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机械创新设计机械创新设计张有忱张莉彦编著清华大学出版社课本一、为什么开设机械创新课程培养创新的意识和提高机械创新设计的能力二、课程精髓：创新意识，创新技法三、如何学习这门课程听课与创新设计实践相结合四、考核方法考试40%+出勤30%+平时作业30%主要内容第一章：绪论；第二章：机械创新基础第三章：创新思维与技法第四章：机械系统方案设计的创新第五章：机构的创新：机构变异设计与创新、机构组合设计与创新、机构再生与创新第六章：结构创新第七章：反求设计与创新第八章：典型机械创新与进化第一章绪论第一节创新与创新方法第二节常规设计、现代设计与创新设计第三节机械创新设计的内容第四节创新与社会进步第五节创新教育与人才培养第一节创新与创新方法一、创新的概念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。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。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。最早提出来的是美国经济学家J.I.熊彼特在1912年最早提出，他归纳了5个内容：生产一种新产品；采用一种新技术；利用或开拓一种新材料；开辟一个新市场；采用一种新的组织形式或管理方式。创新具有多个侧面，提高工作效率或巩固了企业的竞争地位；改善人们生活质量等。创新不一定是全新的东西，旧的东西以新的形式出现或以新的方式结合出现都是创新。创新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、创新分类：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知识创新技术创新应用创新人们认识世界、改造世界的基本理论的总结针对具体的事物，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二、创新设计的概念1、设计的概念：是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。设计的发展：单凭直觉的创造活动，为了满足生存需要；发展到提高生活质量，形成了现代设计方法。2、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。1、创造性思维与潜创造能力逻辑思维灵感思维知识三、创造性思维与创造能力的培养2、创新的涌动力存在于人类自身的潜创造能力，只有在一定压力和一定条件下才会释放出能量。四、创新方法简介1、群智集中法：群智集中法又称头脑风暴法2、仿生创新法3、功能设计创新法4、移置技术创新设计法5、类比求优创新设计法6、反求创新法第二节常规设计、现代设计与创新设计机械设计方法反向设计正向设计创新设计现代设计常规设计（反求设计）1、常规机械设计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。该方法强调以成熟的技术为基础，目前常规机械设计方法仍然是机械工程中的主要设计方法。各高等工科学校的机械设计教科书主要讲授这种方法。轴的结构设计过程按功率计算出轴的最小直径根据轴上零件的周向固定和轴向固定查阅设计手册结构设计2、现代设计方法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。可靠性设计、优化设计、有限元设计、计算机辅助设计、虚拟设计等都是常用的现代设计方法。现代设计方法在强调运用计算机、工程设计与分析软件和现代设计理念的同时，其基本的设计内容是建立在常规设计的基础上。在强调现代设计方法的时候，不可忽视常规设计方法的重要性。3、创新设计方法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。结论：无论设计方法如何，常规设计仍然是最基本的设计方法，是机械设计课程的根本内容。有关常规设计的基本理论、基本方法与基本技能不应减少。三、不同设计方法的实例分析设计实例一：薯条加工机的设计设计实例二：椰肉加工机的设计设计实例三：内平动齿轮传动装置的设计（作业）设计实例一：薯条加工机的设计1、常规设计：2、现代设计：3、创新设计：需要设计清洗、削皮、切条三套设备，由于红薯形状和大小差异很大，控制削皮的厚度较难，导致浪费严重，生产率也低。1、常规设计方法第一道工序：清洗：设计清洗机第二道工序：削皮：设计削皮机红薯固定，刀旋转，完成削皮的任务。第三道工序：切片后再切条。刀红薯2、现代设计：在设计思想没有改变时，通过计算机仿真、优化设计等，可减少削皮的损失、提高生产率，但仍然不理想。3、创新设计：清洗粉碎过滤去皮挤压成型油炸成产品创新导致加工设备的改变红薯泥薯条椰子椰肉刀具设计实例二：椰肉加工机的设计1、常规设计：椰子剖开旋转刀具切削结果不理想