第三章机械创新设计的技术基础

机械基础教案(中职)第一章：机械概述1.1 机械的定义与分类讲解机械的基本概念，让学生理解机械的本质和作用。

介绍机械的分类，包括传动机械、执行机械、控制机械等。

1.2 机械的组成部分讲解机械的基本组成部分，包括主机、附件、动力系统、控制系统等。

介绍各个部分的作用和相互关系。

1.3 机械的性能与参数讲解机械的性能指标，包括力、速度、精度、效率等。

介绍机械参数的计算方法和应用。

第二章：机械传动2.1 传动机械的类型与原理讲解传动机械的类型，包括齿轮传动、皮带传动、链条传动等。

介绍各种传动方式的原理和特点。

2.2 齿轮传动讲解齿轮的基本概念，包括齿轮的形状、齿数、模数等。

介绍齿轮传动的计算方法和应用。

2.3 皮带传动与链条传动讲解皮带传动和链条传动的基本概念，包括皮带和链条的规格、张紧方式等。

介绍皮带传动和链条传动的计算方法和应用。

第三章：机械结构3.1 机械结构的基本要素讲解机械结构的基本要素，包括梁、柱、板、壳等。

介绍各个要素的受力分析和设计方法。

3.2 机械结构的设计原则讲解机械结构设计的原则，包括强度、刚度、稳定性等。

介绍结构设计的方法和步骤。

3.3 机械结构的优化讲解机械结构优化的目的和方法，包括尺寸优化、形状优化等。

介绍结构优化算法和应用。

第四章：机械零件4.1 机械零件的类型与功能讲解机械零件的类型，包括轴承、齿轮、联轴器等。

介绍各种零件的功能和应用。

4.2 机械零件的材料与选择讲解机械零件的材料，包括钢、铝、塑料等。

介绍零件材料的选择方法和原则。

4.3 机械零件的加工与装配讲解机械零件的加工方法，包括铸造、锻造、切削等。

介绍零件的装配方法和工艺。

第五章：机械系统5.1 机械系统的组成与分类讲解机械系统的组成，包括主机、动力系统、控制系统等。

介绍机械系统的分类，包括简单机械系统、复杂机械系统等。

5.2 机械系统的分析与设计讲解机械系统的分析方法，包括力学分析、动力学分析等。

介绍机械系统设计的方法和步骤。

《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。

机械基础教案（中专）第一章：机械概述1.1 机械的概念解释机械的定义强调机械在生产和生活中的应用1.2 机械的分类介绍常用机械的分类和特点举例说明不同类型的机械1.3 机械的基本参数介绍机械的基本参数，如功率、效率等解释参数的意义和作用第二章：机械零件2.1 机械零件的概述解释机械零件的概念和作用强调机械零件在机械中的重要性2.2 常用机械零件的介绍介绍常用的机械零件，如齿轮、轴承等解释零件的构造和功能2.3 机械零件的配合与连接介绍机械零件的配合与连接方式解释配合与连接的重要性第三章：机械传动3.1 机械传动的概述解释机械传动的定义和作用强调机械传动在机械中的重要性3.2 常用机械传动的介绍介绍常用的机械传动方式，如齿轮传动、皮带传动等解释传动的原理和特点3.3 机械传动的选型与计算介绍机械传动的选型与计算方法强调选型与计算的重要性第四章：机械制动与控制4.1 机械制动的概述解释机械制动的定义和作用强调机械制动在机械中的重要性4.2 常用机械制动的介绍介绍常用的机械制动方式，如摩擦制动、液压制动等解释制动的原理和特点4.3 机械控制与调节介绍机械控制与调节的方式和方法强调控制与调节的重要性第五章：机械设备的使用与维护5.1 机械设备的使用介绍机械设备的使用方法和注意事项强调正确使用机械设备的重要性5.2 机械设备的维护与保养介绍机械设备的维护与保养内容和方法强调维护与保养的重要性5.3 机械设备的故障排除与维修介绍机械设备的故障排除与维修方法强调及时维修的重要性第六章：金属材料及热处理6.1 金属材料的概述解释金属材料的定义和分类强调金属材料在机械制造中的重要性6.2 常用金属材料的介绍介绍常用的金属材料，如碳钢、合金钢等解释材料的性质和用途6.3 热处理的基本原理和方法介绍热处理的概念和作用解释热处理的种类和工艺第七章：机械加工工艺7.1 机械加工工艺的概述解释机械加工工艺的定义和作用强调机械加工工艺在机械制造中的重要性7.2 常用机械加工方法介绍介绍常用的机械加工方法，如铸造、焊接、切削等解释加工方法的原理和特点7.3 机械加工工艺规程的编制介绍机械加工工艺规程的编制方法和步骤强调编制工艺规程的重要性第八章：机械设计基础8.1 机械设计的概述解释机械设计的定义和作用强调机械设计在机械制造中的重要性8.2 机械设计的方法和步骤介绍机械设计的方法和步骤，如分析、规划、计算等解释设计的方法和步骤的应用8.3 常用机械设计原理介绍介绍常用的机械设计原理，如强度、刚度、运动等解释原理的应用和意义第九章：机械制造工艺与设备9.1 机械制造工艺的概述解释机械制造工艺的定义和作用强调机械制造工艺在机械制造中的重要性9.2 常用机械制造工艺介绍介绍常用的机械制造工艺，如铸造、焊接、热处理等解释工艺的原理和特点9.3 机械制造设备的介绍介绍常用的机械制造设备，如车床、铣床、钻床等解释设备的功能和应用第十章：机械自动化与技术10.1 机械自动化的概述解释机械自动化的定义和作用强调机械自动化在现代制造中的重要性10.2 常用机械自动化设备介绍介绍常用的机械自动化设备，如PLC、等解释设备的功能和应用10.3 技术的应用和发展介绍技术的应用领域和发展趋势强调技术在现代制造中的重要性和前景第十一章：机械设备的安全与环保11.1 机械设备安全概述解释机械设备安全的重要性强调安全措施在机械操作中的必要性11.2 机械设备安全操作规程介绍机械设备安全操作规程的制定和实施强调遵守规程对保障人身和设备安全的重要性11.3 机械设备环境保护解释机械设备操作对环境的影响介绍减少机械设备对环境影响的措施和方法第十二章：机械设备的安装与调试12.1 机械设备安装概述解释机械设备安装的概念和重要性强调正确安装对机械设备运行的影响12.2 机械设备安装步骤与技术要求介绍机械设备安装的步骤和技术要求强调遵守安装步骤和技术要求的重要性12.3 机械设备调试与验收解释机械设备调试的概念和目的介绍调试和验收机械设备的方法和标准第十三章：机械设备的改造与创新13.1 机械设备改造概述解释机械设备改造的概念和意义强调改造对提高机械设备性能的重要性13.2 机械设备改造的方法和实例介绍机械设备改造的方法和技术通过实例展示改造前后的效果和性能提升13.3 机械设备创新解释机械设备创新的意义和驱动力介绍机械设备创新的发展方向和趋势第十四章：机械设备的管理与维护14.1 机械设备管理概述解释机械设备管理的重要性强调有效管理对机械设备运行的影响14.2 机械设备维护保养介绍机械设备维护保养的内容和方法强调定期维护保养对机械设备性能的保障作用14.3 机械设备故障分析与处理解释机械设备故障分析与处理的重要性介绍故障分析与处理的方法和技巧第十五章：机械设备的未来发展15.1 机械设备发展趋势解释机械设备的发展趋势强调科技进步对机械设备的影响15.2 机械设备的创新技术介绍机械设备创新技术的发展和应用强调新技术对机械设备性能的提升作用15.3 机械设备未来挑战与机遇分析机械设备面临的挑战和机遇探讨机械设备行业的发展前景重点和难点解析本文主要介绍了机械基础的相关知识，包括机械概述、机械零件、机械传动、机械制动与控制、机械设备的使用与维护、金属材料及热处理、机械加工工艺、机械设计基础、机械制造工艺与设备、机械自动化与技术、机械设备的安全与环保、机械设备的安装与调试、机械设备的改造与创新、机械设备的管理与维护以及机械设备的未来发展等内容。

高一通用技术必修一知识点随着社会的发展和技术的进步，通用技术在我们的日常生活中扮演着越来越重要的角色。

作为高中学习的一门必修课程，通用技术帮助学生培养实际动手能力和解决问题的能力。

在高一通用技术必修一中，我们将学习一些重要的知识点，下面我将详细介绍一些重要的知识点。

第一章：产品设计与工艺产品设计与工艺是通用技术中的重要知识点之一。

在这章节中，我们将学习如何进行产品的设计和工艺的选择。

首先，产品设计需要考虑到产品的功能需求以及市场需求。

设计师需要深入了解用户的需求，在此基础上进行创新和设计，以实现产品功能和美观性的完美结合。

而在工艺选择方面，我们将学习如何根据产品的特性和要求，选择合适的工艺流程和材料，从而实现产品的制造。

第二章：计算机辅助设计与制造随着计算机技术的飞速发展，计算机辅助设计与制造在现代工业中发挥着重要的作用。

在这章节中，我们将学习如何使用计算机软件进行产品的设计和制造。

通过学习CAD、CAM等软件的使用，我们可以实现快速、准确地进行产品的三维建模、装配和制造工艺规划。

计算机辅助设计与制造的应用，大大提高了生产效率和产品质量。

第三章：机械结构设计与制图机械结构设计与制图是通用技术中不可忽视的知识点。

在这章节中，我们将学习机械结构设计的基本原理和制图技巧。

通过学习机械零件的设计，我们可以理解和掌握机械运动链的构成和运动规律，进而设计出合理的机械结构。

同时，制图技巧的学习也是十分重要的，它能够帮助我们准确地表达设计意图，并对机械结构的装配进行指导。

第四章：电子线路设计与焊接电子线路设计与焊接是通用技术中的一个重要知识点。

在这章节中，我们将学习电子线路的设计和焊接技术。

电子线路设计需要我们理解电子元器件的特性和使用方法，并能够根据电路的功能要求进行合理的设计。

而焊接技术则是将电子元器件进行连接的关键技术，通过掌握正确的焊接方法和工具的使用，可以保证焊接质量和电路的可靠性。

第五章：能源与动力技术能源与动力技术是通用技术中的重要内容之一。

机电创新设计的基础知识机电创新设计是指在机电一体化领域进行创新设计的活动。

机电一体化技术是现代工业领域的重要技术之一，通过将机械设计与电气控制相结合，实现机械和电气设备的高度集成，提高产品的性能和效率，促进工业自动化的发展。

机电一体化的设计需要掌握一些基础知识，下面我们来介绍一下：1. 机械设计基础知识机械设计是机电一体化设计的基础，需要掌握刚体力学、材料力学、热力学等基本知识。

刚体力学是机械设计的基石，包括力的分析、物体运动学和动力学等内容。

材料力学是机械设计中考虑到材料的物理性质和受力情况，以便设计出合理的结构。

热力学则是考虑到能量转化和热效率等问题，确保机械系统的正常运行。

2. 电气工程基础知识机电一体化中的电气部分需要掌握电路基础知识、电子元器件和电气设备的原理和应用。

电路基础知识包括电流、电压、电阻等基本概念，掌握电路图的绘制和电路分析的方法。

电子元器件是机电一体化中重要的部分，包括电阻、电容、电感等被广泛应用于电路中的元器件。

此外，掌握电气设备的原理和应用也是机电一体化设计的必备知识。

3. 控制工程基础知识控制工程是机电一体化中非常重要的组成部分，需要掌握闭环控制系统、传感器和执行器的原理和应用。

闭环控制系统是指通过反馈控制的方式，根据被控对象的输出信号来调整输入信号，实现对被控对象的控制。

传感器和执行器是控制系统的重要组成部分，传感器用来感知环境信息，将其转换为电信号，供控制器使用；执行器则根据控制器的指令，将电信号转换为机械运动或动作。

4. 机电一体化技术机电一体化技术主要包括机械系统设计、电气控制系统设计和信息处理系统设计等方面。

机械系统设计要考虑到机械元件的选型和设计，确保机械系统的结构和性能满足要求。

电气控制系统设计则需要考虑到传感器、执行器的选择和布置，电路的设计和控制算法的编写。

信息处理系统设计则是将机械系统和电气控制系统连接起来，实现数据的采集、传输和处理。

机电创新设计旨在通过创新的思维和技术手段，设计出更加高效、智能的机电一体化产品和系统。

机械创新设计课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握机械设计的基本原理和常用设计方法，理解机械创新设计的重要性和实际应用。

2. 使学生了解并掌握机械结构优化、功能创新、材料选择等机械创新设计的关键环节。

3. 帮助学生掌握利用现代设计工具（如CAD软件）进行机械设计的技能。

技能目标：1. 培养学生运用创新思维方法，提出机械设计方案，并具备分析和解决问题的能力。

2. 培养学生运用所学的理论知识，进行实际机械设计项目的操作和实施。

3. 提高学生的团队协作能力和沟通表达能力，使其能够在项目中进行有效的交流与合作。

情感态度价值观目标：1. 激发学生对机械设计的兴趣，培养其创新精神和实践能力。

2. 培养学生严谨的科学态度和良好的工程意识，使其认识到机械设计在工程实践中的重要性。

3. 引导学生关注社会发展，认识到机械创新设计在促进科技进步和社会发展中的作用，增强社会责任感。

本课程针对高年级学生，结合学科特点，注重理论与实践相结合，旨在提高学生的创新能力和实际操作能力。

课程目标明确、具体，便于学生和教师在教学过程中进行有效评估和调整。

通过本课程的学习，使学生能够在掌握基本理论知识的基础上，具备一定的机械创新设计能力，为未来从事相关工作打下坚实基础。

二、教学内容1. 机械设计基本原理：包括机械设计的基本概念、设计原则和设计流程，以教材第一章内容为基础，使学生建立完整的机械设计理念。

2. 机械创新设计方法：介绍常用的创新设计方法，如头脑风暴、TRIZ理论、六顶思考帽等，结合教材第二章内容，帮助学生掌握创新设计思维。

3. 机械结构优化：分析机械结构优化设计的方法和技巧，以教材第三章内容为参考，让学生了解如何进行结构优化以提高机械性能。

4. 功能创新与材料选择：探讨功能创新的方法和材料选择原则，结合教材第四章内容，使学生掌握如何进行功能创新及选用合适材料。

5. 现代设计工具应用：学习CAD软件等现代设计工具的使用方法，参考教材第五章内容，提高学生运用现代技术进行机械设计的技能。

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。