第二章机械创新设计的基础知识

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。

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。