第二章机械创新设计的思维基础
机械设计中的创新思维与实践探索
机械设计中的创新思维与实践探索在当今科技飞速发展的时代，机械设计领域面临着前所未有的挑战和机遇。
创新思维在机械设计中扮演着至关重要的角色，它是推动机械行业不断前进的动力源泉。
同时，实践探索则是将创新思维转化为实际成果的关键环节。
本文将深入探讨机械设计中的创新思维与实践探索，以期为相关领域的发展提供有益的参考。
一、创新思维在机械设计中的重要性创新思维是指突破传统思维的束缚，以新颖、独特的方式思考问题，提出新的解决方案。
在机械设计中，创新思维具有以下几个方面的重要意义：1、提高产品竞争力市场竞争日益激烈，消费者对于机械产品的要求越来越高。
只有通过创新思维，设计出具有独特功能、高性能、高品质的产品，才能在市场中脱颖而出，赢得消费者的青睐。
2、满足多样化需求随着社会的发展，人们的需求呈现出多样化、个性化的特点。
创新思维能够帮助设计师敏锐地捕捉到这些变化，开发出满足不同用户需求的机械产品。
3、推动技术进步创新思维往往能够激发新的设计理念和技术方法，促进机械设计领域的技术创新和发展。
例如，新型材料的应用、先进制造工艺的引入等，都离不开创新思维的引领。
二、机械设计中创新思维的特点1、开放性创新思维要求设计师具备开放的心态，广泛吸收来自不同领域的知识和信息，打破学科之间的界限，实现跨领域的创新。
2、灵活性机械设计过程中会遇到各种问题和限制，创新思维需要具备灵活性，能够根据实际情况及时调整设计思路和方案，找到最优的解决方案。
3、前瞻性设计师要具有前瞻性的眼光，能够预测市场需求和技术发展的趋势，提前进行创新布局，为未来的产品设计打下基础。
三、创新思维在机械设计中的应用方法1、逆向思维逆向思维是指从常规思维的相反方向思考问题。
在机械设计中，通过逆向思维可以发现现有产品的不足之处，从而提出新的设计思路。
例如，传统的汽车发动机是通过燃油燃烧产生动力，而电动汽车则是通过电能驱动，这就是一种逆向思维的应用。
2、联想思维联想思维是指由一个事物联想到与之相关的其他事物。
机械设计过程中的创新思维探析
【 关键词 】 机械设 计； 思维； 创新
在 目前 ． 社会对 于创新思维 的需求越 来越 大 ． 国家 的经济 发展 。 而想象思维也需要讲究一定 的原则 ． 其需要 以客观现实作为前提 ． 另 科学技 术的提 高 ， 这些 都离不 开创新思 维的融 人 。随着机械 产业 的 外还需要具备一定的概括性 以及形 象性。 发展 ． 机械设 计也 开始得到 了带动和促 进 。机 械设计 作为 一种工 业 想象是人 类最为神奇 和美丽的思维 。 如果没有 了想 象力 ． 那么创 设计 。 与创新 思维 的联 系十分 密切 ， 创 新思维对 于机 械设计 而言 ， 是 造性也就失去 了意义 ， 因此想象是进行创 造的基础和关键 。想象力 的 其发展 的源 泉 和动力 ． 对 一个企 业单 位 而言 ． 更是 其发 展和 生存 的 引进和应用 ． 能够 让设 计师设计 出许多“ 神奇 ” 的产品 ． 从 而使得科学 动力。 技术水平得以提高和发展。同时也推动 了社会 的进步和发展。
机械设 计的创 新思 维要求设计师在设计 过程中多观察 、多实践 ，
５ ． 机械创新设计案例
从产 品的市场适应性 和生产性 这两方面着手才 是真正 的创新 。对生 将无 曲轴式 活塞发动机作为一个创新设计案例 ． 其 在发 动机的 中 产、 生 活都没有 实际用途 的产 品都不能够体现 出设计产 品的功能和结 心位置安装 圆柱 凸轮 ， 并在 圆柱凸轮的周围设置气缸 ， 数目 较多 ， 从 而 构具有创新性
动。
２ ． 创 新设 计思维的特点
４ ． １ 最短路径原则 设计师在一开始需要对产品的功能进 行充分的 了解和认识 ． 并 寻
与常规机械设 计相 比， 机械设计在设计过程 中特别注重设计 师的 找较为合 适的设计方 案 ．从而才能够在 最短的时 间内与 目标拉近距 水平． 尤其是在设计 总体方案结 构的阶段 ． 设计 师一必须 发挥 自己的 离 ． 再进一 步根据价值工程 的方法进行选 择 ． 并将其 中价值 性较高 的 组件挑选 出来 ． 将 其作为研究 对象 ． 并对对 象现存的矛盾 和问题进行 主观能动性 ． 进行主动的创造。以下是机械设计 创新思 维的特 点 ： 思考和分析 ． 在原有基础上尽 量进行优化 ， 使其矛盾和 问题 得 以顺利 ２ ． １独特性 这种方法的路径相对较 短 ． 能量 消耗较少 。 为 了设计 出与众不 同的设计方案。 必须先要打破常规 的设计 思维， 解决。在理论上 ， ４ ． ２ 相似性联 想原则 才能提出新的机械设计方案 由于在创新性思维的影响下机械设计涉
机械创新设计课程设计
机械创新设计课程设计1. 引言机械创新设计是一门旨在培养学生创新思维和创造力的课程。
通过本课程的学习，学生将能够熟悉并运用机械设计与创新的理论和方法，发展出独立思考和解决问题的能力。
本文档将介绍机械创新设计课程的设计目标、教学大纲、教学方法和评估方式。
2. 设计目标机械创新设计课程的设计目标如下：•培养学生在机械设计与创新领域的专业知识与技能；•培养学生的团队合作与沟通能力，能够在团队中有效协作完成项目；•培养学生的创新思维和创造力，能够独立思考和解决问题；•培养学生的实践能力，能够将理论知识应用于实际项目中。
3. 教学大纲3.1. 课程结构•第一阶段：理论学习–机械设计与创新基础–创新思维和解决问题方法论–机械创新案例分析•第二阶段：项目实践–组队项目：每个小组选择并完成一个机械创新项目–项目管理与协作–设计方法与工具使用3.2. 教学内容3.2.1. 机械设计与创新基础•机械设计的基本原理和方法•机械元件的选择与设计•设计准则与标准3.2.2. 创新思维和解决问题方法论•创新思维的培养与发展•创造性问题解决方法与工具的使用•设计思维的应用3.2.3. 机械创新案例分析•新产品开发案例分析•创新设计案例研究3.2.4. 组队项目•学生自主选择项目主题•项目需求分析与规划•项目细化与设计3.2.5. 项目管理与协作•项目计划与进度管理•团队协作与沟通•项目风险管理与决策3.2.6. 设计方法与工具使用•机械设计软件的使用•制造和加工工艺的选择•原型制作与测试4. 教学方法本课程采用以下教学方法：•理论教学：通过讲座和案例分析，向学生传授机械设计与创新的基本理论知识。
•实践教学：通过项目实践，让学生将理论知识应用于实际项目中，培养他们的实践能力。
•小组讨论与分享：学生分成小组进行项目实践，并定期进行小组讨论与分享，促进思想交流和团队协作。
•指导与辅导：老师指导学生进行项目设计与实施，并提供必要的辅导和指导。
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》课程教学大纲
《机械创新设计》课程教学大纲一、课程名称中文名称：机械创新设计英文名称：Machinery Innovation Design二、课程代码11113103三、课程属性专业必修课四、学时数、学分数48（理论学时：44实验学时：4）、3学分五、适用专业四年制本科机械电子工程专业、机械设计制造及其自动化专业、机械工程专业。
六、编制者编制：唐剑兵七、编制日期2015年7月八、本课程的目的和任务本课程是本科机械设计制造及其自动化、机械电子工程、机械工程等专业的一门必修课。
创新设计的目标和任务是训练创新思维、学习创新方法、培养创新设计能力。
通过国际化创新思维的比较，帮助学生建立创新设计的思想，培养学生国际化创新意识和能力，打好创造发明的理论和实践的基础。
中国应该学习和改进创新思维，走向世界的前列。
创新是全世界的基本行为，创新教学适合双语教学，打破国际界限，进入英语讨论环境，在通用语言环境下比较优秀创新思想，树立自己的先进创新理念。
本课程通过阐述国际创新设计思想，达到创新理念的树立；创新思维的形成；创新方法的使用；创新活动的指导四大目的，带领学生一边学习，一边创造性实践。
在系统阐述设计创新和创造的基本原理基础上，介绍了设计问题、创新设计策略、设计创新过程、创新产品特性，创新人文特性等内容，用对比的方法，强调创新不只是技术改进，而是技术，市场，社会效益的综合改进，搭建创新与应用的桥梁。
并联系实例构建了“机械创新设计大赛”、“工程训练综合能力大赛”、“机器人大赛”和“创新创业训练计划”等4大实际任务模块，以项目为导向分析和引导相关课程内容的讲授，并结合实验和实训，最终实现学以致用，手脑并用，以大赛的实际创新产品体现教学的效果。
九、课程的基本要求和特点本课程的学习，要求学生具有活跃的思维能力和较强的动手能力，在掌握正确的创新思维和创新方法后，能开动脑筋，按照一定的功能要求，自己动手设计出新型的机构或装置，并加以实验验证。
机械工程设计中的创新思维
—380—创新观察机械设计中加入创新思维，这是能够让机械设计更好的获取成功的重要方法，在设计方面，创新是推动设计的动力。
创新设计不仅仅要以专业知识作为基础，而且还需要能够积极融合创新思维，在不断研究中加以创新，确保机械工程设计能够取得理想的设计效果。
1 机械工程设计中创新思维内容1.1 机械工程创新设计的目的通过机械创新设计能够帮助工程方面更好发展，通过加强对机械工程设计的创新，这样就能够让工程人员有效的研究相关的产品和机械，为其提供专业的知识帮助［1］。
而且在创新思维的影响下，机械工程设计的专业化、智能化水平将得到很好的提升，更好的完善机械工程设计内容。
与此同时，通过利用机械工程设计创新思维来设计出的产品，能够让机械产品更好的在市场中得以竞争，特别是在创新设计后，还能够为相关企业创造更多的经济收益。
此外，通过对创新思维的不断研究，能够有效的提升设计人员的专业水平，让其在不断设计中养成属于自己的创新能力，进而来成为满足当前社会要求的专业设计人员。
1.2 机械工程创新设计的特点对于机械工程设计中的创新思维而言，其主要来源于形象思维，也就是将相应的逻辑、分析等等加以有效结合，进而来设计具体的方案，将机械创新设计内容加以明确，以此来建立相关的结构和模型，从而让设计能够更加深入［2］。
对于机械设计中的创新而言，相比于传统的设计能够更加具有新意，在运用专业技术的基础上，能够设计更加合理的机械产品。
机械工程设计创新思维可以从两个方面来加以研究，第一就是对生产和生活方面进行完善，第二就是设计全新产品。
其特点可以分为：第一，交叉性。
因为机械工程设计中的创新思维所用到的相关技术和学科有很多，那么在应用过程中就具有交叉性的特点。
第二，发散性。
在创新思维运用过程中，有着很多的内容都是非数据性的，需要能够在专业知识的基础上来加以分析，那么就需要让相关工作人员能够具备发散性思维。
第三，逻辑性。
在设计过程中，要能够按照逻辑来进行研究，以此来找到正确的创新设计方法。
机械装备制造-第二章 机械制造装备设计方法 (重点)
例：普通车床的主参数是在床身上的最大回 转直径，主要性能指标是最大的工件长度。
升降台铣床的主参数是工作台工作面的宽度、 主要性能指标是工作台工作面的长度。
摇臂钻床的主参数是最大钻孔直径，主要性 能指标是主轴中心线至立柱母线的最大距离。
3.分为四个阶段
（1）产品规划阶段 （2）方案设计阶段 （3）技术设计阶段 （4）施工设计阶段 4.缺点：需要较长的开发周期和投入较大的
开发工作量。
二、变型设计（快速满足市场要求 的变化） （重点）
1.概念：在原有产品基础上，基本工作原理和总体 结构保持不变，按一定的规律演变出各种不同的 规格参数，布局和附件的产品，扩大原有产品的 性能和功能。
2.要求：组合产品的设计应先在一定范围内不同性 能、不同规格的产品进行功能分析的基础上，划 分并设计出一系列模块，通过模块的组合，构成 不同类型或相同类型不同性能的产品，以满足市 场的要求。
3.原理：按系列化设计的原理进行。
结论：在机械制造装备产品有一大半属于变型 设计和组合产品，创新设计的产品只占一小 部分。但创新设计的意义不容低估，是企业 在市场竞争中取胜的必要条件。变型设计和 组合设计是在基型和模块系统的基础上进行 的。而基型和模块系统也是采用创新设计方 法完成的。
是在设计的某一类产品中，选择功能、 结构和尺寸等方面较典型的产品为基型， 以它为基础，运用结构典型化、零部件通 用化、标准化的原则，设计出其它各种尺 寸参数的产品，构成产品的基型系列。 2.遵循的原则：零部件通用化、标准化、结 构的典型化、产品系列化。
3. 系列化设计的优缺点
优点：P23 缺点： P23 4. 系列化设计的步骤 （1）主参数和主要性能指标的确定
论《机械设计基础》教学中创新思维能力培养
从近几年的教学实践中 ， 体会到重视培养与训练学生的 创新思维能 力 ， 可使教 学更加生动 ， 有利于学生理解 和掌握 课程内容 ， 提高学生分 析问题 、 解决问题的能 力 ， 把学生的学 习兴趣 引导到发展创造性能 力的方面 上来 ， 真正做到 “ 教书 育人” 。 【 参考文献 】 ［１］ 郑文纬 ， 吴克坚 ， 机械原理 ｆ 。北京： Ｍ１ 高等教育 出版
社 ，０６５ ２０．
［ 濮 良贵 纪 名刚 ， ２］ 机械设计 ｆ 。北京： Ｍ１ 高等教育 出版
社 ，０６８ ２０．
统的 以机构分析为主线的课程 体系 ， 建立“ 以分析 为手段 ， 综 合（ 设计 ） 目的 ” 为 的教学模式 。总结出以“ 演变” 为核心的机 构分析与创新设计方法。通过“ 可以改进存在的缺点和不 变”
３创新思维方法在机构分析与设计 中的运用实例 ． 将创新思维方法与机械设计基础课程有关 内相 结合 ， 我对《 机械设计基础》 教学内容进行了重 组和 优化 ， 变了传 改
如果两构件形成的转动副 的转 动半径不断增大 ， 直至转 动 中心落到无穷远处时 ， 转动 副就变成了移动副 ， 这时 两构 件的相对运动关 系发生了改变 ， 由此可以演化出新机构 。 （） ２改变运动副元素的形状。改变移动副元素形状 ， 可以 实现特殊的运动规律 ， 解决原始机构难 以解决的问题 。例如 ， 将摆动 导杆机构 中导杆的直线导路 变成曲线型导路 ， 并用滚 子代替滑块 ， 若滚子在 距铰链距离不变的一段圆弧槽内滚动 时， 则滑块就不动 ， 从而实现机构运动的暂停 。 曲柄滑块机构在滑块主 动 、 曲柄从动时 ， 则机构存 在死 点位置。通常采用多个曲柄滑块机构 错位排列或使用大飞轮 克服死点。但方 法并不止这些 ， 在实际设计 中有各种创新方 法， 如在滑块上制成导向槽 ， 利用滚滑副的导向作用 。 也能使 机构克服死点位置。
浅谈《机械设计基础》教学中的创新思维培养
向学生介绍机械设计与他们所学专业的关系 。比如第一次 给汽车 班 上课 ， 可 以先提 问学生 汽车变速箱里 面是 什么结构 ， 或者 开车挂 挡 为什么要 踩离合器 等问题 ， 给飞机班 上课可 以提问飞机 降落时 地面给机 轮的力为什 么不会使得 机轮转动 等问题 ， 让学生 在第一 节课就知道 本课程 与 自己专业密 切相关 ， 使他们 端正对本课 程 的 态度 ， 产生学 习的兴趣 ， 提高了他们学习 的 自主能动性 。 其次要 向学生 阐述本课程 的意义及学 习本课程 的重要 性 。随 着科学技术不断发展进步 ， 机械类 行业的竞争越来越激烈 ， 而生存
１ 培 养学 生 自学能力 。 开启创新 的源泉 哈佛有一个著名 的理论 ： 人 的差别在于业余 时间， 而一个人 的 命运决定于 晚上 ８ 点到 １ ０点之间 。引导学 生 自学 ， 培养他 们 的 自 学能力是大 学教 学的一个 重要 环节 。为此 ， 笔者做 了如下努力 ： （ １ ） 激发 学生兴趣 ， 提 高学生学＞ － ７自主能动性 首 先要 向学 生介 绍本课程 与 自己专业 的关 系。尤其是 船舶 、 汽 车、 飞机相关 专业 的学生 习惯 的认 为 机械设 计应 该是 机 制、 机 设、 机 电专业 的课程 ， 与他 们关 系不大。老师第一次上课就应该 先
的核心竞争力就是不断创新并开发 出新 的产 品。对 于才开 始接触 机械行业的学生来说 ， 《 机械设计基 础》 这 门课 程就是 他们认 知机 械行业 巨人 的开始 。该课 程可使 学生获得 机械设 计方 面知识 ， 掌 握设计简单机械传动装 置 的能力。除此之 外 ， 重点培 养学 生分 析 解决 问题 的能力 ， 提高学生创新设计能力 ， 以此实 现高等技术应用 型人才 的培养 目标 。 （ ２ ） 引导 学生课前预 习， 课后 自学， 夯实基础知识 ， 建立知识框 架 在课堂结尾 ， 老师 以提问的方式告知学生下节课 的重 点 ， 让 学 生课下 有针对性 的学习 ， 下次课 可以集 中精 力在课堂 上解决预 习
机械创新设计智慧树知到答案章节测试2023年上海理工大学
第一章测试1.国产大飞机的设计为机械创新设计的（）。
A:反求设计B:经验设计C:开发设计D:变异设计答案:C2.开发设计具有开创性和探索性，其设计风险较大。
A:错B:对答案:B3.机械的创造发明大多属于机械机构方案的创新设计。
A:错B:对答案:A4.机械创新设计有高低层次之分，这可用创新度来衡量。
A:对B:错答案:A5.机械创新设计的类型主要有，开发设计，变异设计，反求设计。
A:对B:错答案:A6.机械创新设计的特征是，独创性，实用性，多方案优选。
A:错B:对答案:B第二章测试1.从工作机理上来说潜水艇设计采用的思维方式为（）。
A:灵感思维B:抽象思维C:逆向思维D:类比思维答案:D2.分割原理包含以下几个部分：（）。
A:增加物体相互独立部分的程度B:把物体分成容易组装和拆卸的部分C:都是D:把一个物体分成相互独立的部分答案:C3.被誉为TRIZ之父的阿奇舒勒是（）科学家。
A:日本B:英国C:美国D:俄国答案:D4.“网球拍减轻总体重量，增加头部重量，以保持击球力量”体现了（）。
A:各性能参数的协调B:结构上的协调C:提高柔性法则D:工作节奏/频率上的协调答案:A5.发明原理1“分割”的效能是（）。
A:消除有害作用B:提高系统效率C:提高系统协调性D:改善操作和控制答案:C6.“炮管直径必须足够大以使一个个的炮弹容易射出，但同时又必须是足够小以免火药爆炸推力的泄露”属于（）。
A:基于条件的分离B:整体与部分的分离C:时间分离D:空间分离答案:D7.系统分析法包含以下哪几类方法（）A:设问探求法B:特性列举法C:形态分析法D:缺点列举法答案:ABCD8. TRIZ理论核心思想，主要有（）。
A:冲突B:40条创新原理C:专业理论基础D:技术系统进化法则答案:ABD9.冲突矩阵是由39个（）与39个( )构成的矩阵。
A:恶化参数B:负向参数C:正向参数D:改善参数答案:AD10.抽象思维的思维材料侧重于语言、思维推力、数字、符号。
第二章 技术设计的基础-2022年高中通用技术学业水平考试综合复习(粤科版2019)
A．①③④B．②③④C．①②③D．①②④
【答案】：C
【解析】：发现问题的途径有①②③所说的方法，没有第④项。
4．当我们在生活中发现了一个设计问题之后，需要明确问题，明确问题主要包括：①问题是否明确 ②问题是否有价值 ③设计者及其团队是否具有解决该问题的能力④解决问题受到的限制。正确的选项是
安全性
部分设备耐用才安全
10
工程心生与可持续
基本独立
无优先
汽车司机座椅与尾气排放
1.3 技术设计的一般过程
（一）技术设计的一般过程
案例：方便色觉障碍者辩认的交通灯的发明过程；山村路灯的设计。
粤教版技术设计的一般过程：
1．发现问题；
2．收集设计所需要的信息、数据、资料；
3．判断问题的价值，是否值得解决；
（六）电路图的识读
熟悉电器、电子元件符号。
三、
一、
1．如图所示人行道上的盲道，体现了人们对盲人的关怀，该设计主要考虑到了
A．信息的交互B．静态的人与动态的人
C．人的生理需求与心理需求D．普通人群与特殊人群
【答案】：D
【解析】：盲道是专门帮助盲人行走的道路设施。一类是条形引导砖，
一类是带有圆点的提示砖，提示盲人前面有障碍，需要转弯了。形状特殊的砖、鲜艳的黄色，利用盲人的脚感作用和盲道砖的助感原理达成。这是为盲人专门设计的产品，主要考虑了特殊人群的需要。
（2）列举法：列举参考对象的优点和缺点，在新方案中保留优点，避免缺点，在继承的基础上创新。
（3）移植借鉴法：是将某个学科、领域中的原理、技术、方法等，应用或渗透到其它学科、领域中，为解决某一问题提供启迪、帮助的创新思维方法。如将直流电路的欧姆定律移植到交流电路分析中；树形装饰物形态移植法；树叉衣挂结构移植；反光镜用到取款机的功能移植等。
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。
机械创新设计课程教学大纲
《机械创新设计》课程教学大纲课程名称：机械创新设计英文名称：Mach inery Inno vati on Desig n课程代码：11113103一、课程基本情况1.学分：2 学时：32 （理论学时：28 实验学时：4 ）2.课程类别：专业限定选修课3•适用专业：机械设计制造及其自动化4•适用对象：本科5•先修课程：机械原理机械设计机械制图6.教材与参考书目教材：《机械创新设计》，高志刘莹编著，清华大学出版社，2009年。
二、课程介绍机械创新设计的目的和任务是帮助学生建立创新设计的思想，从创新的理论出发，重点掌握机械创新设计中有效的创新方法，通过对机械设计中常用的表达方法进行详细介绍，以及创新设计的实例的引入，使学生对创新的方法有了更全面的了解•从而获得掌握机械创新设计问题的初步能力•此外通过创新失误的原因了解，提高从事创新设计的实践成功率•在教学中彩用多媒体辅助教学方法、实物教学等教学手段。
本门课在专业教学计划中起到及其重要的作用，创新是人类文明进化，发展的动力，是科技进步、发展的动力，是人类社会发展的动国力，所以在大学中必须开设创新课程。
三、课程内容、学时分配及教学基本要求第一章（单元）绪论（共2学时）（一）教学内容：第一节创新的含义知识要点：，创新的实用性和新颖性第二节创新的意义知识要点：创新是一个民族发展的灵魂，是国家兴旺发达的不竭动力第三节创新与设计知识要点：创新是设计的本质属性第四节创新学与创新教育知识要点：创造学作为一门新兴学科是益受到人们的重视，创新实践不再是少数人的行为。
第五节设计理论与教育知识要点：设计是一种创造性的实践活动，设计水平的更是成为国家核心竞争的标志，于是，人们发现了多种设计理论和方法，并创立了各类学科体系。
第六节本课和的教学内容和方法知识要点：本门课程的教学内容是介绍创新机械设计的典型方法和生动的实例。
教学重点：创造学作为一门新兴学科是益受到人们的重视，创新实践不再是少数人的行为的理解。
机械创新设计创新思维课件
机械创新设计能够提升产业的核心竞 争力，帮助企业在激烈的市场竞争中 获得优势，实现可持续发展。
机械创新设计的挑战与机遇
挑战
机遇
创新思维基础
发散性思维
总结词
发散性思维是一种从一点出发，向各个方向辐射的思维方式，其特点是思路广泛、 思维流畅、不拘一格。
详细描述
在机械创新设计中，发散性思维可以帮助设计师从不同的角度和层次思考问题， 提出多种可能的解决方案。通过联想、想象和多角度思考，设计师可以探索更多 的可能性，从而产生新颖、独特的创意。
详细描述
智能机械手是现代机械设计中的重要应用 之一，它具备高度自动化的操作能力，能 够执行各种复杂的任务。通过引入传感器 和智能控制技术，机械手能够适应不同的 工作环境和任务需求，提高生产效率和自 动化水平。
案例二：环保机械装置的创新设计
总结词
详细描述
案例三：高效传动系统的设计
总结词
详细描述
机械创新设计的未来展望
技术发展趋势
智能化
数字化 绿色化
市场机遇与挑战
市场机遇 市场挑战
人才培养与教育
01
培养创新思维
培养具备创新思维和创新能力的 人才，是推动机械创新设计发展 的关键。
02
03
强化实践教育
跨学科合作
加强实践教育和实践能力的培养， 让学生在实际项目中锻炼和成长。
鼓励不同学科之间的合作与交流， 打破传统学科界限，推动跨学科 的创新设计。
逆向思 维
总结词 详细描述
机械创新设计方法论
设计思维流程
概念生成
详细设计
定义问题
方案评估
优化改进
创新设计工具
CAD软件
计算分析软件
第二章机械制造装备的设计方法
机械制造装备设计方法
系列化设计
机械制造装备 的设计方法
系列化设计的概念：在设计某一类产品中， 选择功能、结构和尺寸等方面较典型的基型 ，以它为基础运用结构典型化，零部件通用 化、标准化的原则。设计出它的各种尺寸的 产品，构成产品基型系列。
机械制造装备设计方法
系列化优点：
机械制造装备 的设计方法
a、以较少的品种规格满足较大的市场需求： b、产品已经定型，减小了设计开发工作量，缩短开发周期而且质 量有保证 c、压缩了工艺设备，降低了成本。 d、种类少结构相似，便于维修和售后服务。
数学方法结合法
机械制造装备设计方法
系统结合法
机械制造装备 的设计方法
底料定位机构 翻角机构 揭纸机构
如果系统有 n个子功能 实现每个功 能有m种方 法 实现总功能 就有mn种方 案
折边结构
电气
气动 液压 齿轮 齿条 凸轮
机械制造装备设计方法
五、初步方案的评价和筛选
机械制造装备 的设计方法
原理解的结合可以获得几种或几十种初步方案，而最终采用的只用一种 如何从众多的方案种选择最合理的一种？常用的方法有： 1、观察淘汰法 2、分数比较法
机械制造装备设计方法
机械制造装备 的设计方法
一、对设计任务的抽象 通过对设计任务的抽象，明确设计产品的总功能 。总功能是表达输入量转变为输出量的能力，输入、 输出量指的是物料、能量和信息
机械制造装备设计方法
机械制造装备 的设计方法
机械制造装备设计方法
机械制造装备 的设计方法
电能 总功能
热能
风能
机械制造装备 设计的类型
三、模块设计 按合同的要求，选择适当的功能模块，直接拼成所谓 的组合产品。如（计算机、组合机床、模块化的工业 铝型材）。
关于《机械设计基础》教学中创新思维的思考
三 、 学 手 段 与 创 新 思维 的培 养 教
［ ］吕永 贵． １ 职业教育现代教学方法体 系的构建． 业技术教 育，００， 职 ２０
（２ ． ２ ）
ห้องสมุดไป่ตู้
在《 机械设计基础》课程教 学 中， 们的教 学手 段方面 已经 开始从 实 我 物 、 型 、 像 等 方 式 ， 渐 向校 内外 实 训 基 地 、 媒体 教 学 课 件 、 模 录 逐 多 网络 课 堂 等 方向发展 ， 并充分 利用这 个多维 一体 的教学 平 台调动 了学生 的学 习兴 趣 。《 机械设计 基础》 门课程有其固有的特点 ， 这 学生必须 自己动 手才能更
一
反三 、 类旁通的学习能力。 触
课程设计是《 机械设计基础》课程教学 的最后一个也 是最重要 的一个 环节 。通过课程设计可以使 学生将所学 习的知识进行综合 归纳 ， 学会 将各
现代职业教育教学 中存在的主要问题 之一 ， 是教育者往往将 教授的 内 类机构进行组合设计 ， 既能巩 固和应 用所学 过的基础 理论知 识 ， 使学 生掌 容以灌输 的方式讲解得详细而贴切 ， 对学生 缺少必要 的启发 ， 使学生遇 事 握运动方案设计的初步方法 ， 还能进一步提 高学生利用技术资料 、 算、 运 绘
本雏形； 或是 以设计者的创新构思 为基础进 行新 的突破与重 新构思 ， 都是 其学 习内容 、 方法和要求都与基础课 不同 ， 记硬背 和套用公 式的 习惯 性 死 建立在现存成果之上的。创新思维 与一般思 维的不 同点主 要在于 它的独 方法在这里完全不适用。所 以， 师要根据 学生在学习某一 内容 时所暴 露 教 创性、 突破性和新颖性。事实上 ， 创新思维 是一种十分复杂 的思维 活动 ， 它 出来 的 问题 ， 以归 纳 、 结 ， 加 总 整理 出一 些 有 代 表 性 的 典 型 题 目 ， 以提 问 、 讨 是逻 辑 思 维 与 非 逻 辑 思 维 （ 象 思 维 、 觉 、 悟 、 形 直 顿 灵感 ） 的统 一 。 创 新 是 通 论 方 式 启 发 学 生 们 进 行分 析 探 讨 ， 而 得 出 正 确 结 果 。 通 过 习 题 讨 论 能 够 从 过抽象和概括反映事物的本质与规律 的一种思维活动 ， 随着这 种思 维往 可引导学生积极思维、 伴 主动分析 ， 并达到思维开 发和创新 ， 培养学生掌握 举 往会产生出强烈的探索动机 ， 经历 存疑、 假设 、 推理 、 悟和 验证等几 个阶 顿 段， 最终 对事物有 了进一步的认识 和理解 ， 解决 以前没有 解决 的问题或 而 获得以前没有 的某种新事物 ， 从而表现 出其创新性。
机械创新设计基础知识
最简单、精练的设计就是最好的设计！
（a ）
（b）
方案（b）加工方便，工艺性较好
（a）
（b）
方案（b）增加圆柱面，利于卡盘装卡。
第四节
创新设计方法
创新设计方法有很多种，下面简单介绍 智力激励法、提问追溯法、联想类推法、返 向探求法、系统分析法、组合创新法六种。
1．智力激励法
智力激励法是美国学者奥斯本创造的。它 以“群言堂”为特征，是一种集思广益， 相互启发的方法 .（头脑风暴会）
内六角花形沉头螺钉
内六角圆柱头轴肩螺钉
十字槽圆头木螺钉
内六角花形盘头螺钉
c型开槽沉头自攻螺钉
滚花小头螺钉
不同的螺钉头类型演化出不同的螺钉类型。
开槽长圆柱端紧定螺钉
内六角平端紧定螺钉
开槽沉头不脱出螺钉
方头短圆柱锥端紧定螺钉
十字槽圆头木螺钉
开槽平端紧定螺钉
不同的螺钉尾类型演化出不同的螺钉类型。
长吊环螺钉
单相交流异步减速电动机
（3）直流电动机 特点：可以进行调速，易于实现自动控制，在 机电一体化设备中得到广泛应用。
（4）步进电动机 特点：要求分度或步进运动的场合可采用步进 电动机。采用脉冲信号控制，将脉冲信号转化 为电动机的角位移。
步进电动机
驱动器
（5）直线电动机 特点：直接提供直线运动，减少了中间转换运 动链，结构简单，反应速度快，灵敏度高，适 合于高速和高精度的应用场合 。
（14） 液压、气动传动机构的基本型
缸体不动的液压油缸和气动缸 可演化为摆动油缸和气动缸。
（15） 螺旋传动机构的基本型
三角形螺旋传动机构 可演化为梯形螺旋传动机构、矩形螺旋传 动机构、滚珠丝杠传动机构。
《机械创新设计》选修课资料
第一章创新实践可分为3个阶段（1）了解问题：目标是什么？未知量、已知量是那些？情况如何？能满足情况的需要吗？能否决定未知量，是否足够，是否重复或抵触？可以画张图，引入合适的标志，把情况的各部分加以分解。
（2）设计方案：遇到过这个问题吗？知道相关的问题吗？可能运用什么原理？通过不同的方法设计各种方案，并进行优化。
（3）执行方案：实施设计方案，在每一步骤中对方案修改完善，必要时重新设计方案，以取得最好的成效。
任何一个创新几乎都要经过上述3个阶段，一般最困难的是第二阶段，最关键的往往是第三阶段。
创新设计设计类型的内容特点，一般将设计分为下面3种：1开发性设计在工作原理、结构等完全未知的情况下，针对新任务提出新方案，开发设计出以往没有过的新产品。
2．变型设计在工作原理和功能结构不改变的情况下，对已有产品的结构、参数、尺寸等方面进行变异，设计出适用范围更广的系列化产品。
3．适应性设计亦称反求设计。
针对已有的产品设计，在消化吸收的基础上，对产品作局部变更或设计一个新部件，使产品更能满足使用要求。
开发设计以开创、探索创新，变型设计通过变异创新，适应性设计在吸取中创新。
创新是各种类型设计的共同点。
二、设计思路和设计过程1．产品规划阶段——明确设计任务和要求，提出设计任务书2．原理方案设计阶段——确定工作原理，分解子系统，绘制方案简图3．技术方案设计——进行总体设计和结构设计，完成产品全部生产图纸，编制设计说明书、工艺卡等技术文件4．改进设计机械的功能要求1）运动要求：如运动规律、轨迹、行程、速度、加速度、转速、调速范围、运动的精确性等。
（2）动力要求：传递的功率、转矩、力、加速性能、效率等。
（3）安全要求：强度、刚度、稳定性、热力学性能、摩擦特性、振动、机械工作的安全性及操作人员的安全性等。
（4）经济要求：设计和制造的经济性、使用和维护的经济性等。
（5）可靠性和寿命要求：包括零部件和机械实现预期功能的可靠性，零部件和机械的耐磨性、疲劳强度、失效和使用寿命等。
远程开放教育《机械设计基础》教学与创新思维能力的培养
１ 远程教 育是培 养创新型人 才的重 ．
要 阵地
普通高等教育 ， 主要采取教 师讲授 ， 学生
听 讲 的教 学 方 式 ， 往 忽 视 对 学 生 自主 往 学 习 的 能 力 以及 学 生 个 性 的 培 养 ， 生 学 学 习 中的 思 维 形 式 、 维 方 法 和 思 维 过 思 程 受 到一 定 的 限 制 ， 乏 创 新 理 念 ， 这 缺 而
的 重 要 阵地 。
育为指导思想 的远程开放 教育 ， 已逐渐
发 展 成 一 种 新 型 的 不 可 或 缺 的 教 育 方 式 。 远 程 开 放 教 育 打 破 了时 空 的 局 限 性 ， 学 员 可 以充 分 利 用 各 种 辅 助 教 学 使
对于创新思维 ， 可以从 两个方面说明 ： 一
能力。这 门课程 为学习后续课程和将来 从 事专业技术工作打下必要的基础 。由
于 这 门课 程 内容 多 、 践 性 强 ， 实 因此 ， 在
在 教 学 中 发 展 学 生 的创 新 能 力 是 大 学 的第 一 要 务 。 创 新 思 维 是 以新 颖 独 特 的 方 式 对 已 有 信 息 进 行 加 丁 、 造 、 组 从 而 获 得 改 重
一
远程 开放 教育 不 同于 传统 应 试教 育 ，打破 了传统的以教师讲授为主 的教
个 国家 发展具有决定 性作用 。因此 ，
学方 式 ， 强调学生 的主体 地位 和学 生 自
教师主学习能力的培养。 在教学过程 中， 教 师主要对学生进 行引导 和辅导 ， 学生 则可 以通过远程教育平台获取所学课程 资料 ， 同时还可使用 网络 查找相关 的学
中央广播 电视大学科研 课题 ： 课题名称： 远程开放教育中机 电类 专业教学改革研 究与实践 ； 课题 编号：Ａ １ ０Ｙ ＧＱ４２。