机械创新设计介绍与基础知识
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机械创新设计知识点
机械创新设计知识点机械创新设计是机械工程领域的重要内容之一，它涉及到机械产品的创新与设计，旨在提高机械产品的性能和功能，满足不断变化的市场需求。
本文将介绍一些机械创新设计的知识点，包括设计理念、设计流程和创新方法等。
一、设计理念1. 用户体验：机械产品的设计应以用户体验为中心，关注用户的需求和感受。
通过人机工程学的方法，提高产品的易用性和舒适性，增强用户对产品的好感度。
2. 产品生命周期：机械产品的设计不仅仅关注产品的性能，还应考虑产品的整个生命周期。
从原材料选择、制造工艺、使用寿命到产品的回收利用，都需要在设计阶段综合考虑。
3. 可持续发展：机械创新设计应注重生态环境保护和资源的有效利用。
通过采用节能环保技术和材料，减少对环境的污染，提高资源利用率，实现可持续发展。
二、设计流程机械创新设计的设计流程一般包括以下几个阶段：1. 需求分析：了解用户需求，明确产品的功能和性能要求。
通过市场调研和用户反馈等方式，获取对产品的需求信息。
2. 概念设计：根据需求分析的结果，进行创意激发和概念设计。
通过脑力激荡和头脑风暴，产生多个创新的设计方案。
3. 详细设计：在概念设计的基础上，进行详细设计。
包括结构设计、材料选择、工艺设计等。
设计师需要结合工程原理和现有技术，制定具体的设计方案。
4. 仿真验证：通过计算机仿真和实验验证，对设计方案进行评估和修正。
确保设计的可行性和稳定性，满足产品性能要求。
5. 制造生产：根据最终设计方案，进行产品的制造和生产。
包括制造工艺的确定、零部件的加工和装配等。
6. 测试验收：对制造的产品进行测试和验收。
包括功能性测试、性能测试和可靠性测试等。
确保产品符合设计要求和标准。
三、创新方法机械创新设计涉及到创新思维和创新方法，以下是几种常用的创新方法：1. 换位思考：将自己置于用户的角度，思考用户的需求和问题。
通过换位思考，可以发现用户的痛点和需求，从而提出更好的设计方案。
2. 借鉴其他领域：机械创新设计可以借鉴其他领域的思想和方法。
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。
机械创新设计第三章 常用创新设计的基本原理
第一节 综合创新原理
1) 综合能发掘已有事物的潜力，并且在综合过程中产生新的价值。 2)综合不是将研究对象的各个要素进行简单的叠加或组合，而是 通过创造性的综合使综合体的性能产生质的飞跃。 3)综合创新比起开发创新在技术上更具有可行性，是一种实用的 创新思路。
第二节 分离创新原理
图3-3 分离创新原理的模式
第四节 逆向创新原理
1.功能性逆向创新 2. 结构性逆向创新 3.因果关系逆向创新
第五节 还原创新原理
例3-5 食品保鲜研究。 例3-6 洗衣机的开发。
ห้องสมุดไป่ตู้
第六节 物场分析原理
一、物场分析的概念 物场分析法（Substance⁃Field）是前苏联学者阿奇舒勒在发明
问题解决理论TRIZ中提出的一种创造原理，这种创新理论提出， 解决创造课题的本质问题是消除课题的技术矛盾，而技术矛盾是 由物理矛盾决定的，因此，只有消除物理矛盾，才能最终解决创 造课题。为了分析和消除这类矛盾，可以运用物场分析原理。这 个方法的基础是对“最小技术系统”的理解和分析：在任何一个 最小技术系统中，至少有一个主体S1，一个客体S2和一个场F，三 者缺一不可，否则不能发生技术作用。
例3-1 “椰菜娃娃”奇迹及启示。 1)设计师在设计时应具有营销的观念，以销定产，以顾客的需要 为中心，以销售指导产品的设计和生产，满足和服务顾客的需要， 这样才能设计出受客户欢迎的产品。 2)在现代社会中，产品除了满足功能方面的要求外，更重要的是 满足心理、人文、审美等方面的需要。
第三节 移植创新原理
3.增加 4.变换
第六节 物场分析原理
1)指定物体S1。
图3-6 新型割草机
第六节 物场分析原理
2)确定场F。 3)指定物体S2。 4)改变刀体锥面，使其与主轴锥孔不是以整个圆锥面接触，而是 以多数点的形式接触，如图3-7c所示。
机械创新设计基础ppt课件
29
第三节 影响创造能力的非智力因素
5.组织能力 组织能力是指对杂乱的局面或事物进行
妥善安排，合理调配的指挥运筹能力。
30
第四节 影响创造能力的智力因素
我们要培养自己的创造能力，就应该 注重上述这些非智力训练，除此之外，搞 创造发明还必需具有一定的知识，知识就 是力量，现代社会已经进入了知识经济的 时代，没有知识必将一事无成。
35
第一节 综合创新原理
图3-2为一种小型车、钻、铣三功能机 床。它是适应小型企业、修理服务行业加 工修配小型零件运用综合原理开发设计出 来的小型多功能 机床。安的设计特点是： 以车床为基础，综合钻床、铣床主要箱而 成的。
36
37
第一节 综合创新原理
从大量的创新实践中可知， 综合就是创造。
38
13
第一节 人类的思维
抽象思维是以抽象的概念、判断和推 论为形式的思维方式，概念是客观事物本 质属性的反映，判断是两个概念的联系， 推论则是两个以上判断的联系。
14
第一节 人类的思维
2.发散思维与收敛思维 发散思维又叫分散思维、求异思维、
开放思维等。它是根据提供的信息，多方 位寻求问题的答案的思维方式。
6
第四节 机械创新设计
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 总体设计要树立全局观念、首先要考 虑各子系统的分解。按照执行系统、传动 系统、操纵系统、支承形式的顺序找出实 现各功能的作用原理，再考虑实现系统总 功能的要求，将各分功能的作用原理进行 合理的组合，在众多的原理方案中选择几 个，然后进行综合评价，如对可靠性、成 本、寿命、适用性等比较选优。
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第四节 机械创新设计
第三节 影响创造能力的非智力因素
5.组织能力 组织能力是指对杂乱的局面或事物进行
妥善安排，合理调配的指挥运筹能力。
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第四节 影响创造能力的智力因素
我们要培养自己的创造能力，就应该 注重上述这些非智力训练，除此之外，搞 创造发明还必需具有一定的知识，知识就 是力量，现代社会已经进入了知识经济的 时代，没有知识必将一事无成。
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第一节 综合创新原理
图3-2为一种小型车、钻、铣三功能机 床。它是适应小型企业、修理服务行业加 工修配小型零件运用综合原理开发设计出 来的小型多功能 机床。安的设计特点是： 以车床为基础，综合钻床、铣床主要箱而 成的。
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第一节 综合创新原理
从大量的创新实践中可知， 综合就是创造。
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第一节 人类的思维
抽象思维是以抽象的概念、判断和推 论为形式的思维方式，概念是客观事物本 质属性的反映，判断是两个概念的联系， 推论则是两个以上判断的联系。
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第一节 人类的思维
2.发散思维与收敛思维 发散思维又叫分散思维、求异思维、
开放思维等。它是根据提供的信息，多方 位寻求问题的答案的思维方式。
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第四节 机械创新设计
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 总体设计要树立全局观念、首先要考 虑各子系统的分解。按照执行系统、传动 系统、操纵系统、支承形式的顺序找出实 现各功能的作用原理，再考虑实现系统总 功能的要求，将各分功能的作用原理进行 合理的组合，在众多的原理方案中选择几 个，然后进行综合评价，如对可靠性、成 本、寿命、适用性等比较选优。
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第四节 机械创新设计
机械创新设计要点
一．现代教育创新设计的五大特征。
1．教育的指导性。
打破采用注入式，统一发式塑造学生的局面，强调发挥学生特长，主动学习。
教室熊传授知识的权威变成知道学生学习的顾问。
2．教育的综合性。
不满足于传授和掌握知识，强调培养综合运用知识解决问题的能力。
3．教育的社会性。
教育有封闭的校园转向开放的社会，由教室转向图书馆，工厂等社会活动领域，借助现代高科技信息网络技术促进远程高等教育的发展。
4．教育的终身性。
信息时代的来临，使人类进入了知识经济的新时代，知识的迅速更替，创新的不段加强，使人们的学习行为为普遍化和社会化。
为了生存竞争，必须不断学习，将一次性的学校教育转化为全社会的终身教育。
5．教育的创造性。
为适应高科技高速发展和社会竞争的需要，建立重视能力培养的教育观，致力于培养学生的创新精神和提高创造性。
二．设计包括哪些基本过程，为什么把施工设计列为其中？答：1.创新设计过程一般分为产品规划，方案设计，技术设计和施工设计四个阶段2. 因为施工设计阶段是在装配图设计的基础上，根据施工的需要产生零件图，按成全部设计图样，并编制设计说明书，使用说明书及其他设计文档。
在产品投产前要通过产品试制，检验产品的加工性和装配工艺，根据试制工程进行产品的成本计算，对产品设计提出修改意见，进一步完善产品设计，通过计算机辅助设计的优势，可以提高设计速度，提高设计质量，充分调动分布在不同地域的优质资源，缩短设计周期，保证设计的有效性。
三．简述创造性思维的四大特征。
1.思维结果的新颖性，独特性。
思维的结果是过去未有过的，也可以使主体对知识，经验和思维材料进行新颖的综合分析，抽象概括，已达到人咧思维的高级形态，它包括着新的因素。
2.思维方法的灵活性，开放性。
对于客观事物或问题，表现出勇于突破思维定..,善于从不同的角度思考问题，善于提出多种解决方案；能根据条件的发展变化及时改变先前的思维过程，寻找解决问题的新途径。
3.思维的潜意识自觉性。
机械创新设计课程设计 (2)
机械创新设计课程设计机械创新设计课程旨在培养学生的创新意识和设计能力，掌握机械设计和制造的基本知识和技能。
通过课程的学习，使学生学会应用多种工具和技术实现机械设计。
课程目标本课程的目标包括以下几个方面：1.掌握机械设计的基本概念和理论知识。
2.熟练掌握机械设计的各种工具和方法。
3.了解机械制造的基本技术。
4.培养学生的创新意识和实际能力。
5.综合运用所学知识和技能完成机械创新设计项目。
课程内容本课程的内容包括以下几个部分：一、机械设计基础1.机械零部件的分类和构造。
2.常用机械制图符号和标准。
3.制图和三维建模的基本方法与技巧。
4.机械零部件的配合和公差设计。
二、机械工程材料1.常用机械工程材料的特性和应用。
2.材料的物理性能和化学性能分析。
3.材料加工和应用时的注意事项。
三、机械加工工艺1.常用机械加工工艺及其原理。
2.常用机床设备和工具。
3.常用的加工过程和技术。
四、机械设计实践1.针对实例进行机械设计实践。
2.分析、测试和优化机械设计方案。
3.团队合作完成机械创新设计项目。
课程评估本课程的评估方式主要包括以下几个部分：1.课堂表现（20%）2.课程作业（30%）3.设计报告（50%）设计项目本课程的设计项目旨在通过实践锻炼学生的创新能力和实际操作能力，具体内容包括以下几个方向：1.设计一种新型机械产品，如新型传动装置、新型机床、新型工具等。
2.设计一种具有特色的机械系统，如自动化生产线、自动化检测系统等。
3.设计一种针对特定应用的机械设备，如遥控机器人、环保机器人、医疗机器人等。
结论通过机械创新设计课程的学习，学生将掌握机械设计和制造的基本知识和技能，培养出自己的创新能力和实际操作能力，从而为机械行业的发展做出更多的贡献。
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。
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。
机械创新设计的课程设计
机械创新设计的课程设计一、课程目标知识目标：1. 掌握机械创新设计的基本概念、原理和方法；2. 了解我国机械行业的发展现状及趋势，理解机械创新设计在产业发展中的重要性；3. 掌握运用CAD软件进行简单的机械零件设计与绘制。
技能目标：1. 能够运用创新思维方法，提出具有创新性的机械设计方案；2. 学会分析机械系统的性能，优化设计方案；3. 能够运用团队协作和沟通技巧，完成创新设计项目的实施。
情感态度价值观目标：1. 培养学生热爱机械学科，增强对机械设计的兴趣；2. 培养学生的创新意识，提高创新能力和实践能力；3. 树立正确的价值观，认识到机械创新设计在促进社会进步中的重要作用。
课程性质：本课程为选修课程，旨在提高学生的创新能力和实践能力，培养学生的团队协作精神。
学生特点：学生处于高中阶段，具备一定的机械基础知识，思维活跃，动手能力强，对新鲜事物充满好奇。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，鼓励学生积极参与讨论和实践，注重培养学生的创新思维和团队协作能力。
通过本课程的学习，使学生能够将所学知识应用于实际机械创新设计项目中，提高其综合素质。
二、教学内容1. 引言：介绍机械创新设计的概念、意义及其在机械工程领域的应用。
教材章节：第一章 机械创新设计概述2. 创新思维与方法：- 创新思维训练：头脑风暴、六顶思考帽等；- 创新方法介绍：TRIZ、DFMA等。
教材章节：第二章 创新思维与方法3. 机械设计原理：- 机械原理：机构、传动、联接等；- 设计原理：强度、刚度、稳定性、可靠性等。
教材章节：第三章 机械设计原理4. 机械创新设计案例：- 国内外机械创新设计成功案例；- 分析案例中的创新点及设计方法。
教材章节：第四章 机械创新设计案例5. CAD软件应用：- CAD软件操作基础；- 机械零件设计与绘制实践。
教材章节：第五章 CAD软件在机械设计中的应用6. 机械创新设计实践：- 团队协作完成创新设计项目；- 设计方案的分析、优化与实施。
机械设计需要学哪些知识点
机械设计需要学哪些知识点机械设计是一门涉及到设计、制造和运动学的学科，它需要掌握多种知识点和技能。
下面将逐步介绍机械设计所需的关键知识点。
第一步：机械工程基础知识机械设计的第一步是掌握机械工程的基础知识。
这包括静力学、动力学、材料力学和流体力学等方面的知识。
静力学研究物体在平衡状态下的受力情况，动力学则研究物体在运动状态下的受力和运动规律。
材料力学涉及材料的强度、刚度和耐久性等性质，而流体力学则研究流体在静止和流动状态下的行为。
第二步：CAD软件的使用计算机辅助设计（CAD）软件在现代机械设计中起着至关重要的作用。
掌握CAD软件的使用对于进行机械设计和制图工作至关重要。
常用的CAD软件包括AutoCAD、SolidWorks和CATIA等。
学习使用这些软件可以帮助工程师进行三维建模、装配和制图等工作。
第三步：机械元件的设计与选择机械设计师需要了解不同类型的机械元件，如轴、轮、齿轮、联轴器和螺纹等。
了解每种元件的结构、功能和选择方法是进行机械设计的基础。
此外，机械设计师还需要了解不同材料的特性及其在设计中的应用，例如金属、塑料和复合材料等。
第四步：机械系统的运动学分析机械系统的运动学分析是机械设计师必备的技能之一。
它研究物体的位置、速度和加速度等参数随时间的变化规律。
通过运动学分析，可以确定机械系统的运动规律，以及各个零件之间的相对位置和运动关系。
第五步：强度计算和有限元分析机械设计师需要进行强度计算和有限元分析，以确保设计的可靠性和安全性。
强度计算是通过计算机辅助工具，对机械结构的受力情况进行分析和验证。
有限元分析是一种数值计算方法，通过将结构离散化为有限数量的小单元，计算每个单元的应变和应力，从而确定整个结构的强度和稳定性。
第六步：机械加工工艺与制造知识机械设计师还需要了解与机械加工工艺相关的知识，包括铣削、车削、钳工和焊接等工艺。
了解不同的加工工艺和制造方法，可以帮助设计师更好地理解和考虑制造的可行性和成本。
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。
机械创新设计机构的创新设计
(a)
(b)
(c)
(d)
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机械创新设计
其他如齿轮的基圆半径增至无穷大时，其渐开线的形状就 变成直线，圆形齿轮也演化为齿条。槽轮副的展直，棘轮 副的展直，凸轮副的展直等等，都是这样的变异。 下图(a)是一个不完全齿条机构，主动齿条作往复移动， 从动件2在往复摆动中间位置有停歇；图(b)是槽轮机构的 展直变异。主动拨盘1连续转动，从动件2间歇移动，锁止 形式与槽轮机构相似。
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机械创新设计
4.1.1 运动副的变异与演化
运动副——两构件直接接触而又能产生一定相对运动的 联结；是构件与构件之间的可动连接，作用是传递运动 与动力，变换运动形式。
运动副元素的特点影响著机构运动传递的精度，机构动 力传递的效率。
1. 运动副元素尺寸的变异
1) 扩大转动副：增大转动副的销轴和轴孔的直 径尺寸，各构件之间的相对运动关系没有改 变。
当然面接触的移动副也有承载能 力高的优点，例如面接触的槽轮 滚滑副代替移动副 机构中，由移动副替代滚滑副以 增加联接的刚性。
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球面副的替代 右上图所示，从运动副的自由 度特性考虑构造替代的运动副。 如球面副具有三个转动的自由 度，它可由汇交于球心的三个 转动副替代，既保留原球面副 的自由度特性，又提高了联接 的刚度，也容易加工制造,常用 于万向联轴器。
(a)
(b)
(c)
(d)
构件拆分变异
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4.1.3 机构的扩展
机械创新设计
机构的扩展──在原始机构的基础上，增加构件及与之相 适应的运动副，用以改变机构的工作性能或开发新功能。
1. 引入虚约束
如下页图(a)所示的转动导杆机构可以传递非匀速转动，
机械创新设计
1、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成果进行创新构思，设计出具有新颖性、创造性及实用性的机构或机械产品的一种实践活动。
2、机械创新设计包含两部分：一是改进完善生产或生活中现有机械产品的可靠性、经济性、适用性等技术性能；二是创造设计出能满足新的生产或生活需要的新机器、新产品。
3、体现创新意识的思维方法：综合、还原、对应、移植、离散、逆反。
4、创新设计的原则：创新原则、实用原则、经济原则、美观原则、道德原则、技术规范原则、可持续发展原则。
5、创造技法：移植法、头脑风暴法、默写式头脑风暴法、KJ法、集思广益法、德尔菲法、戈登法、卡片法、NM法、联想法、组合法、设问法。
（移植法：发明者把某一种技术领域中的技术手段和方法，移植应用到另一技术领域，从而得到新发明。
技术手段移植、技术原理移植、技术功能移植）（头脑风暴法：是一种从心里上激励群体创新活动的最通用的方法，形容创造性思维自由奔放、打破常规，创新设想如暴风骤雨般的激烈涌现。
原则：自由畅想原则、严禁评判原则、谋求数量原则、借题发挥原则。
）6、产品创新有两类：第一类是原理上的改变，如从无到有的创新；第二类是在第一类的基础上进行改进，这类改进更符合使用者的行为习惯和个性需求。
在产品设计过程中，能集中体现这两类创新的工作就是机械运动系统方案创新设计7、机械产品的设计一般要经历一下四个阶段：规划设计阶段、方案设计阶段、技术设计阶段、施工设计阶段8、“数”是发展的核心；“精”是发展的关键；“极”是发展的焦点；“集”是发展的方法；“自”是发展的条件；“网”是发展的道路；“智”是发展的前景；“绿”是发展的必然。
（以上八者彼此渗透，相互促进）9、回顾TRIZ研究的历史，阐述了TRIZ发展的4个时期，即:萌芽时期、初建时期、发展时期、成熟时期。
TRIZ研究的现状，指出西方发达国家美、德、英、法、瑞典及俄罗斯、日本等走在了世界的前列，我国还处在TRIZ理论的引进、宣传与推广阶段.目前，TRIZ发展已进入成熟期,TRIZ原理不仅应用于发明创造，还可用于企业管理、社会政治、经济、商贸、建筑、教育等非技术领域.今后TRIZ的发展趋势为TRIZ自身的完善及与其他方法的集成,经过20—30年的时间,将进入衰退期.20—30年以后,将会出现更高级的"TRIZ"来解决五级(重大)发明问题。
机械创新设计课程设计是啥
机械创新设计课程设计是啥一、课程目标知识目标：1. 学生能理解机械创新设计的基本概念，掌握机械设计的基本原理和流程。
2. 学生能掌握并运用机械创新设计中常用的创新思维方法和工具，如TRIZ、六顶思考帽等。
3. 学生能了解我国机械行业发展现状及趋势，认识机械创新设计在工程实际中的应用。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识，结合实际需求，独立完成简单的机械创新设计方案。
2. 学生具备团队协作能力，能够在小组讨论中发表见解，共同完成复杂的机械创新设计项目。
3. 学生能够通过查阅资料、实地考察等方式，收集并整理与机械创新设计相关的信息。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对机械设计的兴趣，激发学生的创新意识和创造潜能。
2. 培养学生严谨的科学态度和良好的工程素养，提高学生对工程实际问题的解决能力。
3. 增强学生的社会责任感和使命感，让学生认识到机械创新设计在推动社会进步和经济发展中的重要作用。
本课程旨在通过理论教学与实践操作相结合的方式，使学生在掌握机械创新设计基本知识的同时，提高创新能力和实践能力，为我国机械行业的发展培养具有创新精神和实践能力的优秀人才。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下几部分：1. 机械创新设计基本概念：介绍机械创新设计的定义、分类及发展趋势，使学生了解机械创新设计的基本内涵。
2. 机械设计原理与流程：讲解机械设计的基本原理，如力学原理、材料力学性能等，并介绍机械设计的完整流程，包括需求分析、方案设计、详细设计、试制与试验等。
3. 创新思维方法与工具：介绍TRIZ、六顶思考帽等创新思维方法和工具，帮助学生掌握解决机械设计问题的有效策略。
4. 机械创新设计方法：分析各种机械创新设计方法，如功能分析法、形态分析法、仿生设计法等，并举例说明其在实际工程中的应用。
5. 机械创新设计案例解析：分析典型的机械创新设计案例，使学生了解成功案例的设计思路、方法及经验教训。
6. 机械创新设计实践：组织学生进行团队项目实践，要求学生运用所学知识完成一个具有实际意义的机械创新设计项目。
机械创新设计(较完整版)
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。
机械设计基础创新和设计思维方法
机械设计基础创新和设计思维方法机械设计是一门综合性、实践性很强的学科，涵盖了机械原理、工程材料、制造工艺等多个领域。
在日新月异的科技发展中，机械设计的创新和设计思维方法变得愈发重要。
本文将介绍机械设计基础的创新思维和设计方法，以期激发机械设计师们的创造力和提高设计效率。
一、基础创新1. 系统思维：机械设计师在进行创新设计时，应采用系统思维的方式来分析和解决问题。
系统思维能够将问题中的各个因素综合考虑，找出最优解决方案。
这要求机械设计师具备全局观和综合分析能力。
2. 逆向思维：逆向思维是指通过逆向分析问题，找出问题的根源并采取相应的解决办法。
在机械设计中，逆向思维可以帮助设计师发现和改进现有产品的问题，并提供更好的设计方案。
3. 创造性思维：创造性思维是机械设计中最重要的思维方式之一。
设计师应该敢于打破常规，积极尝试新的想法和方法，从而提出创新的设计方案。
创造性思维需要设计师拥有广泛的知识储备，灵感来源可以来自于日常生活、艺术、科技等各个领域。
二、设计思维方法1. 观察法：观察是设计的起点。
设计师需要观察用户的需求、产品的特点、市场趋势等，通过观察来获取设计灵感和思路。
此外，观察还可以帮助设计师发现产品潜在的问题，并进行改进。
2. 故事叙述法：将设计问题想象成一个故事情节，通过情节的推进，来逐步解决问题。
这种方法可以帮助设计师更好地理解用户需求以及产品的使用场景，从而设计出更加贴合用户需求的产品。
3. 原型法：原型法是一种通过制作实物模型来反复验证和改进设计方案的方法。
机械设计师可以通过制作模型来检验产品的可行性和可用性，提前解决可能出现的问题，并不断优化设计。
4. 团队协作法：机械设计通常需要团队协作来完成。
团队协作可以促进不同专业背景的人员交流和合作，形成创新和解决问题的共识。
设计师应该重视团队协作，与团队成员进行及时的沟通和反馈。
5. 可持续性设计：可持续性设计是指在设计过程中充分考虑环境、社会和经济的可持续发展因素。
课程设计机械创新
课程设计机械创新一、教学目标本课程旨在让学生了解和掌握机械创新的基本概念、原理和方法，培养学生的创新意识和实践能力。
通过本课程的学习，学生将能够：1.知识目标：理解机械创新的基本概念，掌握机械创新的基本原理和方法，了解机械创新的历史和发展趋势。
2.技能目标：能够运用所学的知识进行简单的机械创新设计，能够分析评价机械创新方案的可行性和优劣。
3.情感态度价值观目标：培养学生的创新意识，提高学生解决实际问题的能力，使学生认识到机械创新在现代社会中的重要性。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括机械创新的基本概念、原理和方法，以及机械创新的历史和发展趋势。
具体包括以下几个部分：1.机械创新的基本概念：介绍机械创新的定义、特点和分类。
2.机械创新的基本原理：讲解机械创新的基本原理，如叠加原理、替代原理等。
3.机械创新的方法：介绍常用的机械创新方法，如改进法、组合法、逆向思维法等。
4.机械创新的历史和发展趋势：讲解机械创新的历史发展，以及未来发展趋势。
三、教学方法为了提高教学效果，我们将采用多种教学方法，如讲授法、案例分析法、讨论法、实验法等。
具体方法如下：1.讲授法：通过讲解机械创新的基本概念、原理和方法，使学生掌握相关知识。
2.案例分析法：通过分析典型的机械创新案例，使学生了解机械创新的实际应用。
3.讨论法：学生进行分组讨论，培养学生的团队协作能力和解决问题的能力。
4.实验法：安排学生进行机械创新实验，提高学生的实践能力和创新意识。
四、教学资源为了支持教学内容的传授和教学方法的实施，我们将准备以下教学资源：1.教材：选择合适的教材，为学生提供权威、系统的学习资料。
2.参考书：提供相关的参考书籍，丰富学生的知识体系。
3.多媒体资料：制作精美的PPT、视频等多媒体资料，提高学生的学习兴趣。
4.实验设备：准备充足的实验设备，确保学生能够进行实践活动。
5.网络资源：利用网络资源，为学生提供更多的学习资料和信息。
五、教学评估本课程的教学评估将全面、客观地评价学生的学习成果。
机械创新设计(第一章)
提高创造力应当从培养良好的创造心理，了解创新思 维的特点，掌握创造原理和创造技法等方面起步。
可以说，人人都有创造的潜能。关键在于这些潜能能否 被有效激发，并使之强化并形成持久的创造力。实践证明，
只要经过有意识的学习和训练，人的创造力就可以有 效地被激发，并在创造实践中使创造力逐步巩固和提 高。美国通用电器公司对有关科技人员进行创造工程 课程和实践训练，两年后取得很好的效果，按专利数 测算，这些人的创造力提高了三倍。 3、加强创造实践 创造能力的培养关键是加强实践训练。通过听课、阅 读等学习手段只能帮助大家了解创造的知识和技法，还不 能真正形成创造力。只有加强创造实践，用所学的知识去 观察分析客观现象，解决实际问题，设计出别出心裁的作 品，创造力才能形成。
第三节 机械创新设计的概念及过程
一、机械创新设计的概念： 1．机械创新设计（Mechanical Creative Design, MCD）： 充分发挥设计者的创造力，利用人类已有的相关科学技术 成果（理论、方法、技术、原理等），进行创新构思，设计出 具有新颖性、创造性及实用性的机构或机械产品（装置）的一 种实践活动。 2．机械创新设计包含两部分：一是改进完善现有机械产品的 性能；二是创造设计出新机器（产品）
6）积极解忧，不信天命。挫折、失败经常伴随在创新的 全过程中，创新需相信自己的好奇心，不随波逐流或听 天由命；
7）才思敏锐，激情迸发。创新人才思维敏锐，激情迸发 才能进入佳境。 2．非智力因素在创新能力培养中的作用
智力因素：注意力、观察力、想象力、思维能力、记忆力 非智力因素：智力因素以外的心理因素，主要指：兴趣、情感、 意志、性格 1）兴趣、情感；兴趣是人们积极探索某种事物或某种活 动的意识倾向，……兴趣可以使人的感官、大脑处于最活跃的 状态，使人能够最佳地接受教育信息，有效地诱发学习动机、 激发求知欲，兴趣是推动人们去寻求知识的一种力量。
可以说，人人都有创造的潜能。关键在于这些潜能能否 被有效激发，并使之强化并形成持久的创造力。实践证明，
只要经过有意识的学习和训练，人的创造力就可以有 效地被激发，并在创造实践中使创造力逐步巩固和提 高。美国通用电器公司对有关科技人员进行创造工程 课程和实践训练，两年后取得很好的效果，按专利数 测算，这些人的创造力提高了三倍。 3、加强创造实践 创造能力的培养关键是加强实践训练。通过听课、阅 读等学习手段只能帮助大家了解创造的知识和技法，还不 能真正形成创造力。只有加强创造实践，用所学的知识去 观察分析客观现象，解决实际问题，设计出别出心裁的作 品，创造力才能形成。
第三节 机械创新设计的概念及过程
一、机械创新设计的概念： 1．机械创新设计（Mechanical Creative Design, MCD）： 充分发挥设计者的创造力，利用人类已有的相关科学技术 成果（理论、方法、技术、原理等），进行创新构思，设计出 具有新颖性、创造性及实用性的机构或机械产品（装置）的一 种实践活动。 2．机械创新设计包含两部分：一是改进完善现有机械产品的 性能；二是创造设计出新机器（产品）
6）积极解忧，不信天命。挫折、失败经常伴随在创新的 全过程中，创新需相信自己的好奇心，不随波逐流或听 天由命；
7）才思敏锐，激情迸发。创新人才思维敏锐，激情迸发 才能进入佳境。 2．非智力因素在创新能力培养中的作用
智力因素：注意力、观察力、想象力、思维能力、记忆力 非智力因素：智力因素以外的心理因素，主要指：兴趣、情感、 意志、性格 1）兴趣、情感；兴趣是人们积极探索某种事物或某种活 动的意识倾向，……兴趣可以使人的感官、大脑处于最活跃的 状态，使人能够最佳地接受教育信息，有效地诱发学习动机、 激发求知欲，兴趣是推动人们去寻求知识的一种力量。
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2 机械创新设计简介及基础知识在新的世纪里竞争日益激烈，科学技术依然是推动人类社会进步的第一生产力。
创新是人类文明进步的原动力，是技术和经济发展的源泉，也是培养和造就人才的重要途径，在世界进入知识经济的时代，创新更是一个国家国民经济可持续发展的基石。
人类的科技已经到达很高的水平，特别是机械行业，传统的设计水平进步很慢。
而现在人们的需求也越来越高，所以人们迫切需要创新设计。
2.1创新设计概论创新设计是一种现代设计方法，它是研究设计程序、设计规律和设计思维及方法的一门新型综合性科学。
在机械设计过程中，创新设计对更大程度的满足人类生产和生活的需要，促进经济的发展和社会的进步有非常重要的作用。
说起创新设计大家总觉得很神秘、陌生。
其实回想历史上的许多发明家，我们不难看出，创新发明其实有时候只是我们身边存在的小问题，经过我们思考之后加上灵感找到解决问题的方法或是发现新的事物。
比如传说鲁班爬山时手被草割破，经过他的仔细思考发明了至今仍在使用的锯子；还有瓦特观察大水烧开后能将壶盖顶起，依据这个原理他发明了蒸汽机，导致了第一次工业革命。
另外创新设计需要勇气和毅力。
大家一定知道袁隆平先生历尽磨难研究成功杂交水稻的事迹。
这正是告诉了我们在进行创新设计过程中要破除思想封锁，树立信心，持之以恒，最终一定能解决问题。
但是我们也需要逐步培养起分析创新设计可行性的能力，不能盲目到想要发明一种以水为燃料的内燃机。
2.2 机械创新设计（MCD）的概念及创新人才培养机械创新设计（MCD）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成果（含理论、方法、技术、原理等），进行创新构思，设计出具有新颖性、创造性及实用性的机构或机械产品（装置）的一种实践活动。
其目的是由所要求的机械功能出发，改进、完善现有机械或创造发明新机械实现预期的功能，并使其具有良好的工作品质及经济性。
所以培养创新人才要做到如下几点：第一；要勇于创新和善于探索，有信心，勇气和创意。
第二：要掌握创新原理和创新技法。
我们应通过学习和训练培养良好的创造心理，并要多思考多练习，将思维运用到实际中去，以提高创新的技法。
第三：要有创新的物质条件和精神条件。
第四：要有创新的意识，有较强的逻辑思维能力。
创新不是空想，更不是不切合实际的想象，应该拥有创新的意识和较强的逻辑思维能力，能够把感性认识上升到理性认识，能够透过现象看其内在的本质，而且不能将思维停留在过去或现有的模式中，这样才可能创造出新颖先进的产品。
第五：加强创新实践。
在实践中锻炼创新能力更胜于学习理论知识。
创新设计实践包括了解问题、设计方案和执行方案三个阶段。
2.3 创新设计的分类机械创新设计通常分为以下几种类型。
1.开发性设计即在工作原理、结构等完全未知的情况下，针对新任务提出新方案，开发设计出以前没有的新产品。
例如有人利用磁铁的同极相斥异极相吸的原理设计了一种磁力驱动装置，该装置使用固定磁铁及旋转磁铁同极相对，使两磁铁间出现相斥的力，先由外力启动，然后由永久磁铁的磁力驱动转子继续旋转，并向外输出能量，从而产生一种洁净、高效廉价的新能源。
2.变型设计应包括转用创新即将某一已有的成熟的技术和结构进行适当变异，设计出使用领域更广的产品。
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出一个新部件，使产品更能满足使用要求。
4.组合创新设计将已有的零部件组合成为一种新产品，实现一种新的整体功能。
例如，世界上的第一辆汽车就是组合创新的优秀成果，它是将汽车时代以前就有的转向装置、刹车装置、弹簧悬架等组合在一起成为新的交通工具。
组合创新设计要求组合后的产品在性能上具有1+1＞1的效果，而在结构上则为1+1＜1。
开发设计以开拓、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，组合创新设计，则是在结构或机构的综合上创新。
总之，创新是各种创新设计的共同点。
2.4创新设计的特点创新设计具有以下特点：1.创新设计是有目的、有约束的创造活动。
它以满足社会需要为出发点，为社会提供实现预期功能的产品。
因此创新设计的创造模式为：社会需要→设计→产品。
2.创新设计离不开继承。
创新设计当然要求不断的更新换代，但是任何一种创新设计都是在前人设计或是理论的基础上进行改造、创新发展起来的，是一种“继承+创新”的成果。
3.创新设计的模糊性。
创新设计的过程不如传统的再现性设计那样明确。
因此当你拿到一个设计课题时，必须先进行需求调查，考虑已有条件分析其可行性，然后进行创新思维，所以说创新设计是一个探索的过程。
2.5 机械创新设计的基础知识在上面的介绍中我们了解了机械创新设计的概念和特点等，也知道了进行机械创新设计需要具备很多的条件（包括创新设计的原理和方法），在介绍机械创新设计的基本原理和方法前，我们还应该掌握机械创新设计的基础知识。
只有有了具备了创新设计的条件，再结合机械创新设计的基础知识、原理和方法，才能在实际工程领域的创新实践中发挥出很好的成绩。
2.5.1机械的基础知识1.机械的概念机械是机构和机器的总称。
我们在实际工程的领域中，常把具体的机械叫机器或机构，把机器中的机械运动系统叫机构。
从功能变换的观点看，机构及机械有很大的区别。
机器指用来根据某种使用要求而设计的一种执行机械运动的装置，而机构都是用来传递及变换运动和力的可动装置。
机械是用来传递运动或动力的能完成有用机械功的装置，用来变换或传递能量、物料及信息。
其特点如下：1）机械首先必须是执行机械运动的装置。
2）机械必须进行物料或信息的变换及传递，并完成有用的机械功。
3）机械中必须要完成能量的转换。
执行机械运动的装置是机械的主体，该部分是创新设计的重点内容。
其运动方案部分相当于机械原理中的机构运动系统简图的设计。
是否完成有用的机械功是辨别能否成为机械的关键条件。
从机械学的角度看，电视机、计算机不是机械，这是因为它们的内部结构不是执行机械运动的装置，也没有克服外力作机械功。
而剥线钳、手摇钻、门窗启闭的杆件系统等装置，因没有能量的转换，一般称之为机构，由于机构也是执行机械运动的装置，故纳入机械的概念中。
根据机械的特点，还可把机械分为动力机、工作机和信息机。
动力机：一般也叫原动机，是一种把其它形式的能量转化为机械能的机械。
按原动机转换能量的方式可分为三大类。
第一类有三相交流异步电动机、单向交流异步电动机、直流电动机、步进电动机等，它们都是把能量转化为机械能的机器。
第二类有柴油机、汽油机、蒸汽机、燃汽机轮、原子能发动机等，它们都是通过燃煤、油、铀获得热能再转化为机械的机器。
第三类有水轮机、风力机、潮汐发动机、地热发动机、太阳能发动机等，它们都是把自然力转化为机械能的机器。
根据原动机输出的数学性质，还可以把原动机划分为线性原动机和非线性原动机。
当原动机输出的位移（或转角）函数为时间的线性函数时，称为线性原动机。
如交、直流电动机是线性原动机。
当原动机输出的位移（或转角）函数为时间的非线性函数时，称为非线性原动机。
如步进电机、伺服电机是非线性原动机。
非线性原动机包括控制系统，也可作为线性原动机使用，其最大特点可具有可控性。
弹簧力、重力、电磁力、记忆合金的热变形力都可以提供驱动力，但已不属于原动机的范畴。
工作机：工作机是指利用原动机提供的动力实现物料或信息的传递，克服外载荷而作有用机械功的机械。
大部分机械都是工作机，工作机中必须包含原动机。
否则，只能称为机械装置。
汽车、起重运输等机械通过搬运物料而作机械功，各类金属加工机床也是通过物料的传递或转移而作机械功。
原动机的种类有限，而工作机的种类却是多种多样。
由于工作机是完成各种复杂动作的机械，它不仅有运动精度的要求，也有强度、刚度、安全性、可靠性的要求。
信息机：信息机也是一种工作机，只不过是通过各种复杂的信息来控制机械运动。
如打印机是通过计算机的指令来控制打印工作的，绘图机、复印机、传真机、收音机都是信息机。
2. 机械的组成掌握机械的组成我们可以参照图2-1所示的机械组成的示意图。
图2-1 机械组成的示意图如上图所示，机械一般由原动机、机械运动系统、控制系统和辅助系统组成。
机械运动系统可以是单一的工作执行机构，也可以是由机械传动机构和工作执行机构的组合。
控制系统可以是手柄、按钮式的简单装置或电路，也可以是集微机、传感器、各类电子元件为一体的强、弱电相结合的自动化控制系统。
控制系统可以是原动机直接进行控制，也可以通过控制元件对传动机构或工作机构进行控制。
a ）b ）c ）图 2-2 无转动机构的机械发电机 水轮机扇叶图2-3 油田抽油机机构简图1—电动机 2—带传动 3—减速箱4—ABCDE 为连杆机构工程中，有些机械没有传动机构，而是由原动机直接驱动执行机构。
如水利发电机组、电风扇、鼓风机以及一些用直流电动机驱动的机械，都是没有传动机构。
随着电机调速技术的发展，无传动机构的机械有增加的趋势。
图2-2所示为机械中没有传动机构。
图2-2a为水力发电机，图2-2b为鼓风机，图2-2c为二坐标机床的工作台。
具有传动机构的机械占大多数。
图2-3所示的油田抽油机就是具有代表性的机械。
图2-3中，带传动及齿轮减速箱为传动机构，起缓冲、过载保护、减速的作用。
连杆机构ABCDE为执行机构，圆弧状驴头通过绳索带动抽油杆往复运动。
3. 机械运动系统机械运动系统主要指机械中的传动机构和工作执行机构，从机构学的角度看问题，二者是相同的，只不过在机械中所起的作用不同。
有些机械中有时很难分清传动机构和执行机构，故二者统称为机械运动系统。
机械运动系统可以是机构的基本型，也可以是机构的基本型的机构组合或组合机构。
1）机构的基本型机构的基本型是指最基本的、最常用的机构型式。
目前，最常见的机构有连杆机构(图2-4a)、凸轮机构(图2-4b)、齿轮机构(图2-4c)、带传动机构(图2-4d)、蜗杆传动机构(图2-4e)等，由于基本型的确定原则尚无确切说明，这里就不再对这些常见机构进行划分了。
a) b) c)d) e)图2-4 常见机构类型2）机构的组合形象的来说，机构就是一部机器的骨骼图，在实际应用中，单一的机构经常不能满足不同工作的需要。
把一些基本机构通过适当的方式连接起来，从而组成一个机构系统，称为机构的组合。
在机构的组合系统中，各基本机构都保持原来的结构和运动特性，都有自己的独立性。
在机械运动系统中，机构的组合系统应用很广泛。
例如，图2-5所示的铁板运输机中，定轴齿轮1把运动传递给齿轮2，定轴齿轮1上的曲柄通过连杆机构ABCD把运动传递给系杆H。
齿轮2、3、4及系杆H构成一个差动轮系，该轮系的两个输入均为主动轮1提供，最后由齿轮3输出。
可见，该系统中的连杆机构和差动轮系机构都没有因为互相连接而影响自己的机构特性。