渐开线齿轮廓线生成及减速箱的设计
龚加庆, 符慧能, 郑军, 喻佳文
（北京交通大学机械工程及其自动化北京100044）
摘要:齿廓的生成主要有3种方法，一种是建立实际模型，用手工找点、连线的方法；另一种是建立数学模型，通过计算找点、连线的方法，这种方法的缺点是：到目前为止，球面渐开线还没有成型的数学模型。还有一种是用现代科技手段，通过计算机软件先确定齿廓上的部分点，然后用曲线拟合。前两种方法计算量比较大，曲线拟合算法简单同时在精度上也不比前两种方法差，所以选择曲线拟合的方法生成渐开线齿廓。在计算机软件技术不断发展的今天，用CAD软件作各种曲线已经成为可能了。我们组的研究方法就是第三种方法：曲线拟合方法。关键词:齿廓线曲线拟合齿廓方程参数
Abstract: The formation of tooth profile are 3 ways, one is to create the actual model, find something by hand, the connection method; the other is a mathematical model, by calculating the look point, the connection method, this method The disadvantage is that: So far, no spherical involute forming the mathematical model. Another is the use of modern technology, computer software, first determine through the tooth profile part on the point, and then curve fitting. Larger than the former two methods, curve fitting algorithm is simple both in accuracy not worse than the previous two methods, so I chose to curve fitting method to generate the involute tooth profile. The continuous development of computer software technology today, using CAD software for all kinds of curves has become possible. Our research group is to the third method: curve fitting method.
Key words:toothprofilecurve fittingequation oftooth profileparameters
引言：根据机械原理对渐开线齿轮齿廓的定义，我们对齿廓进行了数学建模。然后再坐标系下相应的坐标值，在我们的研究中我们采用了直角坐标系，需根据公式就接触单根齿的齿廓一边上的十一个点的x(i),y(i),z(i).生成excel表格，然后将数据导入solidworks中进行曲线拟合，即可生成齿廓线再利用镜像和阵列完成整个齿轮设计。
1用户界面的设计
为了提供简洁并且使用的界面我们对齿轮设计过程中所需的十分必要的参数进行了筛选了，发现有些参数在工程中或设计中都很少用的到的，因此我们将这些多余的参数放弃。最大化的精简用户界面，这样是为了让用户容易上手，即使是个初学者也能在一分钟内掌握它的使用。再设计中我们尽量的去避免和消除很多的bug，比如在齿数中输入z <17时会提示发生根切，而不是继续运算导致程序跑死，再有就是如数的数据必须是数字，不可以是其他形式的文本，输入的时候也可以随意的删除。下图为我们设计的用户界面：
2齿廓的计算
经过查阅《机械原理》的第四版和在相关的期刊论文后，我们决定了自己的设计思路。我们决定建立直角坐标系并在第一象限建立字齿轮的左边齿廓，在计算过程中我们发现了一个问题：当z> =42时，齿根圆半径Rf>基圆半径Rb，这是这时设计时候齿廓的最低点可以用公式直接算出；但Z<42时，齿根圆半径Rf<基圆半径Rb，按照理论算出的齿廓最低点会在的半径为基圆半径大于齿根圆半径Rf，因此需要通过一定的方法齿根圆上的一点求解出来。
由渐开线的形成过程可知，渐开线的极坐标方程为：
r k=r b/cosαk
θk=tanαk?αk
其中invαk=θk=tanαk?αk
称为渐开线函数
αk=Atn((r k2?r b2)1/2/r b)为了便于转换成计算机可以识别的形式，本次设计采用了传统的直角坐标的形式来
定义渐开线曲线。
如图建立直角坐标系则渐开线的方程为
x k= r k cosθk
y k= r k sinθk
其中 r k从齿根圆半径变化到齿顶圆半
x k= r k cosθk= r k cos tanαk?αk
= r k cos(r k2?r b2)1/2/r b
?Atn((r k2?r b2)1/2/r b)
y k= r k sinθk= r k sin tanαk?αk
= r k sin(r k2?r b2)1/2/r b
?Atn((r k2?r b2)1/2/r b)
将以上的公式带入VB程序里，进行求解：代码截图如下
求解的出来的齿廓上的十二个点的坐标在excel表中
将其复制到.txt文件中去。
3在solidworks软件中生成整个十轮的过程
(1)在Solidwokrs的“前视基准面”上以坐标原点为中心画一个草图圆，该圆为齿根圆。
(2)用拉伸凸台／基体特征生成一个圆柱体，高度等于齿宽。
(3)插入齿廓曲线，这是最关键的步骤。
使用“通过XYZ点的曲线”项功能。点的坐标值按前述公式取点计算后保存
在．txt文件中，由数据库调用。
(4)绘制轮齿曲线。
选择圆柱体任意一个端面，在其上绘制分度圆、齿顶圆，并分别与齿廓曲线相交，用转换实体功能将齿根圆转换成草图曲线。连接圆心和分度圆与齿廓曲线的交点，绘制一条与该直线夹角为360。／4z的中心线。将齿廓曲线以此中心线为基准镜像，用圆弧连接两齿廓曲线的根部(p，≈O．38m)，该圆弧就是齿根圆弧。用裁剪功能裁掉无用的线，形成端面轮齿齿廓。
(5)生成单个轮齿
若螺旋角等于O。则为直齿圆柱齿轮，使用“特征／拉伸”功能形成一个轮齿。若螺旋角不为O。则先生成螺旋线，然后沿螺旋线使用“特征／扫描”特征形成单个轮齿。
(6)生成全部轮齿
用圆周阵列法生成全部轮齿。
(7)生成齿轮结构
(8)生成齿轮工程图
4总结
此软件的性能可靠，这已经在调试过程中得到验证，我想作为一款插件在齿轮的设计中它能节省使用者的很多时间。本次研究型教学完全是自主选题，大家非常珍惜这次研究性教学的机会，我们选择了这个具有一定工程背景的题，并且将其制作完成，虽然与专业人士制作的还有一定差距，譬如软件间的集成，数据库的调用还不是很熟练，但我们仍然在本次研究中取得了很大的收获。我们深刻的了解了如何从工程的角度出发去研发制作一项作品，同时也在编程技术上有所提高。在制作过程中需要考虑使用者的方便，尽最大能力让软件清晰明了。二级齿轮减速箱说明
一、方案
通过查阅机械设计手册上有关减速器的各项参数，最开始我和队员讨论准备做一个一级
的减速器，我们已经初步拟定了方案，正准备着手做的时候，小组内的另外一队和我们交换
了一些意见，并且说出了他们的想法，通过讨论我们改变了初步定的方案转而为做二级标准
减速器（此处的标准指减速箱的公称传动比以及使用的是标准直齿圆柱齿轮）。
通过与本队队员的讨论，初步拟定了二级标准减速器的一些重要参数，查阅了其它一些
减速箱的模型，并且进行了设计，初步设定了轴的基本尺寸，并确定了材料，使其能和轴承、
齿轮、键相配合，然后便对轴齿轮进行校核。刚开始我们想得太简单，以为这是一个很轻松
的事情，可是没想到这是减速箱中最重要的一个部分，也是最难的一个部分。在方案拟定后
一段时间，确定了需要传递的功率，并且对键进行了校核，觉得很简单，可是到校核轴、齿轮、轴承的时候，发现这个工作量实在是太大了，在第一个齿轮都还没有校核完的时候，我们已经花去了好几个小时的时间。通过与队员商量，决定放弃校核这一步，因为如果要这样做的话，其它课程就可能保证不了学习的时间了。校核设计这一步真的很花时间。最后我们决定就画一个减速箱模型，不对其中用到的所有零件进行校核。下面附上我们设计过程中以轴为主要件展开的设计草图。
二、减速箱简介
该二级齿轮减速箱中高速级齿轮模数为2，小齿轮齿数为20，大齿轮齿数为80，传动比为4，齿轮中心距为100，低速级齿轮模数为2.5，小齿轮齿数为32，大齿轮齿数为80，传动比为2.5，齿轮中心距为140，.所以总的公称传动比为10，总中心距为240.为标准二级齿轮减速器的中心距。由于高速级小齿轮的直径比较小，所以该齿轮与轴做成一体。其它的齿轮与轴都是分开用标准平键传递扭矩，在装配中，用到了标准六角头C级螺栓，直径分别为8和6.
表2 二级齿轮减速箱所用标准件参数
柱头螺钉
图1 装配好的减速箱整体模型
图2 更改部分零件透明度图
图3 减速箱内部传动图
三．总结与感想
通过本次研究性教学，使我知道要想真正的做出一个工程上能用的东西，难度确实比较大，充分的认识到大学里面学的好多东西真的很有用，在这一个时刻好些都用上了，比如说理论力学、材料力学、机械原理、机械工程材料与选用、机械设计等课程的重要性，体会到机械的东西确实真的需要实践，虽然没有进行具体的应力计算与校核，小队感到非常遗憾，但是这一次研究性教学让我知道了自己知道的东西实在是太少了，首先没有设计经验，其次没有材料选用方面的经验，再次没有操作方面的经验，这就决定了自己不知道该怎么设计好，怎么设计才能更好的利用现有资源，达到高效的目的。本次研究是我对Solidworks软件的操作变得更熟练了，在作某些零件时也对机械设计课程进行了复习。但是在钣金和焊接这一块还欠缺。总的来说，通过本次研究性教学，我收获很多，这为我今后的课程设计打下了一个好的基础。
参考文献：
[1] 程海兵.齿轮三维造型在AutOCAD中的实现[J].机械工程师，2008,28:12-14
[2]陈杰.发动机齿轮系统的快速设计[D].山西:太原理工大学硕士研究生学位论文. 2008：5
[3]张新庄.基于SolidWorks平台的渐开线齿轮三维造型系统的研究[D]. 大连：大连交通大学工程硕十学何论文.2008:7-8
还有机械原理相关书籍
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。
方案设计两级实例推理过程模型及系统结构的研究 五邑大学 (江门?529020) 孔凡国 上海交通大学 邹慧君 摘要 本文将重点研究机械方案创新设计过程。作者根据机械方案设计特点,提出两级实例推理过程模型,设计并描述基于实例功能推理的机械方案智能设计系统。同时对实例分解表示进行详细研究,并讨论了功能结构图及机械装置的框架表示方法,描述一种改进的组合功能分类方法,建立了方案功能结构实例库和机械装置实例库。 关键词 实例推理 创新 功能结构图 0 引 言 设计者通常依据以前的设计经验来完成当前的设计,并不是每次从头开始设计,以前的失败经验被用来避免犯同样的错误,而成功的经验则被用来指导当前的设计。基于实例推理是A I 中新崛起的一种重要的推理技术,这一模型符合上述设计思维规律。该模型应用类比推理来选择和转换一个以前已解决的设计问题的设计解为一个新的设计问题的解。开发具有广泛适应性的设计知识库是困难和费时的,因而成为知识系统开发的“瓶颈”问题,基于实例推理为解决这一问题提供一个比较好的知识组织和管理模式。在基于实例推理中的关键问题是以最简单形式存储实例,以便有效的提取实例。 图2 方案创新两级实例推理系统 1 两级基于实例推理的过程模型 机械方案生成可分解为两个阶段:第一阶段是根据用户提出的设计任务建立功能结构图;第二阶段是找出与功能结构图中每一子功能相匹配的子结构(装置)。在这一过程中,功能结构图的建立是最能体现设计者匠心的,也是设计者在设计类似的问题可资利用的宝贵的设计经验,因此功能结构图应成为智能设计系统知识库中一个重要组成部分加以存储和利用。 尽管在工程实际应用中,机械系统的结构千变万化,但通过观察不难发现机器总是由有限的零部件组成,我们可以称这些元素为机器的构造元素(或称机器构造的积木元),如螺旋副、齿轮副、凸轮副等等。如何有效地利用这些元素构思机械系统的设计方案一直是设计者所追求的,但没有形成一套切实可行的系统化方法。作者将基于实例推理引入到方案设计系统中,尽管也有一些学者探讨基于实例推理在设计中的应用,但目前比较成功的系统还是在调整结构参数设计中的应用。作者根据机械系统的组成以及方案设计问题的特点, 提出两级基于实例推 图1 方案创新设计两级实例推理过程模型 理的方案生成的过程模型如图1所示。这种模型比直接存储整个机械方案实例优越得多。其一:对于给定一个功能结构图,通过子结构的组合可以有许多种不同结构方案,如果存储每一种结构方案,将造成系统资源的很大浪费。其二:根据功能结构图中每一个子功能提取与之相匹配的装置并组合为一个完整的设计方案本身就是一种实例转换和调整的创新过程。 2 基于实例推理机械方案设计系统结构 基于实例推理是在传统的基于规则和基于框架的专家系统(ES )或基于知识系统(KBS )上多了一种知识组织和管理的方式,它并不独立于传统的ES 或KBS 单独存在,相反, 《机械设计与研究》1999No .2
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
.. .. .. 中国石油大学（北京）远程教育学院 毕业设计（论文）开题报告 机械设计发展现状研究 姓名： 学号： 性别： 专业: 批次： 电子： 联系方式： 学习中心： 指导教师： 2014年XX月XX 日
机械设计发展现状研究 摘要 机械设计，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。自七千年前出现的农具，到十七世纪的纺织航船，再到今天我们生活的各个方面，一句话我们的生活离不开机械设计。分析研究机械设计的发展现状能够清楚了解我国现在的机械设计的水平，能够让我们知道我国现在所处于的阶段，通过和先进水平的对比，明白我们现在的不足，以后应该努力的方向。这样才能弥补我们的短板，提高社会生产力，更好地创造社会价值，让人民更好地生活。 关键词：机械设计；发展现状；分析
Abstract machine design,In accordance with the requirements of mechanical work principle, structure, mode of motion, force and energy transmission, each parts of the material and shape size, lubrication methods for design, analysis and calculation, and turn it into a specific description of the work process of man-made basis.Since seven thousand years ago to farm tools,textile ship in seventeenth Century,and then to today all aspects of our life, we say life cannot do without mechanical design.Analysis of the development status of mechanical design research can clearly understand the present mechanical design level,can let us know our country is now in the stage,comparing with the advanced level,understand that we have problems, should be the direction of.In order to make up for the short board our, improve social productivity, create a better social value,let people live a better life. Keyword：machine design Development situation Analysis
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邓灿 （机械设计制造及其自动化六班） 摘要：机械设计是机械工程的重要组成部分，机器的设计阶段是决定机器好坏的关键。自古至今，新的设计理论和方法不断形成，最大程度地满足了社会和人们的需要。本文阐述了机械设计理论与方法的历史变演、发展现状以及未来趋势，提出了继承与创新相结合的重要性。 关键词：机械设计理论方法发展 0 前言 为了满足机器的使用功能要求、经济性要求以及劳动保护和环境保护要求等，设计人员必须有一个科学的设计过程。机械设计是对机械的工作原理、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。自机械学科开创以来，设计学领域就占据着非常重要的位置，在不同的阶段它都有一套完整的理论和方法，进过积累和创新，不断闪现出新的亮点，最大程度地满足社会和人们对产品的需求。下面介绍了机械设计理论与方法的历史进程、研究现状，通过调研、分析和总结对未来的发展趋势做出了展望。 1 历史回顾 机械设计是为生产机械所必须进行的技术决策活动，由于基础薄弱、积累的经验少等原因，这门学科的确立相对较晚。按照机械界的说法，20世纪60年代以前的机械设计理论与方法称为传统机械设计，其理论与方法都是根据常规的思路和步骤，目前我们所使用的《机械原理》及《机械设计》等教材主要讲述的是常规设计技术，虽然比之现代设计技术它存在着明显的局限性，但是它是学习、应用发展现代设计技术的基础，它的经典性是每一个机械设计人员所不敢轻视和忽略的。 1.1传统机械设计的经典理论 （1）理论基础 机械设计需要观念指导，传统的设计方法能适应和满足当时人们的要求，则必然存在一套公认的理论。这套理论的基础有两点： 1）、静态解析和稳定性解析的观念； 在传统设计理论形成时期，牛顿力学的思维方式总是将处于变动状态之中的事物，抽象为处于相对稳定状态(包括静态)之中来描述；再加之受当时的实验和模拟技术水平的限制，所以就把复杂状态的问题采取近似的、粗略的简化处理，以便进行实验模拟和数值处理。 2）、合格设计的观念 传统的机械设计着重于实现机械本身预定的功能，最大程度地满足机器的工作能力，而对工艺和成本等考虑得较少。整个设计往往是根据任务和目标，先做出第一个方案，甚至造出样机，然后通过评定与考核，进行修改，形成第二轮方案，如此反复，直到满意为止。 （2）概念体系 针对这个理论基础，传统的设计论还建立了自己的经典概念，从而形成了静态解析的理论体系。其概念的建立，大致有两种模式： 1）将客观的变动状态抽象为稳定状态 或静态，进而建立概念，如“载荷” 的概念； 2）对具有随机性的现象，略去其分散 趋势的统计特征，仅只抓住集中趋 势的统计特征来建立概念，如“应 力”概念和“强度”的概念。 （3）设计准则
《机械设计基础》 第1章机械设计概论 复习重点 1. 机械零件常见的失效形式 2. 机械设计中，主要的设计准则 习题 1-1 机械零件常见的失效形式有哪些？ 1-2 在机械设计中，主要的设计准则有哪些？ 1-3 在机械设计中，选用材料的依据是什么？ 第2章润滑与密封概述 复习重点 1. 摩擦的四种状态 2. 常用润滑剂的性能 习题 2-1 摩擦可分哪几类？各有何特点？ 2-2 润滑剂的作用是什麽？常用润滑剂有几类？ 第3章平面机构的结构分析 复习重点 1、机构及运动副的概念 2、自由度计算 平面机构：各运动构件均在同一平面内或相互平行平面内运动的机构，称为平面机构。 3.1 运动副及其分类 运动副：构件间的可动联接。（既保持直接接触，又能产生一定的相对运动） 按照接触情况和两构件接触后的相对运动形式的不同，通常把平面运动副分为低副和高副两类。 3.2 平面机构自由度的计算 一个作平面运动的自由构件具有三个自由度，若机构中有n个活动构件(即不包括机架)，在未通过运动副连接前共有3n个自由度。当用P L个低副和P H个高副连接组成机构后，每个低副引入两个约束，每个高副引入一个约束，共引入2P L+P H个约束，因此整个机构相对机架的自由度数，即机构的自由度为 F=3n-2P L-P H (1-1)下面举例说明此式的应用。 例1-1 试计算下图所示颚式破碎机机构的自由度。 解由其机构运动简图不难看出，该 机构有3个活动构件，n=3；包含4个转 动副，P L=4；没有高副，P H=0。因此， 由式(1-1)得该机构自由度为 F=3n-2P L-P H =3×3-2×4-0=1
国内机械工程类相关期刊 1.机械设计方向：机械科学与技术、机械设计与研究、机械设计、工程设计学报、机械设计与制造、计 算机辅助设计与图形学学报（EI）、工程图学学报、振动工程学报（EI）、振动与冲击（EI）、计算力学学报（EI）、应用力学学报（EI）、力学进展、地震工程与工程振动、爆炸与冲击、力学季刊、力学学报（EI）、工程力学（EI）、固体力学学报（EI）、实验力学、计算机辅助工程、机械强度、强度与环境、摩擦学学报（EI）、润滑与密封、系统仿真学报、计算机仿真、应用基础与工程科学学报、应用科学学报、科学技术与工程、轴承、机械传动 2.机械制造方向：制造技术与机床、机床与液压、组合机床与自动化加工技术、现代制造工程、机械制 造、制造业自动化、中国制造业信息化、航空精密制造技术、航空制造技术、精密制造与自动化、计算机集成制造系统CIMS（EI）、模具技术、模具工业、焊接、焊接技术、焊接学报（EI）、铸造、铸造技术、锻压技术、锻压装备与制造技术、金刚石与磨料磨具工程、中国表面工程、工具技术、塑性工程学报、机械工程材料、热加工工艺 3.机电测控方向：机电工程、机械与电子、机电一体化、数据采集与处理、信号处理、仪器仪表学报（EI）、 测试技术学报、传感技术学报、现代仪器、自动化与仪表、仪表技术与传感器、电子测量技术、电子测量与仪器学报、传感器与微系统、自动化学报（EI）、控制理论与应用（EI）、控制与决策（EI）、控制工程、测控技术、信息与控制、模式识别与人工智能（EI）、电机与控制学报（EI）、工业仪表与自动化装置、遥感技术与应用、自动化仪表、计算机测量与控制、振动测试与诊断（EI）、噪声与振动控制、计算机工程与应用、机器人（EI）、无损检测、液压与气动、计量学报、电机与控制应用 4.专业机械方向：农业机械学报（EI）、建筑机械、矿山机械、流体机械、起重运输机械、工程机械、石 油机械、石油矿场机械、重型机械、煤矿机械、化工机械、食品与机械、筑路机械与施工机械化、压缩机技术、风机技术、水泵技术、声学技术、光学技术、汽轮机技术、车用发动机、压力容器、微电机、微特电机、汽车工程、船舶工程、动力工程、热能动力工程、材料工程（EI）、材料科学与工艺（EI）、光学精密工程（EI）、工程塑料应用、应用声学、声学学报（EI）、工业安全与环保、工业工程、工业工程与管理、实验技术与管理、磁性材料及器件、中国电机工程学报（EI） 5.军工机械方向：航空学报、航空学报英文版（SCI）、航空动力学报（EI）、航空材料学报（EI）、宇航 学报（EI）、宇航材料工艺（EI）、宇航计测技术、航天控制、飞行器测控学报、空间科学学报、中国航天、中国空间科学技术、探测与控制学报、弹箭与制导学报（EI）、弹道学报（EI）、固体火箭技术（EI）、火炮发射与控制学报、飞航导弹、导弹与航天运载技术、现代防御技术、火工品、推进技术（EI）、兵工学报（EI）、火炸药学报、核技术（EI）、核技术英文版、核科学与工程、核电子学与探测技术、西北工业大学学报（EI）、中北大学学报（EI）、北京航空航天大学学报（EI）、南京航空航天大学学报（EI）、沈阳航空航天大学学报、哈尔滨工业大学学报（EI）、北京理工大学学报（EI）、南京理工大学学报（EI）、哈尔滨工程大学学报（EI） 6.综合机械方向：机械工程学报英文版（SCI）、机械工程学报（EI）、中国机械工程、西安交通大学学 报（EI）、清华大学学报（EI）、上海交通大学学报（EI）、浙江大学学报（EI）、华中科技大学学报（EI）、重庆大学学报（EI）、大连理工大学学报（EI）、天津大学学报（EI）、北京工业大学学报（EI）、北京交通大学学报（EI）、东北大学学报（EI）、厦门大学学报（EI）、北京科技大学学报（EI）、西安电子科技大学学报（EI）、武汉理工大学学报（EI）、上海大学学报（EI）、合肥工业大学学报（EI） 7.其他非核心期刊：机械、机械工程师、机械工程与自动化、机电技术、机电工程技术、机电信息、机 电产品开发与创新、传动技术、电子机械工程、国防制造技术、中国工程机械学报、装备机械、装备制造技术、装备维修技术、阀门、排灌机械工程学报、工程机械与维修、中国工程机械学报、国际设备工程与管理（英文版）、中国重型装备、液压气动与密封、现代制造、现代零部件、现代机械、通用机械、世界制造技术与装备市场、设备管理与维修、现代制造技术与装备、流体传动与控制、机械制造与自动化、机械研究与应用、机械管理开发、动力学与控制学报、车辆与动力技术、电气传动、航空工程进展、CAD/CAM与制造业信息化、金属加工
机械设计心得 机械设计往往离不开自己的阅历，经验的积累固然可以从书本上学到不少，但是事非躬亲很难在脑海中留下深刻的印象，对别人的经验，自己没有一定的基础，要理解吸收真的是一件很不容易的事。呵呵。 机械设计贯穿设计、制造、使用，维护的整个过程，设计时的疏忽总会在这些方面反映出来，成功与否是很容易判断的。设计的过程中，受制造的影响很大，亦就是说好的设计是不能脱离制造的，对制造越了解，越有助于提高设计水平。设计的图纸，投入生产，我没见过多少能立即按图加工装配，在审图、工艺等过程发现大堆的问题很常见，包括所谓“资深”的高工，总工拿出的图纸，还是经过多次开会研究反复讨论的出来的结果，原因是多方面的，绘图的规范性，看图者的水平是一方面，但设计方对制造工艺的了解不深入是主要原因。怎样判定自己对制造的了解程度？最简单的方法是随手抓一张自己设计的东西的图纸你是否能说出它的制造全过程。铸、锻、车、钳、铣、刨、磨，只是这样子，肯定是不行，在机械厂做过几年的谁不知道？必须细分下去，要全面了解各过程。比如说铸造时候怎么分型，浇口冒口怎么放，可能会有什么样的铸造缺陷产生，零件结构在热处理的时候会不会导致意外情况发生的，怎么在零件结构上进行优化，切削加工过程，在脑海中虚拟出来，总共用几把刀，转速，走刀量，甚至铁屑望哪里飞，各把刀使用的顺序，车工，铣工，磨工的操作动作全过程，如此等等，才算是有了比较好的基础。不是说搞设计的一定要会玩车床，铣床，会烧电焊才可以，但是要知道这些作业特点，在设计时加以充分考虑，作为搞机械设计的人这样才比摇车床烧电焊的强，才有安身立命之处。如此，在设计过程中，就会规避一些不合理的结构，设计的质量自然提高不少，可是还不够，一个有十年八年的工龄的技工能提出比你更成熟的细节方案（尽管整体的设计统筹他们做不了），但是多少个不眠的夜晚设计出就这样一个结果，岂不是斯文扫地耶？唯一的解决办法，多看书。别人总结出来的通常与生产相结合，俱是心血的结晶。带着问题学，多想就能消化。再也不会说“只要保证同心度就行了”这样愚蠢的回答，关键是你已经指出保证同心度的方法，甚至前辈的错误。这个时候，没人再叫你小钱、小赵，连老板都叫你钱工、赵工，挺受尊敬的吧。摸摸下巴，胡子长出来了，尿布丢了，孩子叫妈了，呵呵成就感也来了。可是设计总是为了使用，好的设计必须具备一点点人性的，设计一套工艺装备，一试产，效率高质量好，老板来搞杯庆功酒。过了几天，发现人家弃之不用了，原因是操作者骂娘啊。用起来痛苦啊。而且要注意的细节又多，别个就是个操作工他要是考虑的那么多因素就不会还在那里做操作工了啊。设计不利于使用，就面临淘汰，有很多的成套设备，如汽车的发动机变速箱之类正常运转时“挺好的，“，可其中一个小键槽，一个轴承位，什么的地方坏了，整个就不能用，厂方只卖整件，要配件不卖，自己加强还真的没地方加了，换了几个厂去买，摆了一堆，用户只好敬而远之，立了个技改项目－－可怜的技改。这样的事情只要是在机械行业转的久的都会有所见所闻。使用根本就离不开维修，好的设计更不能忽视维修性。在一条大型的的生产线上，关键的设备，总共一年也就维修那么两次，但是每此都要把设备大卸八块，行车叉车千斤顶撬杠十八般兵器还不够用，老师傅们还要自己专门动脑动手玩几样好用的专用家当来伺候，导致停产的损失已经超过设备本身的价值，真是个无言的结局。一套大型设备仅因更换一只油封什么的，都要几乎将整机完全分解，使用单位不骂设计干的是断子绝孙的玩意才怪，真的是设计者的悲哀。 我们搞设计不光是要站在制造的基础上，还要有创新，但一定要学会继承。现在，全社会都在强调创新，但我们不能一强调创新，就瞧不起原有的东西。通常的创新分为两种，一种就是构成事物旧有元素的重新组合，一种是在旧有元素上加一些新的元素。所以，不管怎样，创新的东西总是含有一些旧有事物的影子是不可否认的。正像哲学中所讲，新事物都是在肯定中否定，否定中有肯定中产生的。比如我们人类，虽然说是大自然的天之骄子，但实
植保机械设计制造技术研究现状及发展趋势 集团公司文件内部编码：（TTT-UUTT-MMYB-URTTY-ITTLTY-
植保机械设计制造技术研究现状及发展趋势农业的发展同样是紧跟着时代的步伐，所以农业也是一直在发展的，特别是在植保机械，农药和控制技术方面，被称为化学防治的三大支柱。它对害虫的杀伤力是众所周知的。可想而知当下的农业已不是传统农业，是现代农业，这就需要国家大力发展植保机械。 1.植保机械的现状以及相关科学技术的开发 中国的植保机械和欧美国家的植保机械有很大的不同，中国主要以小型背负式喷雾器为主，而欧美等一些发达的西方国家以，大中型植保机械为主，并且这些大中型机械在欧美国家为垄断状态。因此，我国几乎所有的大中型植保机械比如核心部件如泵，喷头和变速箱都是靠国外进口。这样就导致我国在大中型植保机械上很难形成知识产权。但是，由于“95”国家加大了扶持力度植保机械，植保机械设计与制造正迎来快速发展。“九五”期间，中国制定了一系列的低量喷头和24米气帘式喷杆喷雾机，“十五”期间，中国研制的自动报靶喷雾机，采用红外电子眼探测目标。目前，中国式植保机械和电平可作如下概括。 1.1.背负式喷雾器。在中国目前的绝对位置，约占80％的市场份额。但是它存在一定的问题，由于我国现有技术的限制，导致技术水平不高，喷雾器种类单一，整体质量不佳，，喷嘴型号国内小型喷雾器制造的产
品是不完很难形成一个系统性地制造产业链;喷涂大，雾化不良，低运营效益，农药浪费严重，造成严重污染了环境。 1.2.中等大小的喷雾器。暂停基础的模型，吊臂长度一般为12米或左右，机械结构相对简单，喷液量，喷杆高度，最繁荣的折叠和打开的人为调整或操作，自动化程度低。该公司的植保机械自走式喷杆喷雾机，大多是模仿国外车型的一部分，关键部件的质量和品种有限，难以保证喷涂质量。 2.植保机械的问题 2.1.农药的有效利用率 目前大量使用的16手动喷雾器性能差，结构落后，注塑件品种单一，喷雾质量差，农药利用率只有20％～30％，不能满足农药科学的要求。例如，只有几十年喷雾器离心旋涡核心的喷嘴，以及不同类型的作物害虫喷洒不同类型的工作，所以预防是非常差的。 2.2.低农药安全
机械设计基础重点总结 Document number【AA80KGB-AA98YT-AAT8CB-2A6UT-A18GG】
《机械设计基础》课程重点总结 绪论 机器是执行机械运动的装置，用来变换或传递能量、物料、信息。 原动机：将其他形式能量转换为机械能的机器。 工作机：利用机械能去变换或传递能量、物料、信息的机器。 机器主要由动力部分、传动部分、执行部分、控制部分四个基本部分组成，它的主体部分是由机构组成。 机构：用来传递运动和力的、有一个构件为机架的、用构件间能够相对运动的连接方式组成的构件系统。 机构与机器的区别：机构只是一个构件系统，而机器除构件系统外，还含电器、液压等其他装置；机构只用于传递运动和力，而机器除传递运动和力之外，还具有变换或传递能量、物料、信息的功能。 零件是制造的单元，构件是运动的单元，一部机器可包含一个或若干个机构，同一个机构可以组成不同的机器。 机械零件可以分为通用零件和专用零件。 机械设计基础主要研究机械中的常用机构和通用零件的工作原理、结构特点、基本的设计理论和计算方法。 第一章平面机构的自由度和速度分析 1.平面机构：所有构件都在相互平行的平面内运动的机构；构件相对参考系的独立运动 称为自由度；所以一个作平面运动的自由机构具有三个自由度。 2.运动副：两构件直接接触并能产生一定相对运动的连接。两构件通过面接触组成的运 动副称为低副；平面机构中的低副有移动副和转动副；两构件通过点或线接触组成的运动副称为高副； 3.绘制平面机构运动简图；P8 4.机构自由度计算公式：F=3n-2P l -P H 机构的自由度也是机构相对机架具有的独立运动 的数目。原动件数小于机构自由度，机构不具有确定的相对运动；原动件数大于机构自由度，机构中最弱的构件必将损坏；机构自由度等于零的构件组合，它的各构件之间不可能产生相对运动；机构具有确定的运动的条件是：机构自由度F > 0,且F等于原动件数 5.计算平面机构自由度的注意事项：（1）复合铰链：两个以上构件同时在一处用转动 副相连接（图1-13）（2）局部自由度：一种与输出构件运动无关的的自由度，如凸轮滚子（3）虚约束：重复而对机构不起限制作用的约束 P13（4）两个构件构成多个平面高副，各接触点的公共法线彼此重合时只算一个高副，各接触点的公共法线彼此不重合时相当于两个高副或一个低副，而不是虚约束。 6.自由度的计算步骤：1）指出复合铰链、虚约束和局部自由度；2）指出活动构件、低 副、高副；3）计算自由度；4）指出构件有没有确定的运动。 7.发生相对运动的任意两构件间都有一个瞬心。瞬心数计算公式：N=K(K-1)/2 三心定 理：作相对平面运动的三个构件共有三个瞬心，这三个瞬心位于同一直线上。 第二章平面连杆机构 1.平面连杆机构是由若干构件用低副(转动副、移动副)连接组成的平面机构，又称平面 低副机构；最简单的平面连杆机构由四个构件组成，称为平面四杆机构。按所含移动副数目的不同，可分为：全转动副的铰链四杆机构、含一个移动副的四杆机构和含两个移动副的机构。 2.铰链四杆机构：全部用转动副相连的平面四杆机构；机构的固定构件称为机架，与机 架用转动副相连接的构件称为连架杆，不与机架直接相连的构件称为连杆；整转副：
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？
机械设计与研究投稿 来稿要求 1．来稿为打字稿；字迹清晰，标点符号正确，文字符合“简化字总表”；外文字母要写清楚，易混字母请用铅笔加注；上、下角位置标注要清晰。请用文字稿一式两份寄编辑部（并尽可能附电子磁盘。本刊暂不接受电子邮件文稿）。 2．稿件字数一般控制在8000字左右（含附图篇幅），一稿不得多投，一切侵权事宜由作者自负。登载来稿时本刊有删改权。3个月内通知审稿结果。来稿请自留底稿，稿件如不录用，本刊恕不退稿。 3．稿件格式顺序：题目，作者姓名、单位邮编和E-mail，200字以下的摘要，关键词3~8个，中图图书分类号，英文题目、作者姓名单位、摘要、关键词，正文，参考文献，作者简介（包括姓名、性别、出生年月、职称职务、主要从事工作、论文和专著数、科研成果获奖情况等）。 4．附图须用墨水在白纸上按工程图标准绘制，线条不能太细，字体不能太小，尽可能简明、清晰。图中外文字母用斜体，坐标系Oxyz中xyz用英文斜体小写，O用英文斜体大写。框图中英文字母用正体。图中法定计量单位用符号标出，不用单位的中文名称。希望采用计算机绘图，提供线条光滑、文字清晰的激光打印图样。(本刊插图要求)
论文插图要求 插图（机械结构图、机械简图、机械示意图、坐标图等）必须同正文内容密切联系；图形和有关图形的符号应符合国家标准和专业标准的规定；图中文字、数值、符号、图注应与正文叙述保持一致，图文呼应，先见文后见图，两者位置尽量接近；引用的图应注明出处，必要时注以参考文献代号。 插图线条、文字、箭头要光滑、清晰，一般可直接用AutoCAD打印。线条宽度可取0.18mm、0.25mm、0.35mm，按图的繁简、大小而定；文字（中文、外文、数字）用6号仿宋体（框图用小5号仿宋体）；箭头用顶角为30°实心等腰三角形。插图横向尺寸尽量在本刊单栏尺寸内，不用过大或过小尺寸。 插图中表示参数或物理量符号的外文字用斜体；坐标系“O-xyz”：“O”用大写斜体，“xyz”用小写斜体；数字1，2，3...，均应用正体；表示法定计量单位的外文字母用正体。 坐标图线条主体曲线最粗，坐标轴轴线次之，坐标轴上刻度线最细。坐标轴纵坐标标注由下至上，横坐标由左至右，其格式为：参数（斜体外文字母）/法定计量单位（正体外文字母），如“x/mm”，物理量（中文及斜体外文字母）/法定计量单位（正体外文字母）（中文与斜体外文字母之间空半格）如“频率f/Hz”。 5．参考文献的著录项目要齐全。被引用期刊论文等单篇文献，其标注方法为：顺序号，作者，题名，刊名，年，卷（期）：起止页；专著、论文集、学位论文、报告标准方法为：顺序号，编著者，文献题名（文献类型标示符号），出版年，起止页。(参考文献要求)
关于三个设计的特点及实例分析 【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。设计方法包括常规设计、现代设计、创新设计，他们之间有区别，也有共同性。只有了解了三种设计方法的特点，并相互配合运用，才能将机械设计出的产品性能达到最高。本文通过生活中一些具体的实例分析，阐述了三种设计给人们的生活带来了巨大便利。 【关键词】常规设计；现代设计；创新设计； 1、机械设计的三种方法的特点 在知识经济发展的时代，创新是国民经济可持续发展的基石，对于一个和国家，一个民族而言，拥有持续的创新能力就意味着发展经济具有巨大的潜能。对于机械专业设计人员而言，应当看到全球制造业面临前所未有的挑战，缩短产品开发周期、提高产品质量、降低生产成本、增加产品的核心竞争力已成为制造业的共识。如何加强机械创新设计，挖掘创造性思维，显得尤为重要。 1.1 常规设计 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。如机械原理中的连杆机构综合方法、凸轮廓线设计方法、齿轮几何尺寸计算方法、平衡设计方法、飞轮设计方法、减速机的设计等。 凸轮廓线的设计连杆机构的设计齿轮的设计
1.2现代设计 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。现代设计方法强调以计算机为工具，以工程软件为基础，其基本的设计内容是建立在常规设计的基础上，但是在强调现代设计方法时，不可忽略常规设计方法的重要性，运用现代设计理念进行的机械设计，现代设计方法从不同的角度深化了机械设计，提高了产品的质量，也降低了产品的成本。现代设计方法主要分为可靠性设计，优化设计，有限设计，计算机辅助设计，虚拟设计等。 现代工程设计常用的分析软件有ADINA ,NASTRAN ,I-DEAS ,UG ,ANSYS-等。 ansys进行应力分析 ADINA软件的应用 UG设计的手机外壳 1.3创新设计 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。其特点是运用创造性思维，强调产品的创新性和新颖性。创新设计方法分为智力激励法，提问追溯法，联想类推法，返向探索法，系统分析法，组合创新发六种。 创新设计没有局限性，创新成果是知识、智慧、勤奋和灵感的结合，生活中一些看似很简单的机械都是机械创新设计的结果。 左图为为了防止宠物狗走出花园迷路而设计的栏杆 左图为坐卧两用长凳
机械制造技术国内外现状与发展趋势 新中国建立后持别是近三十年来，机械制造技术发展速度很快，向机械产品大型化、精密化、自动化和成套化的趋势发展，在有些方面已经达到或超过了世界先进水平。而且这一时期还没有结束．只要我们能够用好科技发展规律并勇于创新，我国的机械制造技术还将向更高的水平发展．重新引领世界机械工业发展潮流。 现代意义上的机械制造技术主要有以下几个方面的特点，第一，机械制造技术具有工程性的特点：在现代意义上，机械制造技术充分强调计算机技术、传感技术、信息技术、管理技术、以及自动化技术的融合，要求在机械制造技术的应用全过程当中，实现与传统机械制造技术的融合，从而确保整个系统性的工程能够实现能量流、信息流、以及物质流的相互契合；第二，机械制造技术具有综合性的特点：现阶段，对于现代机械制造技术的应用目标在于——确保企业的综合竞争实力能够得到提升，并为国家经济水平的增长“添砖加瓦”。从这一角度来说，现代机械制造技术的应用并不会被局限在制造过程的框架中，还应当覆盖到制造过程的前后阶段，形成一个完整的整体；第三，机械制造技术具有统一性特点：即在市场经济发展不断发展的过程当中，相关企业为了能够赢取在参与市场竞争过程中的绝对优势，最需要解决的一点问题是：将发展的重点从对劳动生产率的提升，转变成为以时间、成本、和质量为中心的提升。而在现代机械制造技术当中，就充分实现了上述要素的有机结合，实现了技术应用的统一性；第四，机械制造技术具有全球性特点：随着现代经济社会的不断发展，全球经济一体化建设进程日益加剧，西方发达国家大多是通过金融、科技、以及信息的方式实现对市场占有份额的扩大，这直接导致了整个市场竞争行为的激烈性。为了更好的与此种发展趋势相适应，就需要通过对机械制造技术的应用，将其与现代高新技术充分融合，以达到支持制造业全面发展的目的。 在现阶段的技术条件支持下，我国现代机械制造技术所取得的发展成效主要体现在柔性制造、虚拟制造、以及敏捷制造这几个方面。首先，对于现代机械制造技术中的柔性制造技术而言，其所指的是：建立在成组技术的基础之上，以常规意义上的数控机床(可以为不同的类型、以及多台台数)以及数控柔性机床指导
现代机械设计方法研究创新 引言 当今，是现代化社会发展关键期。现代工业技术革新、应用对机械设计带来前所未有的发展机遇和挑战。现代机械设计是涉及机械原理、机械形式、力与运动、材料结构等内容的一门综合性、复杂程度高的学科，是理论知识联系实践应用最佳的表现载体。为适应现代化、智能化、信息化的社会发展，更好地服务于人类生活生产活动，对现代机械设计进行创新与研究就显得意义重大。本文简要阐述现代机械设计概述、现代机械设计创新要求与原则、创新方法等内容，以此提升现代机械设计应用优势和所设计的产品质量，满足现代化社会发展需要。 1现代机械设计概述 机械设计根据预想产品使用要求和功能对机械的工作原理、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、润滑方法等结合机械设计学、哲学、信息科学、人工结构学、哲学、美学等各类学科和原理进行构思、分析和计算并将其转化为具体的描述以作为制造依据的工作过程。现代机械设计有别于传统机械设计主要体现在：一是技术的运用不同；二是设计产品性能、功能和结构不同；三是设计效率和设计重复性不同；四是对材料使用要求不同；五是设计理念与创新意识不同。现代机械设计基本步骤组成为：首先研究分析预设计机械产品的功能、工作原理；再次对预设计机械产品结构进行分析、组合；其次完成对预设计机械产品的力学传动、尺寸、精度等参数优选；最后进行组合分析和选取最佳的机械设计方案。 2现代机械设计创新要求与原则
现代机械设计要突破传统机械设计模式和思维，需要设计人员有创新意识，敢于标新立异将理论知识和科学技术运用在机械设计实践中，所设计的机械设备种类品种多，结构复杂，可实现多种功能满足现代社会生活生产需求。（1）现代机械设计创新要求。现代机械设计创新要求是通过创新机械设计理念，突出体现机械设计产品性能和产品技术特点，提高现代机械设计产品的实用性、功能性、可靠性及经济性。也可通过改良现有机械产品设计理念来实现。一是现代机械设计创新需要个性化，敢于破除旧的设计理念，寻求更合理的设计思路、设计方案或机械组合；二是现代机械设计创新要有较强的实用性和标准量化，这需要贴合市场需求，机械设计产品应易批量生产、功能配置合理、人机交互操作性强；三是现代机械设计创新要有可靠性及经济性，机械设计产品的安全可靠、市场价值决定了产品设计价值；四是现代机械设计创新需要有创新思维，要求设计人员具有哲学、美学、人体结构学等基础学科知识修养和逆向思维、跳跃思维等，可从不同学科、不同角度寻求最优化的设计方案。（2）现代机械设计创新原则。现代机械设计创新原则包括：机械产品功能多样性、最大经济效益。即抛弃原有单一机械产品功能单一化，制造成本高昂等劣势，使现代机械产品功能多样，增加市场需求，同时功能健全、安全性高的机械产品市场逐渐成型，应注意机械设计制造成本控制，实现产品生产销售的经济利润最大化。 3现代机械设计创新方法 当前，随着科学技术和社会经济的快速发展，机械设计追求产品质量和设计精度要求，将高科技和各类学科融合深度交互知识、先进的设计理念运用在机械设计中，使得现代机械设计更加简单、高效。例如：计算机辅助设计（CAD）、优化设计、变形设计（VD）、