现代机械设计创新及其特点
论现代机械设计创新及其特点
摘要：对机械设计在不同时期的特点进行分析，分别为传统时期和现代时期，并且对运用创新思维实现机械设计的重要意义进行了说明，同时讨论了机械设计创新思维的特点，最后通过分析总结，对完成现代化机械设计提出了相应的具体措施。
关键词：机械设计；创新；具体措施
现代社会的不断发展离不开计算机所起的重要作用，由于计算机技术的迅猛发展，使我国的机械设计有了新的发展机遇，为我国机械设计创新奠定了坚实的基础。至今为止，我国社会的迅速发展与计算机以及软件的应用普及是分不开的，所以我们必须要对现代机械设计特点和创新研究做进一步加强，从而满足技术更新的需要与社会经济发展的需求，并且使现代机械设计能够进一步适应时代发展的潮流。很久以前机械设计就早已存在，由于社会发展迅速，并且传统的机械设计存在大量弊端，所以传统的机械设计已经无法在当今社会继续发展，所以被现代机械设计所取代。因此为了能够对我国的机械制造业作出巨大的贡献，促进我国社会主义现代化建设事业的发展，我们必须不断加强现代机械设计的创新力度。
1.特点比较
1.1.传统机械设计特点
经历了几百年的时间，机械设计进行了不断变化与完善，直至今日我国的机械设计已形成了一个健全的设计体系，其广泛应用在社会各领域。以往我国的机械设计由于受社会发展速度与生产力水平
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。 实施途径：1）基于结构的分解；2）基于特性、原理的列举分离 第三讲 1．学习创造原理的基础知识有什么实际意义？ 2．物场三要素是指什么？（两个物与一个场）比较完全物场（三个要素齐全的场）、不完全物场（三要素中有两个要素存在的场）、非物场（三要素中仅有一个要素的场）的异同。 3．列举三种所熟悉的创造理论，简述其实施的基本途径。 （1）物场要素变换：电磁场取代机械场 （2）物场要素补建：超声波加工（特种加工工艺） 第四讲 1、实施群体集智法应遵循哪些原则？提出自己运用此法的技巧。（要求从不同角度提两点） 1.自由思考原则：解放思想、消除顾虑 2.延迟评判原则：过早的结论会压制不同的 想法，可能扼杀有创造性的萌芽 3.以量求质原则：相关统计表明，一批设想 的价值含量与总数量成非线性正比。 4.综合改善原则：充分利用信息的增值。 ２．为什么设问探求法特别强调“善于提问”？简述所学的九种基本提问。 ●学习者的基本技能 ●创造者分析、解决问题的基础 ①有无其他用途;②能否借用（直接）;③能否改变使用（间接）;④能否扩大（改良）; ⑤能否缩小（改良）;⑥能否代用;⑦能否重新调整;⑧能否颠倒;⑨能否组合
现代机械设计方法复习题【答案2】
现代机械设计方法试题-----复习使用 考试形式：闭卷（带计算器与尺） 一、图解题 1．图解优化问题：min F (X)=(x 1-6)2+(x 2-2)2 s ．t ． 0．5x 1+x 2≤4 3x 1+x 2≤9 x 1+x 2≥1 x 1≥0, x 2≥0 求最优点和最优值。 最优点就是切点坐标：X1=2.7,x2=0.9 最优值：12.1【带入公式结果】 2．若应力与强度服从正态分布，当应力均值μs 与强度均值μr 相等时，试作图表示两者的干涉情况，并在图上示意失效概率F 。 参考解： 3 ．已知某零件的强度r 和应力s 均服从正态分布，且μr >μs ,σr <σs ，试用图形表示强度r 和应力s 的分布曲线，以及该零件的分布曲线和可靠度R 的范围。 参考解： f (s) f (r) Y >0安全状态；Y <0安全状态；Y =0极限状态 f (Y)
强度r 与应力s 的差可用一个多元随机函数Y =r -s =f (x 1,x 2,…,x n )表示，这又称为功能函数。 设随机函数Y 的概率密度函数为f (Y )，可以通过强度r 与应力s 的概率密度函数为f (r )和f (s )计算出干涉变量Y =r-s 的概率密度函数f (Y )，因此零件的可靠度可由下式求得： Y Y f Y p R ?∞ =>=0d )( )0( 从公式可以看出，因为可靠度是以Y 轴的右边对f (Y )积分，因此可靠度R 即为图中Y 轴右边的阴影区域。而失效概率F =1-R ，为图中Y 轴左边的区域。 4．用图表示典型产品的失效率与时间关系曲线，其失效率可以分为几个阶段，请分别对这几个阶段进行分析。 失效率曲线：典型的失效率曲线。失效率（或故障率）曲线反映产品总 体寿命期失效率的情况。图示13.1-8为失效率曲线的典型情况，有时形象地 称为浴盆曲线。失效率随时间变化可分为三段时期： (1) 早期失效期，失效率曲线为递减型。产品投于使用的早期，失效率较高 而下降很快。主要由于设计、制造、贮存、运输等形成的缺陷，以及调试、 跑合、起动不当等人为因素所造成的。当这些所谓先天不良的失效后且运转 也逐渐正常，则失效率就趋于稳定，到t 0时失效率曲线已开始变平。t 0以前 称为早期失效期。针对早期失效期的失效原因，应该尽量设法避免，争取失 效率低且t 0短。 (2) 偶然失效期，失效率曲线为恒定型，即t 0到t i 间的失效率近似为常 数。失效主要由非预期的过载、误操作、意外的天灾以及一些尚不清楚的偶 然因素所造成。由于失效原因多属偶然，故称为偶然失效期。偶然失效期是 能有效工作的时期，这段时间称为有效寿命。为降低偶然失效期的失效率而 增长有效寿命，应注意提高产品的质量，精心使用维护。加大零件截面尺寸 可使抗非预期过载的能力增大，从而使失效率显著下降，然而过分地加大， 将使产品笨重，不经济，往往也不允许。 (3) 耗损失效期，失效率是递增型。在t 1以后失效率上升较快，这是由于产品已经老化、疲劳、磨损、蠕变、腐蚀等所谓有耗损的原因所引起的，故称为耗损失效期。针对耗损失效的原因，应该注意检查、监控、预测耗损开始的时间，提前维修，使失效率仍不上升，如图13.1-8中虚线所示，以延长寿命不多。当然，修复若需花很大费用而延长寿命不多，则不如 报废更为经济。
机械创新设计说明书
精心整理机械创新设计综合实训 设计说明书 设计名称：_________笔记本电脑散热桌________________; 实训班级：_____________机自0911____________________; 组长姓名：_____刘强_________学号_________; 组员姓名：_____刘强_________学号_________; 南京工业职业技术学院 2010年11月19日 目录 第一章背景概述-----------------------------------------------------2 第二章设计方案-----------------------------------------------------3 第三章设计计算-----------------------------------------------------4 第四章设计创新点--------------------------------------------------5 第五章总结-----------------------------------------------------------6 参考文献--------------------------------------------------------------------6 附图： 装配图-----------------------------------------------------------------------7 零件图-----------------------------------------------------------------------7-10 三维图-----------------------------------------------------------------------10-13 第一章背景概述 中国电脑桌产业发展研究报告 中国电脑桌产业发展出现的问题中，许多情况不容乐观，如产业结构不合理、产业集中于劳动力密集型产品；技术密集型产品明显落后于发达工业国家；生产要素决定性作用正在削弱；产业能源消耗大、产出率低、环境污染严重、对自然资源破坏力大；企业总体规模偏小、技术创新能力薄弱、管理水平落后等。 从什么角度分析中国电脑桌产业的发展状况？以什么方式评价中国电脑桌产业的发展程度？中国电脑桌产业的发展定位和前景是什么？中国电脑桌产业发展与当前经济热点问题关联度如何……诸如此类，都是电脑桌产业发展必须面对和解决的问题——中国电脑桌产业发展已到了岔口；中国电脑桌产业生产企业急需选择发展方向。 中国电脑桌产业发展研究报告阐述了世界电脑桌产业的发展历程，分析了中国电脑桌产业发展现状与差距，开创性地提出了“新型电脑桌产业”及替代品产业概念，在此基础上，从四个维度即“以人为本”、“科技创新”、“环境友好”和“面向未来”准确地界定了“新型电脑桌产业”及替代产品的内涵。根据“新型电脑桌产业”及替代品的评价体系和量化指标体系，从全新的角度对中国电脑桌产业发展
现代机械设计方法(答案)
一、绪论 1.设计活动的特征有哪些？ 时空性、物质性、需求性、创造性、过程性 2.试比较传统设计和现代设计的区别？ 传统设计师静态的、经验的、手工的方法，在设计过程中被动地分析产品的性能；而传统设计师动态的、科学的、计算机化的方法，在设计过程中可以做到主动地设计产品参数。 3.简述现代设计方法的主要内容和基本特点。 主要内容：设计理论是对产品设计原理和机理的科学总结。设计方法是使产品满足设计要求以及判断产品是否满足设计原则的依据。 现代设计方法主要内容：设计方法学、计算机设计、有限元法、优化设计、可靠性设计 基本特点：程式性、创造性、系统性、最优性、综合性、数字性 二、设计方法学 1.设计过程包括哪几个阶段？ 计划阶段、设计阶段、样机试制阶段、批量生产阶段、销售阶段 2.常用的创造性技法有哪些？ 智力激励法、提问追溯法、联想类推法、组合创新法、反向探求法及系统搜索法6类 3.运用功能分析法进行系统原理方案设计的主要步骤有哪些？ 三、相似理论及相似设计方法 1.相似三定理的内容和用途各是什么？ 相似定理是用来判断两个现象相似的充分必要条件及其所应遵循的法则 内容： 第一定律：对于彼此相似的现象，其相似指标为1，相似判据为一个不变量； 第二定律：某个现象的物理量总数为n，量纲独立的物理量总数为k，则该现象相似准则的个数为n-k，且描述该现象各个物理量之间的关系可表示为相似准则π1，π2，，，，，，πn-k之间的关系，即 π，π，，，，，，π 第三定律：凡同一完整的方程组所描述的同类现象，当单值条件相似，且由单值条件的物理量所组成的相似准则在数值上相等，则这些现象就相识。 用途： 第一定理：介绍相似现象的属性； 第二定理：确定相似准则的个数以及相似结果的推广，也称π； 第三定理：也称模型化法则，也是相似现象的充要条件。 2.相似准则的导出方法及基本依据是什么？ 导出方法：方程分析法、量纲分析法 基本依据：表示各物理量之间关系的方程式，其各项量纲必须是相同的 3.相似准则有哪些特点和性质？ 如果两个现象相似，则这两者的无量纲形式的方程组和单值条件应该相同，具有相同的无量纲形式解。 出现在这两者的无量纲形式的方程组及单值条件中的所有无量纲组合数对应相等。 4.白炽灯的功率为其主要技术参数。现在要求在10~100W之间按几何级数分级设计六种型号。试确定其 功率系列（将计算值按0.5圆整） 解： 四、有限单元法 1.试简述有限单元法的主要思路、具体步骤及其依据。 核心思想：将复杂结构分解成形状简单、便于方程描述的规则单元，列出方程组求解 基本思路： “分”：用有限个规则单元代替原来的各种各样的连续系统，并用近似方程对每个单元的行为加以描述。 “和”：根据一定的规则，把关于单元的方程组合起来构成方程组，并引入外载及约束条件进行求解。 三个步骤：结构的离散化、单元分析、整体分析 2.单元刚度矩阵的物理意义是什么，具有哪些主要特征？
现代机械设计方法
一、绪论 1.设计活动的特征有哪些 时空性、物质性、需求性、创造性、 过程性 2.试比较传统设计和现代设计的区别 传统设计师静态的、经验的、手工的 方法，在设计过程中被动地分析产品 的性能；而传统设计师动态的、科学 的、计算机化的方法，在设计过程中 可以做到主动地设计产品参数。 3.简述现代设计方法的主要内容和基本 特点。 主要内容：设计理论是对产品设计原 理和机理的科学总结。设计方法是使 产品满足设计要求以及判断产品是否 满足设计原则的依据。 现代设计方法主要内容：设计方法学、计算机设计、有限元法、优化设计、 可靠性设计 基本特点：程式性、创造性、系统性、最优性、综合性、数字性 二、设计方法学
1.设计过程包括哪几个阶段 计划阶段、设计阶段、样机试制阶段、批量生产阶段、销售阶段 2.常用的创造性技法有哪些 智力激励法、提问追溯法、联想类推 法、组合创新法、反向探求法及系统 搜索法6类 3.运用功能分析法进行系统原理方案设 计的主要步骤有哪些 三、相似理论及相似设计方法 1.相似三定理的内容和用途各是什么 相似定理是用来判断两个现象相似的 充分必要条件及其所应遵循的法则
内容： 第一定律：对于彼此相似的现象，其相似指标为1，相似判据为一个不变量； 第二定律：某个现象的物理量总数为n，量纲独立的物理量总数为k，则该现象相似准则的个数为n-k，且描述该现象各个物理量之间的关系可表示为相似准则π1，π2，，，，，，πn-k之间的关系，即 第三定律：凡同一完整的方程组所描述的同类现象，当单值条件相似，且由单值条件的物理量所组成的相似准则在数值上相等，则这些现象就相识。用途： 第一定理：介绍相似现象的属性； 第二定理：确定相似准则的个数以及相似结果的推广，也称π； 第三定理：也称模型化法则，也是相似现象的充要条件。 2.相似准则的导出方法及基本依据是什
同济大学 机械设计创新考题答案
同济大学机械创新设计 一、摆脱习惯性思维训练题 1、某人的衬衣纽扣掉进了已经倒入咖啡的杯子里，他赶紧从杯子里拾起纽扣，不但手不湿，连纽扣也是干的，这是怎么回事？（只倒了咖啡没倒水） 2、汽车司机的哥哥叫李强，可是李强并没有弟弟，这是怎么回事？（汽车司机是女的） 3、如果你口袋里的火柴盒中只剩下一根火柴，黑夜里你走进房间，房间里有蜡烛、油灯及煤气灶，那么，你先点燃什么？（先点燃火柴） 4、广场上有一匹马，马头朝东站立着，后来又向左转270°，请问，这时它的 尾巴指向哪个方向？（指向下边） 5、一天晚上，老王正在读一本很有趣的书，他的孩子把灯关了，尽管屋里一团 漆黑，可老王仍在继续读书，这是怎么回事？（盲文书） 6、天花板下悬挂两根相距5米的长绳，在旁边的桌子上有些小纸条和一把剪刀， 你能站在两绳之间不动，伸开双臂，两手各拉住一根绳子吗？ （先用一根绳子把剪刀缚住，推动剪刀使它移动，然后走过去用一只手抓住另一根绳，另一只手接过移动来的剪刀） 发散性思维——GPS的功能 1.确定移动物的确切位置； 2.追踪小偷； 3.测速； 4.为盲人指路； 5.研究地质（地质灾害预测）； 6.找离家出走的人（小孩、痴呆老人，嫌疑人） 7.测量湿度； 8.监测路面施工状况，起重大件位移、速度控制； 9.绘制地图； 10.导航; 11.考古。 1.列举体温计诸缺点 1)现有的体温计必须接触人体才能测量，在医院同一支体温计先后
来测量不同人的体温，有时可能会引起疾病传染； 2)体温计不能测量人体内脏的温度； 3)体温计不便于儿童测量体温； 4)体温计不便于测量人的额头温度； 5)体温计不便随身携带，随时测量； 6)体温计不能弯曲。 2.分析、鉴别缺点，确定创新主题，进行创新设计。 1)防传染，研制非接触体温计（红外辐射式）； 2)为测内脏温度，设计微型肠道温度计； 3)为便于儿童测量温度，设计汤匙型体温计； 4)针对不能弯曲和测额头温度，开发出额头薄片温度计； 5)为便于随身携带，研制戒指式温度计。 2 希望点列举法 缺点列举与希望点列举区别 原理:提出希望,经过归纳,实现创造。 步骤： 1)了解人们的需求心理（生理、安全、社交、自尊、自我实现、生产和科研需 求）【求新、求美、求异、求实、求全、求奇、求快、求廉、求健、求胜、求稳】“方便”（面、粥、净菜）；“肥胖”（减肥茶、健身，医疗）；“省电” 2)列举、收集希望点 a多观察、多联想，紧扣人们的需求b广泛征求意见或进行抽样调查c采用智力激励法实施列举 3）希望点的分析与鉴别 运用希望点列举法改进手机 1)希望手机与GPS联接，迷路时充当向导。2）希望手机高度智能化、情感 化，它是人的工具又是朋友，烦闷时谈心，孤寂时聊天。3）希望手机配医学专家系统，病时获诊断、处方。4）希望可以利用手机记帐和个人理财。5）希望手机在夜行时充当手电筒。6）希望手机上网像计算机上网一样方便。7）希望手机能接受电台、电视台的节目。8）希望生产出适合各种性格和年龄的人们使用的具有不同色彩的手机。9）希望手机的形状和体积像手表，可以轻松地戴在手上。10）希望手机的体积大幅度减少，从而将之设计为各种的服饰（如项链、领带夹、耳坠），悬挂、镶嵌或佩带在身上或服装上。11）希望手机同时也是一支精致的钢笔。12)希望手机没有电辐射的危害。13)希望手机具防窃、遗失提醒功能。14)希望手机可视通讯，采集、交换数据。15)希望手机具遥控器功能，甚至通讯控制家用电器。16）希望手机家庭、社会治安网连通。 IBM公司2000年8月在一次高科技展览会展示：耳环（耳机），项链（话筒），戒指（呼叫时灯闪烁），手表（拨入拨出号码显示，接入呼出按钮） 用属性列举法提出改进电风扇的新设想 1.对现有的电风扇进行分析，并列举属性 组成：电动机、扇叶、立柱、开关等；驱动：电力；功能：送风。 1)名词属性
机械创新设计大赛作品集
1助立椅 参赛学校： 华南理工大学 参赛者： 毕经元、xx、万明远，指导教师： xx、xx仪 作品内容简介本作品是一张方便老年人或者腿脚不便的人站立的椅子。主要是通过使用者上肢的运动来带动一面的动作，从而可以调整人的坐姿与重心，来减少下肢的运动来实现站立姿势。本机构主要用到了平面连杆以及其它一些机械结构来实现椅面的调整，来带动使用者的行动。并且如果使用者需要的话，在坐下来的时候也可以起到减少其下肢运动的作用。 主要创新点我们主要是考虑到老年人或者其他腿脚不方便的人群，在站起来的时候总是很费力；而且往往在坐下来的过程中也是一屁股就坐了下去。为了改变这样的状况，我们将人站立过程中的手脚并用，该为手起到主要作用，方便特殊人群。 推广应用价值我们的社会对老年人的关爱渐见凸现，在这样的背景下，对老年人日常行动的关爱也就更为重要了。而且对于特殊群体，比如下肢受伤，残疾等等的人群，我们的设计也可以助他们一臂之力。方便了使用者日常行动，而且也减轻了子女或者看管人的看护负担。 这样的话，他们坐下就不愁再站起来了。 2自动搀扶助步车 参赛学校： 青岛大学 参赛者：
王新刚、曹志强、郑虎阶、徐晟、孙海峰，指导教师： 师忠秀、庞严英作品内容简介本产品主要应用于腿部残疾、腿部骨折处于恢复期的病人。主要运用了自动检测和电器控制的原理；巧妙地将助步车和动力装置结合起来，实现了动力助步；并添加了单片机系统、光电检测装置以及继电器，可以自动检测病人的行动意图，并且实现了车随人动。该车充分考虑了不同使用者的需要，设置了多种不同的工作模式；另外，本车增添了多处人性化设计及安全保护措施，结构简单、操作方便、产品的可靠性高；创新地利用支撑板代替双拐，这样可以减轻病人长时间拄拐带来的劳累；由于该车操作的方便性以及车身对人体的搀扶作用，病人可以独立使用，从而大大减轻家人及护士的负担。基本技术指标： 1、"整车指标： 速度0~ 0."5m/s连续可调；电机： DC12V、46rpm、P=15W。电源：12V、14Ah；光电开关： 检测距离： 0."1m/ 0."3m、DC 6～36V。 主要创新点 （1）系统能够自动检测人体的行动意图并自动启动相关系统进行动力助步； （2）本车实现了车随人动，提高了使用者的方便性和舒适性； （3）本车实现了在一定范围内的无级变速； （4）本车采用了多种工作模式以适应不同的使用人群； （5）独特的控制电路大大简化了控制系统；
机械结构设计的原则和特点
5.1.1机械结构设计的任务 机械结构设计的任务是在总体设计的基础上，根据所确定的原理方案，确定并绘出具体的结构图，以体现所要求的功能。是将抽象的工作原理具体化为某类构件或零部件，具体内容为在确定结构件的材料、形状、尺寸、公差、热处理方式和表面状况的同时，还须考虑其加工工艺、强度、刚度、精度以及与其它零件相互之间关系等问题。所以，结构设计的直接产物虽是技术图纸，但结构设计工作不是简单的机械制图，图纸只是表达设计方案的语言，综合技术的具体化是结构设计的基本内容。 5.1.2机械结构设计特点 机械结构设计的主要特点有：（1）它是集思考、绘图、计算（有时进行必要的实验）于一体的设计过程，是机械设计中涉及的问题最多、最具体、工作量最大的工作阶段，在整个机械设计过程中，平均约80%的时间用于结构设计，对机械设计的成败起着举足轻重的作用。（2）机械结构设计问题的多解性，即满足同一设计要求的机械结构并不是唯一的。（3）机械结构设计阶段是一个很活跃的设计环节，常常需反复交叉的进行。为此，在进行机械结构设计时，必须了解从机器的整体出发对机械结构的基本要求 5.2机械结构件的结构要素和设计方法 5.2.1结构件的几何要素 机械结构的功能主要是靠机械零部件的几何形状及各个零部件之间的相对位置关系实现的。零部件的几何形状由它的表面所构成，
一个零件通常有多个表面，在这些表面中有的与其它零部件表面直接接触，把这一部分表面称为功能表面。在功能表面之间的联结部分称为联接表面。 零件的功能表面是决定机械功能的重要因素，功能表面的设计是零部件结构设计的核心问题。描述功能表面的主要几何参数有表面的几何形状、尺寸大小、表面数量、位置、顺序等。通过对功能表面的变异设计，可以得到为实现同一技术功能的多种结构方案。 5.2.2结构件之间的联接 在机器或机械中，任何零件都不是孤立存在的。因此在结构设计中除了研究零件本身的功能和其它特征外，还必须研究零件之间的相互关系。 零件的相关分为直接相关和间接相关两类。凡两零件有直接装配关系的，成为直接相关。没有直接装配关系的相关成为间接相关。间接相关又分为位置相关和运动相关两类。位置相关是指两零件在相互位置上有要求，如减速器中两相邻的传动轴，其中心距必须保证一定的精度，两轴线必须平行，以保证齿轮的正常啮合。运动相关是指一零件的运动轨迹与另一零件有关，如车床刀架的运动轨迹必须平行于于主轴的中心线，这是靠床身导轨和主轴轴线相平行来保证的，所以，主轴与导轨之间位置相关；而刀架与主轴之间为运动相关。 多数零件都有两个或更多的直接相关零件，故每个零件大都具有两个或多个部位在结构上与其它零件有关。在进行结构设计时，两零件直接相关部位必须同时考虑，以便合理地选择材料的热处理方式、
同济大学机械设计创新考题答案
一、摆脱习惯性思维训练题 1、某人的衬衣纽扣掉进了已经倒入咖啡的杯子里，他赶紧从杯子里拾起纽扣，不但手不湿，连纽扣也是干的，这是怎么回事？（只倒了咖啡没倒水） 2、汽车司机的哥哥叫李强，可是李强并没有弟弟，这是怎么回事？（汽车司机是女的） 3、如果你口袋里的火柴盒中只剩下一根火柴，黑夜里你走进房间，房间里有蜡烛、油灯及煤气灶，那么，你先点燃什么？（先点燃火柴） 4、广场上有一匹马，马头朝东站立着，后来又向左转270°，请问，这时它的 尾巴指向哪个方向？（指向下边） 5、一天晚上，老王正在读一本很有趣的书，他的孩子把灯关了，尽管屋里一团 漆黑，可老王仍在继续读书，这是怎么回事？（盲文书） 6、天花板下悬挂两根相距5米的长绳，在旁边的桌子上有些小纸条和一把剪刀， 你能站在两绳之间不动，伸开双臂，两手各拉住一根绳子吗？ （先用一根绳子把剪刀缚住，推动剪刀使它移动，然后走过去用一只手抓住另一根绳，另一只手接过移动来的剪刀） 发散性思维——GPS的功能 1.确定移动物的确切位置； 2.追踪小偷； 3.测速； 4.为盲人指路； 5.研究地质（地质灾害预测）； 6.找离家出走的人（小孩、痴呆老人，嫌疑人） 7.测量湿度； 8.监测路面施工状况，起重大件位移、速度控制； 9.绘制地图； 10.导航; 11.考古。 1.列举体温计诸缺点 1)现有的体温计必须接触人体才能测量，在医院同一支体温计先后 来测量不同人的体温，有时可能会引起疾病传染； 2)体温计不能测量人体内脏的温度；
3)体温计不便于儿童测量体温； 4)体温计不便于测量人的额头温度； 5)体温计不便随身携带，随时测量； 6)体温计不能弯曲。 2.分析、鉴别缺点，确定创新主题，进行创新设计。 1)防传染，研制非接触体温计（红外辐射式）； 2)为测内脏温度，设计微型肠道温度计； 3)为便于儿童测量温度，设计汤匙型体温计； 4)针对不能弯曲和测额头温度，开发出额头薄片温度计； 5)为便于随身携带，研制戒指式温度计。 2 希望点列举法 缺点列举与希望点列举区别 原理:提出希望,经过归纳,实现创造。 步骤： 1)了解人们的需求心理（生理、安全、社交、自尊、自我实现、生产和科研需 求）【求新、求美、求异、求实、求全、求奇、求快、求廉、求健、求胜、求稳】“方便”（面、粥、净菜）；“肥胖”（减肥茶、健身，医疗）；“省电” 2)列举、收集希望点 a多观察、多联想，紧扣人们的需求b广泛征求意见或进行抽样调查c采用智力激励法实施列举 3）希望点的分析与鉴别 运用希望点列举法改进手机 1)希望手机与GPS联接，迷路时充当向导。2）希望手机高度智能化、情感 化，它是人的工具又是朋友，烦闷时谈心，孤寂时聊天。3）希望手机配医学专家系统，病时获诊断、处方。4）希望可以利用手机记帐和个人理财。5）希望手机在夜行时充当手电筒。6）希望手机上网像计算机上网一样方便。7）希望手机能接受电台、电视台的节目。8）希望生产出适合各种性格和年龄的人们使用的具有不同色彩的手机。9）希望手机的形状和体积像手表，可以轻松地戴在手上。10）希望手机的体积大幅度减少，从而将之设计为各种的服饰（如项链、领带夹、耳坠），悬挂、镶嵌或佩带在身上或服装上。11）希望手机同时也是一支精致的钢笔。12)希望手机没有电辐射的危害。13)希望手机具防窃、遗失提醒功能。14)希望手机可视通讯，采集、交换数据。15)希望手机具遥控器功能，甚至通讯控制家用电器。16）希望手机家庭、社会治安网连通。 IBM公司2000年8月在一次高科技展览会展示：耳环（耳机），项链（话筒），戒指（呼叫时灯闪烁），手表（拨入拨出号码显示，接入呼出按钮） 用属性列举法提出改进电风扇的新设想 1.对现有的电风扇进行分析，并列举属性 组成：电动机、扇叶、立柱、开关等；驱动：电力；功能：送风。 1)名词属性 整体：台式、落地式、吊式、壁式；部件：电动机、扇叶、网罩、立柱、底柱、控制器；材料：钢、铝合金、铸铁、塑料；制造方法：铸造、机加
现代机械设计方法的分类
现代机械设计方法的分类 现代设计方法是随着当代科学技术的飞速发展和计算机技术的广泛应用而在设计领域发展起来的一门新兴的多元交叉学科。现代设计方法有 :并行设计、虚拟设计、绿色设计、可靠性设计、智能优化设计、计算机辅助设计、动态设计、模块化。 现代设计方法是随着当代科学技术的飞速发展和计算机技术的广泛应用而在设计领域发展起来的一门新兴的多元交叉学科。以满足市场产品的质量、性能、时间、成本、价格综合效益最优为目的 ,以计算机辅助设计技术为主体,以知识为依托 ,以多种科学方法及技术为 手段 ,研究、改进、创造产品和工艺等活动过程所用到的技术和知识群体的总称。现代设 计方法有 :并行设计、虚拟设计、绿色设计、可靠性设计、智能优化设计、计算机辅助设计、动态设计、模块化设计、计算机仿真设计、人机学设计、摩擦学设计、反求设计、疲劳设计一、并行设计并行设计是一种对产品及其相关过程（包括设计制造过程和相关的支持过程） 进行并行和集成设计的系统化工作模式。强调产品开发人员一开始就考虑产品从概念设计到消亡的整个生命周期里的所有相关因素的影响，把一切可能产生的错误、矛盾和冲突尽可能及早地发现和解决，以缩短产品开发周期、降低产品成本、提高产品质量。并行设计作为现代设计理论及方法的范畴，目前已形成的并行设计方法基本上可以分为两大类：（I）基于人 员协同和集成的并行化。就是把组成与产品方面有关的，针对给定设计任务的专门的、综合性的设计团体（企业）协同起来。丰田的产品开发过程有四个主要内容：一个产生主要 设计的概念论文的规划阶段 , 同步设计的系统设计阶段 , 一个具有设计标准的详细设计阶段一个精益生产的样机模具阶段。广泛地协调，不仅仅在设计而且还有生产以及销售协调从概念到市场完整的项目 ,概念创造以及概念支持者,规格、成本目标、设计以及主要 部件选择，确信产品概念精确地被转换为车型的技术细节 ,直接地、经常地与设计师以及工程师交流 ,建立与顾客直接接触（产品经理办公室实施它自己的市场调查，除了通过市场营销进行的定期市场调查）。前端设计设计环节与供应商实现设计的集成多部门协调研发以客户为中心降低批量规模 （2）基于信息、知识协同和集成的并行化。该方法基于 计算机网络来实现，各零部件的设计人员通过计算机网络对机电产品进行设计，并进行可制造性、经济性、可靠性、可装配性等内容的分析及时的反馈信息，并按要求修改各零部件的设计模型，直至整个机电产品完成为止。可以采用面向制造（DFM）和面向装配（DFA）的设计方法，涉及CAX技术、产品信息集成（PDM）技术以及与人员协同集成有关的信息技术。当然，这两种机电产品并行设计方法并不是相互独立的。在实际应用过程中，它们往往是紧密结合在一起的。实例： 并行工程应用于整车项目开发案例研究在组织机构上，建立一支跨部门矩阵式的开发团队，团队全体成员共同对团队的目的和目标负责，每一个成员都能理解其职责。它确定团队活动的焦点，包括服务和产品。全体成员相互依赖，在协同环境中工作，实施信息预发布、设计评审及反馈，定期组织团队会议，进行信息交流、讨论，进行团队决策，确保团队计划向前推进。结构上可将开发团队划分成若干小组（IPT）。并行工程所需的体系结构通常 由工程设计、质量管理、过程管理、软件环境和生产制造等 5 个系统组成（见图 1）。一 般地，汽车整车产品开发共有 4 个大的阶段，即策划阶段、设计阶段、样品试制阶段和小批试制阶段。并行工程在实施过程中对设计进度和质量控制都可分多级并行循环体，对开发进行协同、配合、反馈和修改的循环工作。设计部门与技术支持、工艺、质量、制造、销售、计算机仿真和供应商等部门形成一个大的循环体，各部门内部又有各专业小组之间的小循环体，根据需求不同可建立不同的循环体（见图 2）。 1. 在整车项目开发周期管理中的作用 图 3 所示为整车开发过程的大计划，纵向列出全部工作内容，横向列出整体开发的时间，在
机械创新设计心得(精选多篇)
机械创新设计心得(精选多篇) 有幸参加本次“博亚杯”机械创新设计大赛。不管是在准备过程中还是在比赛过程中，都学到了许多在平时的学习中所学不到和感受不到的东西。 参加比赛是对一个人各方面能力的全面锻炼。这是一个自我提升的过程。在这个过程中所得到的经验对以后的学习工作生活都很重要。总结自己团队的成败得失吸取成功团队的宝贵经验，个人觉得一个团队要取得成功以下几点非常重要： 首先需要一个优秀的领导者，在拥有必要的基本知识技能外还需要能够统筹全局，充分调动整个团队的积极性，发挥每个团队成员的长处，挖掘每个成员的潜能。这需要他能够准确把握宏观的方向也要注意很小的细节问题。 二，一个团结奋进的团队，不仅是个人能力有限，在思维的灵活、见识的广度、上个人都是无法和团队相比拟的。一个团结的团队会有不竭的动力，团员间互相鼓励保证了团队的旺盛的斗志。团员间相互交流相互理解使整个比赛过程更加协调。 三、明确的目标和坚定的信念以及不灭的斗志。坚持到最后就是胜利，说的容易但做起来却不是那么回事，很多时候在最需要坚持时，我们往往忘记了这句话。生活最怕没有目标，做一件事，参加一个比赛亦如此。没有一个明确而有
强烈的目标很难取得比赛的成功。 四、各方面的支持。来自自己的内心，来自学校，来自老师。 比赛表面上是一件件参赛作品的比较，实质是思维和思想的比拼。在比赛中能够使自己在思想认识上得到提高在思维习惯上得到改善则是最大的收获。创新，一个不曾间断过的话题，但怎么做到创新，怎么才能有一个创新型的思维却很少有人做到。 另外，在比赛过程中和其他学校学生的交流，让我认识到了自己看到了现状。从对比中看到了自己的情况，对自己在今后的学习生活上也有很大的帮助，给自己今后在一些事情上的选择上提供了借鉴。 机械创新设计心得： 大三花了将近半年的时间去搞第三届大学生机械创新设计大赛的作品，本来比赛早就完成了，开学还将所有的比赛花费的发票递交了上去，最后学校还要我们写一篇比赛心得，今晚花了两个钟的时间写下了下来这篇比赛心得，真的有点长，转发到自己的博客上，见证下自己曾经的步伐。 转眼间，大三过去了，在大三的第一个学期的最后几天，我们的参赛作品——绿色环保自动吸尘黑板擦通过了答辩，最后得到了学校老师，领导的肯定，成为其中的一个立项项目，得到了学校的大力支持。
机械制造和机械设计的创新思维
机械制造和机械设计的创新思维 摘要：创新设计是推动科技进步的必要途径，是实现产业发展的重要手段。在 商业竞争中，创新设计能促进产品的优化升级，扩大利润空间；在生产中，创新 设计能打破现有的生产力桎梏，推动社会发展进步。机械结构设计中的创新设计，不仅能顺应市场多元化发展，满足人们日常生活中的“功能外需求”，还能提升现 有的机械水平，实现设计最优化，对社会发展具有重大意义。基于此，本文就针 对机械制造和机械设计的创新思维进行分析。 关键词：机械制造；机械设计；创新思维 中图分类号：TU855 文献标识码：A 1机械制造技术的特点 机械制造技术设计的水平是衡量一个国家科技水平和生产力水平的重要指标，它的发展水平直接影响到社会生产的各个行业领域中。如对于重工业而言，大型 机械产品的自动设计研发能够实现我国经济的独立，获得更好的经济效益；并且 在一些新生的行业领域中实现机械化的发展，能够推动社会生产力的发展，形成 产业的优势。如在地能源产业中，利用机械产品进行能源的挖掘，能够提高生产 效率，节约生产的成本，在国际上都能形成产业优势。所以机械制造技术在我国 的发展中占据重要的地位。当前只有把握住机械制造技术的几个特点，才能够在 未来的设计创新中把握住最佳的效果。 1.1机械制造设计的范围较广 机械制造技术并不是单纯的实现机械性制造，还要求能够将信息技术、电子 机械等现代化管理的内容安如其中，在机械产品中实现自动化、智能化管理等等，因而可以说机械制造设计技术的范畴越来越大，其技术研发的难度也较大。 1.2 机械制造设计结构的整体性 这主要是体现在机械制造设计技术不仅包含机械产品的设计图纸，还包括研发、加工、生产以及后期的维护管理的全过程，这是一个密不可分的结构整体， 牵一发而动全身，因而在机械制造设计中需要实现全方位的考虑。 1.3机械制造设计的性价比 机械产品最主要的作用在于其能够投入市场应用，为市场的生产活动带来进步。因而一个具有较高的竞争力的机械产品必须是质量好、造价低的产品，这样 才能够在市场的洗礼下不断的实现创新研发。 2机械制造和机械设计中创新思维的体现 2.1机械创新设计 机械创新设计是结合设计者原有的理论知识，充分发挥创造性思维进行构想 设计和检验从而制造出的经济、环保以及使用效果较好的机械产品。该过程强调 设计者的主体思路在总体的设计过程中的体现，以及产品所发挥的创造性价值。 机械创新设计主要体现在两个方面，第一是对现有的机械产品的工作性能进行改 进和完善，使其能持续满足人们日常工作、生活的需求; 第二是利用已有的技术 和理论知识结合创造性的思维方式设计出新的产品，满足人们新的需求。机械制 造中运用创新思维产生新的设计是在机械功能运转的过程中逐步实现的，在保证原有的机械设备良好工作性能不变的基础上，控制机械工作的经济效 益降低成本。这是人们创造性的思维在机械领域的表现，是人们智慧的结晶，其
机械创新设计大赛获奖作品
全国大学生第一届机械创新设计大赛获奖作品展示 全国一等奖 北京化工齿动多功能平行口 钳 北京化工齿动多功能平行 口钳 北京化工齿动多功能平行 口钳 大连理工机械式自动节水 水龙头 第二炮兵工程学院军地两用 全自动担架车 第二炮兵工程学院军地两 用全自动担架车 东南大学自适应可翻转探 测车 东南大学自适应可翻转探 测车 东南大学自适应可翻转探测 车 东南大学自适应可翻转探 测车 福大节流阀型高楼逃生器福大节流阀型高楼逃生器福大节流阀型高楼逃生器国防科大行星轮式登月车国防科大行星轮式登月车国防科大行星轮式登月车国防科大行星轮式登月车 哈工并联与分布控制机器 人 哈工并联与分布控制机器 人 哈工并联与分布控制机器 人
哈工并联与分布控制机器人 哈工并联与分布控制机器 人 哈工并联与分布控制机器 人 哈工并联与分布控制机器 人 哈工并联与分布控制机器人哈工程仿生机器蟹哈工程仿生机器蟹哈工程仿生机器蟹哈工程仿生机器蟹哈工大微定位仿生机器人哈工大微定位仿生机器人 海军工程大学摆式特种发 动机 天津大学爬杆喷漆机器人天津大学爬杆喷漆机器人 中国农大菌液自动抽取喷 涂机 中国农大菌液自动抽取喷 涂机 重庆 大学半球体螺旋沟槽数控研 磨机 重庆大学半球体螺旋沟槽 数控研磨机 重庆大学半球体螺旋沟槽 数控研磨机 全国二等奖 北工大助力器北工大助力器北工大助力器长春理工轮足式机器人
长春理工轮足式机器人长春理工轮足式机器人长春理工轮足式机器人大连理工蚯蚓爬行器大连理工蚯蚓爬行器 东北大学圆柱凸轮数控铣 削加工装置 哈工程螺旋传动管道机器 人 海军工程大学舰船探测者海军工程大学舰船探测者 华东理工易拉罐有偿回收 装置 /华南理工健身洗衣机 华南农大气动式龙眼去核 机 华南农大气动式龙眼去核机 南昌大学脉动式无极变速 器 上海交大可折叠崎岖表面 自适应障碍小车 上海交大可折叠崎岖表面 自适应障碍小车 西安电子科大新型球形机器 人 西安思源学院纱线卷绕防 叠机 西北工业大学方形区域喷 灌龙头 西南交大液压式无极变速 器 西南科大环卫保洁清扫自行 车 西南科大环卫保洁清扫自 行车 浙大虫虫小强浙大虫虫小强 全国三等奖
浅议机械工程设计中创新思维的运用
浅议机械工程设计中创新思维的运用 发表时间：2019-12-17T14:07:57.660Z 来源：《基层建设》2019年第26期作者：张健 [导读] 摘要：科技的进步，促进工程建设事业得到快速发展。 石家庄华燕交通科技有限公司河北石家庄 050227 摘要：科技的进步，促进工程建设事业得到快速发展。工程机械是19世纪工业革命的产物，历经两百多年的发展，行业水平是一个国家综合实力的外在表现，种类和质量直接影响着现代化发展建设。工程机械企业对工业设计的认知和投入力度普遍增强，届此提升产品价值的观念得到高度认同。工程机械作为高端复杂装备，具有复杂、专业和特殊等性质，其工业设计亦不同于其他产品。本文就机械工程设计中创新思维的运用展开探讨。 关键词：机械工程设计；创新思维；运用 引言 经济全球化下的经济竞争是激烈的，要在激烈的竞争环境中继续生存和发展，就必须找到经济发展的方向，机械工程设计中运用创新思维可以助推经济发展。毋庸置疑，我国的机械工程设计在实践中取得了进步，但是在发展的过程中还存在不少问题，所以，要对机械工程设计进行分析，找到促进机械工程设计发展的方法，在机械工程设计中融入创新思维会使机械工程设计取得大的发展，并为我国的经济发展提供新动能。 1 工程机械发展背景 工程机械的起源可追溯到19世纪欧洲工业革命期间，基础技术的成熟，需求空间的增加，为提高工作效能而发明的工程机械产品应运而生。此后，工程机械的发展经历了两次高峰。第一次高峰出现在19世纪末至20世纪初，基础设施建设成倍增长，新技术新方法不断涌现，诞生了以凯斯（CASE）、卡特彼勒（CATERPILLAR）、沃尔沃（VOLVO）、悍马（HAMM）、小松（KOMATSU）、川崎（KAWASAKI）等为代表的国际上第一批工程机械企业。第二次发展高峰出现在第二次世界大战结束后，战后重建对工程机械设备的需求增大，部分企业由战时生产军用设备转为制造民用产品。此期间出现了以戴纳派克（DYNAPAC）、杰西博（JCB）、宝马格（BOMAG）等为代表的新兴工程机械企业。在经历了两次发展高峰之后，工程机械行业进入了稳定发展阶段。进入21世纪以来，中国工程机械企业在国际市场崭露头角，涌现出了徐工集团、国机重工、三一集团、中联重科等国际一流制造商。国内工程机械行业发展时间短且速度快，前期仅仅重视技术引进的指导思想，制约了产品工业设计的同步发展。国内工程机械行业得到了极大发展，技术层面已相当成熟趋同，企业之间通过技术竞争难以拉开差距，工业设计却成为新的核心竞争力。 2 机械工程设计中的创新型思维 （1）联想类比法。联想类比法包括相似类比法、移植法和仿生法。相似类比法是指在设计过程中要对相似的结构、功能、原理、动作形式进行对比，再对系统进行分解，找到内部相似的部分，利用创新思维将相似部分进行改进，在改进之后创造出自己的特色，实现资源的有效配置。移植法是指将其它领域的技术进行移植，创造出新的技术，利用这种技术可以提高效率。仿生法是指仿照现有生物的一种方法，可以利用这种技术实现比较难的操作。（2）组合创新法。组合创新法一般有2种类型：模块组合法和形态矩阵法。模块组合法的结果是最后要把相似的结构、功能的部件划分在一起，在产品制造中当产品出现了问题的时候只需要把部分坏的零件进行更换。这样就可以节省成本，提高资源的效率。形态矩阵法是指把复杂的问题进行归类处理，化繁为简，把复杂的问题进行简单化，降低故障处理的困难。（3）推理思维法。推理思维法包括提问法、反面求索法、缺点列举法、系统分析法4种类型。提问法顾名思义就是对产品进行综合分析的提问，提出关于产品的一些针对性问题，例如：产品在使用中是否存在问题；产品在制作过程中是否存在问题；产品的成本是否可以再降低；产品的设计是否还需要改进。通过提问能使设计者考虑自己在设计上的不足，设计者可以再对设计进行改进。 3 机械设计中的注意事项 3.1 产品设计环节 对于机械产品的优化主要在以下几个方面：（1）先大致了解并且具体掌握机械制造的完整流程，同时对于每一个零部件进行可靠性分析，进而推断出整体机械工程产品的可靠性能，并且以推测结果为基础进行指标设计。（2）进行指标分配，为了满足各个部件之间可靠性指标的要求，需要将机械制造的产品整体性能都分配到各个零部件之中。可靠性分配环节一般而言有再分配、比例分配以及等分配等多样的评分方法。对于单个零部件的设计过程，为了确保该零部件能够满足国家制定的标准规格，需要进行严格的比对和审查，确保机械工程的整体可靠性能。可靠性实验也是相当必要的，尤其是关键部位的零部件需要对其进行可靠性检测试验。对于可能出现问题的地方需要进行调整，直到其能够满足可靠性能的优化设计要求。 3.2 广泛使用微机技术 计算机技术与微机技术的关系十分密切，工业机器人、数字化技术的积极使用推动了机械产业、机械行业的发展和进步，并完成了传统劳动密集型产业的替代。计算机技术精度高、响应快，主要被应用于驱动控制。比如各种各样的工业机器人。机器人控制简单、结构简单，在机械制造装配、焊接中应用十分广泛。并且还有一些机器人凭借着较高的精度、较强的刚度在机床行业中得到了启用。微机技术还能够在传感器领域中发光发热。简单的结构与较高的灵敏度是人们追捧的主要原因。 3.3 机械设计中模块化设计技术的应用 模块划分是否合理，是整个模块化设计能否成功的核心所在。下面以数控立式车床模型为例进行展开说明。（1）划分数控立式车床模块的基本原则。依据当前的立式车床的模块化要求及结构形式，模块划分的基本原则为：将处于独立状态的功能单元当作模块，也就是针对那些已经被分解的功能单元，在具体结构上，尽量使其独立化；针对此种模块而言，不仅更容易拼组，而且搭配起来也比较方便，因而能够为多种变形产品的构成提供便利；而如果是将部件当作模块，那么此种模块的完整性更为突出，因而可以更好的保障装配质量；如果将组件当作模块，当对功能进行分解与细化之后，还能根据现实需要，以一些组件为对象，展开有目的性的处理。这与对整个部件进行更换相比，不仅更加灵活，而且还经济。在划分模块时，还需围绕机床大件，做好对此方面的模块化处理，需要做到规范、合理，方便分离与连接。（2）划分数控立式车床的模块。在操作过程中，通过对总功能进行严格化分解，可知道，在现实当中，无论是某些功能，还是单个功能，均与一些功能模块处于对立或对应状态。也就是说，如果借用其中的单一模块，便可实现或达成某一功能，那么便是一一对应的关系；如果由若干模块来达成某一功能，那么便是单对多的关系；如果由一个模块来构成某些功能，那么便是多对单的关系。对于数控立