性及实用性的机构或机械产品（装置）的一种实践活动。
开发设计创新设计变异设计反求设计开发设计:从提出方案到完成设计全过程都是全新的、探索性的，创造设计出新机器、新产品，以满足新的生产和生活的需要。
变异设计:在已有产品的基础上，针对原有产品存在的缺或新的功能要求，从工作原理、机构、结构、参数、尺寸等方面进行一定的变异，改进机械产品的技术性能、可靠性、经济性和适用性，设计出新产品以适应市场需求。
反求设计:针对已有的先进产品或设计，进行深入分析研究，探索掌握其关键技术，在消化、吸收的基础上，开发出同类型的创新产品。
无论哪种创新设计都要求设计师在设计环节上突破常规惯例，追求与前人、众人不同的的方案，提出新原理、新方法、新机构、新形式、新材料等，在求异是寻求创新，将设计者的智慧具体物化在整个设计过程中。
二、机械创新设计与常规机械设计以及创造发明的关系1.机械创新设计与常规机械设计常规机械设计过程一般可以分为这样4个阶段：（1）机械总体方案设计设计者根据设计任务书的要求，广泛收集同类机械或相近机械的性能参数，使用情况、优缺点等技术资料和数据，而后进入机械总体方案设计阶段。
机械总体方案设计在很大程度上决定了未来机械的面貌，对机械的性能、成本影响很大。
（2）机械的运动设计机械运动设计的内容包括：机构主要尺寸的确定、机械运动参数的分析、传动比的确定与分配等。
（3）机械的动力设计在运动设计的基础上，确定作用在机械系统各构件上的载荷并进行机械的功率和能量计算。
现代机械设计中的创新结构设计方法研究
现代机械设计中的创新结构设计方法研究
现代机械设计中的创新结构设计方法有多种，这些方法都以满足总体功能设计要求为基础，对现有结构进行改进和优化。
以下是几种常见的创新结构设计方法：
1. 分析法：通过对现有结构进行力学分析，找出其瓶颈和不足，从而对其进行改进和优化。
这种方法需要深入理解机械结构的力学原理，以便准确地找出问题所在。
2. 模拟法：使用计算机模拟软件对机械结构进行模拟分析，找出结构的弱点和问题，从而对其进行优化。
这种方法能够迅速有效地评估多种设计方案，减少试验和原型的成本。
3. 设计优化法：通过对现有结构设计进行改进和优化，使其具有更高的功能效率和使用寿命。
这种方法需要综合考虑多种因素，如材料、制造工艺、成本等。
4. 多目标优化法：在考虑多个优化目标的基础上，对机械结构进行优化设计。
这种方法能够平衡不同目标之间的冲突，实现整体最优。
5. 智能优化法：利用人工智能、机器学习等技术，对机械结构进行优化设计。
这种方法能够自动学习和优化设计方案，提高设计效率和准确性。
在选择创新结构设计方法时，需要根据具体项目的需求和特点进行判断。
同时，这些方法并不是孤立的，可以相互补充和结合使用，以达
到更好的设计效果。
机械设计实验教学的现代化改革与创新
！
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＝
实
验
技
术
与
管
理
第２ ３卷
第 ｌ ０期
２０ ０ ６年 ｌ ０月
ＣＮｌｌ一２ ３ ／ ０ ４ Ｔ
Ｅ ｐ ｒｍｅ ｔ ｌＴ ｃ ｎ ｌ ｇ ｎ ｎ ａ ｅ ｎ ｘ ｅｉ ｎ ａ ｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ａ ｄ Ｍａ ｇ ｍｅ ｔ
机械设 计 在工科 院校 机械 类专业 中是一 门承上 启下 的专业 基 础课程 ，实验是 该课 程教 学 中重 要 的 实践 性环 节 。传统机 械设 计实 验 内容 固定 、功 能单
一
内容 、方 法 、步 骤 的 简 单 重 复 ，严 重 制 约 了对 学 生 实际 动 手 能 力 和 创 新 能 力 的 培 养 。 实 践 证 明 ， 要使 实 验教 学 取 得 良好 成 效 ，必 须 对 传 统 的实 验 教学 模 式 、内容 进 行 改 革 ，实 现 由验 证 性 向设 计 性 、单 一性 向综 合 性 实 验 的转 变 ， 由教 师指 定 实
Ｍｏ ｅｎ ｚ ｄ ｒｆｒ ａ ｄ ｉｎ ｖ ｔ ｎ ｉ ｘ ｅ ｉ ｎａ ｄ ｒ ｉｅ ｅｏ ｍ ｎ ｎ ｏ ａｉ ｎ ｅ ｐ ｒｍｅ ｔｌ ｏ ｔａ ｈｎ ｆｍｅ ｈ ｎｃ ｌｄ ｓｇ ｅ ｃ ｉ ｇ ｏ ｃ ａ ｉａ ｅ ｉｎ
Ｚ Ａ Ｇ Ｃ ａ ，Ｒ Ｎ Ｘｕ ｈ ａ Ｈ Ｏ Ｚ ｉ ｃａ ，Ｇ Ｎ ｏ ｇ ｌ ｎ ，Ｙ Ａ ｈ ｎ —ｕ Ｈ Ｎ ｈ ｏ Ｅ ｉ— ｕ ，Ｚ Ａ ｈ— ｈ ｏ Ｅ Ｇ Ｚ ｎ —ｉ ｇ Ｕ Ｎ Ｚ ｅ ｇ ｊｎ ａ
以创新实践 为主题 ，运用现代化 的教学手段改革实验 教学 。通过实 践 ，可使 学生 的观 察能力 、综合设 计与
创 新能力 、实践 动手 能力 及分 析和解决 问题 的能力得 到明显改进 和提高 ，为培养综合 实用型人才 打下坚实
常规设计、现代设计与创新设计
与创新设计机械设计方法分类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的过程。
常规设计是以成熟技术为基础，运用公式、图表、经验等常规方法进行的产品设计，其设计过程有章可循。
目前机械设计大都采用常规设计方法。
其特点是设计方法的有序性和成熟性。
常规设计方法是机械设计的主体。
轴的结构设计先按功率计算出轴的最小直径。
3≥pd=cn再根据轴上零件的周向固定和轴向固定情况，查阅设计手册，进行结构设计。
现代设计是以计算机为工具、以工程设计与分析软件为基础、运用现代设计理念的新型设计方法。
其特点是产品开发的高效性和高可靠性。
虚拟设计并行设计有限元设计可靠性设计计算机辅助设计优化设计现代设计方法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，尤其是在总体方案、结构设计中的主导性及创造性作用。
常见机构创新设计方法主要有：利用机构的组合、机构的演化与变异等进行创新设计。
不同设计方法的设计实例分析薯条加工机的设计设计实例一椰肉加工机的设计设计实例二常规设计方法1清洗→设计清洗机。
第一道工序削皮→设计削皮机。
第二道工序切片后再切条→完成切条的任务。
第三道工序缺点是需要设计清洗、削皮、切条三套设备，由于马铃薯形状和大小差异很大，控制削皮的厚度较难，导致浪费严重，生产率也低。
2现代设计方法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。
创新导致加工设备的改变1常规设计方法第一道工序去椰皮，劈两半。
第二道工序设计削肉机。
第三道工序粉碎制汁。
缺点是需要设计去皮、削肉、制汁三套设备，由于椰壳形状和大小差异很大，控制切肉的厚度较难，导致浪费严重，生产率也低。
《机械创新设计》课程标准
机械创新设计课程标准1. 概述机械创新设计课程是针对机械类专业学生开设的一门课程，旨在培养学生的机械设计创新能力和跨学科综合能力，通过课程学习，帮助学生掌握机械设计理论和应用技能，能够独立进行机械产品的创新设计。
2. 课程目标通过本课程的学习，学生应该达到以下目标： - 掌握机械设计和制造的基本知识和技能； - 能够运用所学知识，完成机械产品的创新设计； - 了解机械设计中的现代设计理念和方法； - 培养团队合作和跨学科综合能力； - 增强制造资源的利用和生态环境保护的意识。
3. 课程内容本课程的主要内容包括但不限于以下几个方面：3.1 机械设计基础•机械制图和CAD软件应用；•机械零件制造工艺和质量要求；•机械运动学和动力学基础；3.2 现代机械设计理念和方法•机械工程设计的先进观念和现代设计方法；•基于人因工程学的可持续设计理念；•基于数字化技术的虚拟样机设计方法；•基于智能化技术的仿生设计方法。
3.3 机构设计和机械系统设计•机构设计原理以及机械系统组成和分析；•均衡与动态平衡计算方法；•机械传动和控制系统设计；•机械结构静态和动态强度及振动分析。
3.4 创新设计实践•项目制作和完成，如机械原型的设计和制作；•团队协作和角色分工；•创新设计工程的市场分析和商业模式创新。
4. 考核方式课程考核方式一般包括期末考试、课堂作业和项目制作。
其中，期末考试通常占总成绩的50%以上，课堂作业占20%左右，项目制作占30%。
同时，本课程重视跨学科综合能力的发展，因此，教师将通过课程小组探讨、个人报告和演讲等方式来考核学生的跨学科能力。
5. 参考书目•《机械设计与制造导论》•《机械设计手册》•《机械制图与CAD软件应用》•《机械结构设计和强度分析》•《现代机械设计方法》6.机械创新设计课程作为机械类专业的一门重要课程，旨在培养学生的机械设计和创新能力。
通过学生的实践示范与教师的辅导指导，能够促进学生创新数据的应用与技术的创新，培养未来的机械工程技术精英，为我国的工业发展做出贡献。
常规、现代和创新设计技术的异同及发展
常规、现代和创新设计技术的异同及发展[摘要]机械设计是机械工程的重要组成部分，设计水平的高低直接关系到产品的质量性能、研制周期和经济效益等。
现代设计技术是常规设计技术的延伸与发展，是相关科学技术综合应用于设计领域的产物，它使常规设计技术发生了质的飞跃，创新性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的创造性及实用性机械产品的一种实践活动。
创新设计强调发挥创造性提出新方案提供新颖而且独特的设计。
三大设计技术综述了常规设计技术、现代设计技术创新设计技术的内涵、应用及它们之间的异同，阐述了机械设计技术的发展趋势。
同时指出发展机械工业。
关键是开发、应用现代机械设计技术。
[关键词]机械设计；常规设计技术；现代设计技术；创新设计技术；发展一． 引言机械创新设计是根据使用要求对机械的工作原理、结构、运动方式、力和能量的传递方式、各个零件的材料和形状尺寸、润滑方法等进行构思、分析和计算，并将其转化为具体的描述以人为制造依据的工作过程。
机械创新设计是机械工程的重要组成部分，是决定机械性能的最主要的因素。
根据德国工程师协会文件VDl2225的调查分析，产品设计成本约占产品成本的5％～7％，但却决定了产品制造成本的75％～80％左右。
设计工作的质量，直接关系到机械产品的质量性能、研究周期和技术经济效益等。
二． 常规设计技术目前各大专院校所使用的《机械原理》及《机械设计》教材主要讲述的是常规设计技术。
它是学习、应用、发展现代设计技术的基础。
常规设计也称为传统设计，分为初步设计，技术设计，施工设计三个步骤。
常规设计是指以成熟技术结构为基础，运用常规方法来进行的产品设计，它在工业生产中大量存在，并且是一种经常性的工作。
常规设计的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、编制设计说明的过程。
常规设计方法强调以成熟的技术为基础，目前常规机械设计的方法仍然是机械工程中的主要设计方法。
常规、现代与创新设计方法的比较0910100520余飞
常规、现代与创新设计方法的比较——09机设2班余飞（0910100520）在比较三中设计方法的不同点时，我们首先看看各自的定义和所包含的内容。
1.常规设计方法又称传统设计方法，其发展过程包含三个阶段：（1）直觉设计阶段古代的设计是一种直觉设计。
当时人们或是从自然现象中直接得到启示，或是全凭人的直观感觉来设计制作工具。
设计方案存在于手工艺人头脑之中，无法记录表达，产品也是比较简单的。
直觉设计阶段在人类历史中经历了一个很长的时期，17世纪以前基本都属于这一阶段。
（2）经验设计阶段随着生产的发展，单个手工艺人的经验或其头脑中的构思已很难满足这些要求。
于是，手工艺人联合起来，互相协作。
一部分经验丰富的手工艺人将自己的经验或构思用图纸表达出来，然后根据图纸组织生产。
图纸的出现，即可使具有丰富经验的手工艺人通过图纸将其经验或构思记录下来，传与他人，便于用图纸对产品进行分析、改进和提高，推动设计工作向前发展；还可满足更多的人同时参加同一产品的生产活动，满足社会对产品的需求及提高生产率的要求。
因此，利用图纸进行设计，使人类设计活动由直觉设计阶段进入到经验设计阶段。
（3）半理论半经验设计阶段 20世纪以来，由于科学和技术的发展与进步，设计的基础理论研究和实验研究得到加强，随着理论研究的深入、实验数据及设计经验的积累，已形成了一套半经验半理论的设计方法。
这种方法以理论计算和长期设计实践而形成的经验、公式、图表、设计手册等作为设计的依据，通过经验公式、近似系数或类比等方法进行设计。
依据这套方法进行机电产品设计，称为传统设计。
2.现代设计方法的产生背景：近30年来，由于科学和技术迅速发展，对客观世界的认识不断深入，设计工作所需的理论基础和手段有了很大进步，特别是电子计算机技术的发展及应用，对设计工作产生了革命性的突变，为设计工作提供了实现设计自动或和精密计算的条件。
例如CAD技术能得出所需要的设计计算结果资料、生产图纸和数字化模型，一体化的CAD/CAM技术更可直接输出加工零件的数控代码程序，直接加工出所需要的零件，从而使人类设计工作步入现代设计阶段。
机械三大设计方法的区别与联系
机械三大设计方法的区别与联系×××【摘要】机械设计是机械工程中的核心内容，而机械设计方法又是机械设计中的核心，采用什么方法直接决定着机械产品的性能。
一般来说，把设计方法分为正向设计和反向设计。
正向设计的过程是首先明确设计目标，然后拟定设计方案，进行产品设计、样机制造和实验，最后投产的全过程。
正向设计方法可分为常规设计、现代设计、创新设计三大设计方法。
那么他们有什么区别和联系呢？【关键词】常规设计；现代设计；创新设计1.常规设计方法常规机械设计是依据力学和数学建立的理论公式或经验公式为先导，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设计过程。
常规设计也称为传统设计，分为初步设计，技术设计，施工设计三个步骤，常规设计是指以成熟技术结构为基础，运用常规方法来进行的产品设计，它在工业生产中大量存在，并且是一种经常性的工作。
其发展过程大致经历如下：（1）直觉设计阶段古代的设计是一种直觉设计。
当时人们或是从自然现象中直接得到启示，或是全凭人的直观感觉来设计制作工具。
设计方案存在于手工艺人头脑之中，无法记录表达，产品也是比较简单的。
直觉设计阶段在人类历史中经历了一个很长的时期，17世纪以前基本都属于这一阶段。
（2）经验设计阶段随着生产的发展，单个手工艺人的经验或其头脑中的构思已很难满足这些要求。
于是，手工艺人联合起来，互相协作。
一部分经验丰富的手工艺人将自己的经验或构思用图纸表达出来，然后根据图纸组织生产。
图纸的出现，即可使具有丰富经验的手工艺人通过图纸将其经验或构思记录下来，传与他人，便于用图纸对产品进行分析、改进和提高，推动设计工作向前发展；还可满足更多的人同时参加同一产品的生产活动，满足社会对产品的需求及提高生产率的要求。
因此，利用图纸进行设计，使人类设计活动由直觉设计阶段进入到经验设计阶段。
（3）半理论半经验设计阶段20世纪以来，由于科学和技术的发展与进步，设计的基础理论研究和实验研究得到加强，随着理论研究的深入、实验数据及设计经验的积累，已形成了一套半经验半理论的设计方法。
机械运动方案及机构的创新设计
机械运动方案及机构的创新设计一、引言机械运动是现代工程中的一项基础性任务，广泛应用于各个领域，如制造业、航空航天、汽车工程、医疗设备等。
而机械运动方案的创新设计，对于提高工程的效率、降低成本、增强产品的竞争力具有重要意义。
本文将从创新思路、机构设计和实例应用三个方面，探讨机械运动方案及机构的创新设计。
二、创新思路1.多学科交叉融合：机械运动方案的创新设计需要多学科的综合应用，如机械工程、电子工程、材料科学等，通过不同学科的结合，可以获得更为丰富的创新思路。
2.充分利用信息技术：信息技术的快速发展为机械运动方案的创新提供了新的思路和手段，如基于计算机模拟的仿真设计、智能控制系统等，能够提高设计效率和准确性。
3.绿色环保意识：在机械运动方案设计中，应充分考虑绿色环保的要求，如减小能耗、降低噪音、减少污染等，这也是当前社会发展的趋势和目标。
三、机构设计1.驱动系统设计：驱动系统是机械运动的核心，其设计应兼顾效率和可靠性。
可采用新型的传动方式，如减速器、液压传动、电动传动等，以提高效率和减小体积。
2.结构设备创新：结构设备的创新是机械运动方案设计的重要组成部分。
通过改变结构和材料的组合方式，可以实现轻量化和强度提升的目标。
同时，也可以考虑采用可拆卸的结构，方便维护和更换。
3.运动控制系统设计：运动控制系统是实现机械运动方案的关键，其设计应考虑运动轨迹控制、力与位置的控制等问题。
可以采用精确的位置传感器、智能控制算法等技术，以实现更加精确和高效的运动控制。
四、实例应用1.机械手臂创新设计：机械手臂广泛应用于装配线、物流仓储等领域，其创新设计可以改善操作效率和安全性。
可以采用新型的执行器和控制算法，实现更为精准和灵活的运动控制。
2.机械传动系统创新设计：机械传动系统是许多机械运动的核心，其创新设计可以提高效率和可靠性。
可以利用新型的材料和结构设计，实现更高的变速比和传动效率。
3.智能运动控制系统创新设计：智能运动控制系统可以根据实际需求，自动调整运动轨迹和力度，提高运动的效率和质量。
农业机械的设计与创新理念
农业机械的设计与创新理念随着农业现代化的推进和农业机械的普及应用，农业机械的设计与创新理念也日益受到关注。
作为一名专业销售人员，我们需要了解并掌握农业机械的设计与创新理念，以提供更好的产品和服务，满足客户的需求。
一、农业机械设计的重要性农业机械设计是农业机械产品的灵魂，直接关系到产品的性能和质量。
良好的设计可以提高农业机械的工作效率、降低能耗、提高安全性能，从而为农民提供更好的农业生产工具。
农业机械设计需要综合考虑农业生产的特点和需求，结合先进的技术和理念，注重可持续发展和环境保护。
二、农业机械设计的创新理念1. 人性化设计：农业机械的设计应该以人为本，注重人机工程学原理，使操作更加简单、方便、安全。
例如，通过优化操纵杆的设计，减轻农民的劳动强度；通过增加人性化的控制面板，提高操作的便捷性。
2. 智能化设计：随着信息技术的快速发展，农业机械的智能化设计已经成为发展的趋势。
智能化设计可以通过传感器、控制系统等技术手段，实现对农业机械的自动化控制和智能化管理。
例如，通过GPS定位技术，实现农机的精确作业，提高作业效率和质量。
3. 环保节能设计：农业机械的设计应该注重环境保护和节能减排。
采用先进的动力系统和节能技术，降低农机的能耗和污染物排放。
例如，采用低排放的发动机，减少尾气排放；采用节能的液压系统，降低能耗。
4. 模块化设计：模块化设计可以提高农业机械的可维修性和可升级性，降低维修成本和更新换代的难度。
通过模块化设计，可以实现快速更换零部件，提高农机的使用寿命和可靠性。
三、销售人员的角色与责任作为一名专业销售人员，我们既是产品的推销者，也是客户需求的倾听者。
我们需要了解客户的实际需求和痛点，将农业机械的设计与创新理念与客户需求相结合，为客户提供最适合的产品和解决方案。
1. 提供产品咨询与解释：销售人员需要了解农业机械的设计与创新理念，并能够向客户清晰地解释产品的特点和优势。
通过与客户的沟通交流，帮助客户理解产品的价值和适用性。
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第2章机械现代设计与创新设计2-1 现代设计方法2．1．1 现代设计的概念2．1．1．1 设计人类在改造自然的历史长河中，一直都在不断地进行设计活动。
设计是复杂的思维过程，设计过程蕴涵着创新和发明的机会。
设计是根据客观的需求，提高人们的创造性思维，将指定的任务转化为满足该任务要求的技术系统的一种活动。
设计不仅仅只是围绕产品图纸和有关文件进行的一系列工作，其目的是将预定的目标，经过一系列规划与分析决策，产生一定的信息（文字、数据、图形），形成设计。
设计是把各种先进技术转化为生产力的一种手段，是先进生产力的代表，反映了社会的生产力水平。
2．1．1．2 传统设计与现代设计传统设计即常规设计，传统设计分为初步设计、技术设计、施工设计三个步骤。
传统设计往往采用类比法、经验法、模仿法，它的思维方式是收敛式思维，多是利用设计手册中有关数据，采用较大安全系数，强调零部件计算。
传统设计法的优点是比较简单，设计费用低廉。
传统设计面向的问题偏重于技术。
现代设计是将传统设计中的经验、类比法设计提高到逻辑的、理性的、系统的新设计方法，是在静态分析的基础上，进行动态多变量的最优化。
现代设计既体现了更高层次的学科，又是方法科学。
现代设计主要面向功能目标，将技术、经济和社会环境因素结合在一起统筹考虑，把设计作为系统工程对待，强调创造能力的开发，注重综合分析的设计，重视设计方案的选择，考虑对多种方案的评价，其思维方式是发散型的思维。
现代设计是学科综合化、统一化在方法科学上的一次突破，它是一门新兴的交叉学科。
现代设计与传统设计比较，有下列几个特征：（1）系统性。
把设计对象看作一个系统，同时考虑系统与外界的联系，用系统工程概念进行分析和综合，通过功能分析、系统综合等方法，力求系统整体最优，使人积之间的功能相互协调。
（2）创造性。
现代设计强调创造能力开发和充分发挥人的创造性；重视原理方案的设计、开发和创新产品。
只有创新才能有所发明。
但是，今天的科学技术已经高度发展，创新往往是在已有技术基础上的综合。
有的新产品是根据别人的研究实验结果而设计，有的是博采众长，加以巧妙地组合。
（3）综合性。
在设计过程中，综合考虑、分析市场需求、设计、生产、管理、使用、销售等各方面的因素；综合运用优化及系统工程、可靠性理论、价值工程、技术等学科的知识，探索多种解决设计问题的科学途径。
（4）程式性。
研究设计的一般进程，包括一般设计战略和用于设计各个具体部分的战术方法。
要求设计者从产品规划、方案设计、技术设计、施工设计到实验、试制，按步骤有计划地进行设计。
2．1．2 现代设计方法的特点和范畴现代设计方法是现代广义设计和分析科学方法学的简称，现代设计方法实质上是科学方法论在设计中的应用。
冠以“现代”二字是为了强调以引起重视，其实有些方法也并非是现代的。
经分析，可归纳为下列具有普遍意义的方法：（1）信息论方法，如信息分析法，技术预测法等，他们是现代设计方法的前提。
（2）系统论方法，如系统分析法，人机工程等。
（3）控制论方法，如动态分析法等。
（4）优化论方法，如优化设计等，它是现代设计法的目标。
（5）对应论方法，如相似设计等。
（6）智能论方法，如计算机辅助设计、计算机辅助计算等。
（7）寿命论方法，如可靠性和价值工程等。
（8）离散论方法，如有限元及边界元方法等。
（9）模糊论方法，如模糊评价和决策等。
（10）突变论方法，如创造性设计等，它是现代设计法的基础。
（11）艺术论方法，如艺术造型等。
2．1．3 现代设计方法研究的概况当代国际上关于现代设计方法的研究十分活跃，由于经济文化背景不同，各国学者的研究各有自己的特点和侧重方面。
在第二次世界大战后，德国发现自己的产品质量下降，竞争力减弱之后，分析这和设计工作不符合要求，缺乏有能力的设计人员密切相关。
为此，1963~1964年之间，举行了全国性“薄弱环节在于设计”的讨论会，制定了一批有关设计的各种指导性文件，举办了有关产品系统规划、创造性设计与发展、CAD等许多专题的培训班和讨论会，并在高校开设有关现代设计方法等专题课程。
德国、瑞士的学者比较重视设计程序的研究：明确设计任务，对设计任务进行抽象化的功能分析和求解（设计目录），将开发新产品的内容要求转化为产品图纸。
这种方法思路清晰。
英国自1963年开始提出工程设计思想后，广泛开展设计竞赛，加强设计过程中的创造性开发和技术可行性、可靠性、价值分析方面的研究，从而改变了设计水平低的局面。
日本自1960年以来开始有关现代设计方法的研究，提高设计人员素质，开展工程技术教育。
现在日本在产品开发中的更新速度受到全世界的关注，其产品的竞争能力已给许多国家造成巨大威胁。
美国的学者强调“创造性设计”，提倡设计中创造能力的开发，把设计活动分为创造—分析—决策三个步骤。
在美国的设计工作中，产品设计图纸基本上由计算机绘制，设计者可以摆脱常规的技术工作，集中精力进行创造性设计。
我国对现代设计方法的研究是从上世纪80年代开始的，通过派留学生到国外进修学习和请国外专家来讲学，组织各种类型的讲习班，培训班、开展国内外学术交流等，推广和普及现代设计的基本知识。
由于世界各国对设计方法的研究越来越重视，目前已成为一项国际性学术活动。
有关国家组织了关于现代设计方法的国际会议，比如国际工程设计会议（ICED）就是其中之一。
2．1．4 现代设计方法简介2．1．4．1 优化设计优化设计是现代设计方法的重要内容之一，它以数学规划为理论基础，以电子计算机为工具，在充分考虑各种设计约束的前提下，寻求满足某些预定目标的最优设计方案。
优化设计建立在最优化数学理论和现代计算技术基础之上，其任务是应用计算机自动确定工程设计的最优方案。
优化设计的关键是建立数学模型和选择优化方法。
（1）优化设计的数学模型设计变量、目标函数和约束条件是优化设计数学模型的三个要素。
①设计变量设计变量是一些相互独立的基本参数。
基本参数是一些对该项设计性能指标好坏有影响的量。
设计时，设计变量是待定的参数。
若有n 个设计变量，一般表示为：X =[x 1,x 2,….,x n ]T②目标函数目标函数是设计变量的函数，即f (X )=f (x 1,x 2,….,x n )在设计过程中要求寻找出使目标函数取得极小值（或极大值）的设计方案。
③约束条件约束条件是对设计变量的取值给予某些限制的数学关系式。
约束条件可分为边界约束和性能约束两类。
边界约束是考虑设计变量的取值范围，而性能约束是由某种性能设计要求推导出来的一种约束条件。
此外，约束条件又可分为等式约束和不等式约束两类。
工程中实际优化问题的数学模型可表示为：求X =[x 1,x 2,….,x n ]T ，使min f (X )=f (x 1,x 2,….,x n ) X ∈R ns.t. g i (X )≤0 (i =1,2,…,p )h j (X )=0 (j =1,2,…,q )（2）优化方法优化设计数学模型建立后，必须应用优化方法进行求解，工程优化设计对数学模型的求解均用数值计算方法，其基本思想是搜索、迭代和逼近。
即求解时，从某一初始点出发，利用函数在某一局部区域的性质和信息，确定每一迭代步骤的搜索方向和步长，去寻找新的迭代点，这样一步一步地重复数值计算，用改进后的新设计点替代老设计点，逐步改进目标函数，并最终逼近极值点。
我国现已开发了先进的OPB 优化方法程序库和常用机械零部件及机构优化设计程序库，为推广和普及优化设计创造了条件。
2．1．4．2 变型产品设计为了满足使用者的不同要求，可在原有产品基础上进行变型产品的开发，使零件标准化、部件通用化、产品系列化。
变型产品系列包括：纵系列产品（其功能、原理、结构相同，而尺寸、性能参数不同），横系列产品（在基型产品基础上扩展功能的变型产品）和跨系列产品（具有相近动力参数的不同类型产品）。
纵系列产品设计也称相似系列产品设计，是在基型产品的基础上利用相似理论求各扩展型产品的尺寸和参数。
基型产品一般选在系列产品的中档，为常用型号。
系列产品是指具有相同功能、相同结构方案，相同或相似加工工艺，且各产品相应的尺寸参数及性能指标具有一定级差（公比）的产品。
在系列产品设计中，一般有两种造型原理：几何级数的几何相似产品系列和几何级数的半相似产品系列。
相似系列产品设计的步骤依次是基型设计、确定相似类型、定各尺寸、参数级差（相似比），求各扩展型产品尺寸参数及确定全系列产品结构尺寸等。
2．1．4．3 价值工程设计设计的目标是在满足功能需求的前提下，提高产品的价值。
价值是产品功能与成本的综合反映，即 CF V = 式中，V ——产品的价值（实用价值）；F ——产品具有的功能；C ——实现该功能所耗费的成本。
在第二次世界大战后，美国开展了关于价值分析和价值工程的研究，发现了顾客所需要的不是产品的本身而是其功能。
把价值看作某一功能与实现此功能所需成本的比，考虑到提高产品价值，产品设计也就成为使用最低成本向用户提供必要功能的问题。
如美国通用电气公司在开发产品时注意从功能分析着手，实现必要功能，去除多余功能和过剩功能，既满足了用户需要又降低了成本。
该公司17年内在价值分析方面投入了80万美元的费用，却获得了2亿多美元的利润。
50年代后期开始，价值工程在日本、德国及其他国家也得到了广泛的应用，并经取得了良好的经济效益。
日本佳能照相机公司运用价值工程方法，于1976年开发出35毫米的AE-1型照相机，这种照相机采用大规模的集成电路，能自动调节光圈和快门、自动卷片、连续摄影，性能大大超过了同类产品，而售价却低20%，投入市场后很受欢迎。
通过上面的简介可以看出，现代设计方法具有系统化、优化、动态化和内在质量与外观质量统一等特征。
当前设计领域正面临着“传统设计”向“现代设计”过渡，通过推广现代设计方法，开发大批构思新颖的新产品，提高我国机电产品的性能、质量和可靠性。
2-2 创新设计2．2．1 引言江泽民总书记多次强调创新的重要性，他指出：创新是一个民族进步的灵魂，是国家兴旺发达的不竭动力。
一个没有创新能力的民族，难以屹立于世界民族之林。
任何一项工作的活力和生计都来自于发展和创新。
中华民族是富有创造性的民族，远在古代已有指南针、火药、印刷、造纸四大发明；此外还有记里鼓车、气象观测、地震预测等许多技术都处于世界领先地位。
新中国成立后，我国科技工作者艰苦奋斗，取得了“两弹一星”、万吨水压机等科技成就，光纤之父高锟在20世纪60年代就提出用光纤传递信息的设想。
创新是技术和经济发展的原动力，是国民经济发展的重要因素。
当今世界各国之间在政治、军事和科学技术方面的剧烈竞争，实质上是人才的竞争，而人才竞争的关键是人才创造能力的竞争。
创造强调新颖性和独特性，而创新是创造的某种实现。