机械设计基础 教学课件 作者 李立机械设计基础(15-18)第18章机械创新设计.ppt

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1、教学目标重点难点教学内容思考练习第十八章机械创新设计教学目标教学目标：1．了解机械创新设计的概念；2．掌握机械创新设计的过程和特点；3．掌握机构设计的原则。首页重点：机械创新设计的概念与基本步骤。难点：创新设计方法实例。首页重点难点18.1机械创新设计的基本概念18.2机械创新设计的基本功能及实现小结思考与习题首页教学内容18.1机械创新设计的基本概念返回机械创新设计的基本概念设计是人类改造自然的一种基本活动，是复杂的思维过程，设计的本质就是创新。设计的目的是将预定的目标，经过分析决策，通过一定的信息（文字、数据、图形）而形成设计

2、方案，并通过制造、实施使设计成为产品，造福人类。通过设计，不断为社会提供新颖、优质高效、价廉物美的产品。创新设计要求在设计中更加充分地发挥设计者的创造力，利用最新科技成果，在现代设计理论和方法的指导下，设计出更具竞争力的新颖产品。根据设计的内容特点，一般将设计分为下面三种：1．开发性设计。在工作原理、结构等完全未知的情况下，应用成熟的科学技术或经过实验证明是可行的新技术，针对新任务提出新方案，开发设计出以往没有过的新产品，这是一种完全创新的设计。2．变型设计。在工作原理和功能结构不改变的情况下，针对原有设计的缺点或新的工作要求，对

3、已有的产品的结构、参数、尺寸等方面进行变异，设计出适用范围更广的系列化产品。返回机械创新设计的基本概念3．适应性设计。在原理方案基本保持不变的前提下，针对已有的产品设计，进行深入分析研究，在消化吸收的基础上，对产品作局部局部变更或设计一个新部件，使产品能更好地满足使用要求。开发设计以开创、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。无论是哪种设计，创新都要求设计者在设计的每一个环节上突破常规惯例，追求与前人、众人不同的方案，将设计者的智慧具体物化在整个设计过程中。在创新设计的全过程中，创造性思维将起到至关重要的作用，深

4、刻认识和理解创造性思维的本质、类型和特点，不仅有助于掌握现有的各种创造原理和创新技法，而且能够推动和促进对新的创造方法的开拓和探索。返回返回18.1.1机械创新设计的概念机械创新设计是指充分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，进行新的构思，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，它包含两个部分：一是改进、完善生产或生活中现有的机械产品的技术性能、可靠性、经济性、适用性；二是创造设计出新机器、新产品，以满足新的生产或生活的需要。由于机械创新设计过程凝结了人们的创造性智慧，因而机械

5、创新设计的产品无疑是科学技术与艺术结晶的产物，具有美学性，反映出和谐统一的技术美。1．机械创新设计与常规机械设计的关系。机械的类型、用途、性能和结构的特点虽然千差万别，但它们的设计过程却大多遵循着同样的规律，概括起来说，常规机械设计过程一般可分为四个阶段：（1）机械总体方案设计。主要包括机械的造型与组合、运动形式的变换与组合、机械运动简图、传动系统图等的绘制。（2）机械的运动设计。主要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。机械创新设计的基本概念机械创新设计的基本概念（3）机械的动力设计。主要包括动力分析

6、、功能关系、真实运动求解、速度调节和机械的平衡等。（4）机械的结构设计。主要包括绘制零件工作图、部件装配图和机械的总装图。常规设计一般是在给定机械结构或只对某些结构作微小改动的情况下进行的，其主要内容是进行尺度设计、动力设计和结构设计。机械创新设计是相对常规设计而言的，它特别强调人在设计过程中，特别是在总体方案设计阶段中的主导性及创造性作用。机械创新设计有高、低层次之分，这可用创新度来衡量。创新度可用来衡量一个设计项目创新含量的深度和广度，创新度大，创新层次高；反之，创新层次低。例如，工程中的非标准件设计虽属常规设计范畴，却已含有

7、较多的创造性设计成分。返回机械创新设计的基本概念2．机械创新设计与机械创造发明的关系。机械的创造发明大多属于机械结构方案的创新设计。阐述创造发明过程及方法的专著已经问世，但大多是宏观概括的论述，缺乏具体的可操作性，学生学过之后，在机械创新设计的原理、方法及实现等方面仍缺少实用的知识。机械创新设计的一个核心内容就是要探索机械产品创新发明的机理、模式、过程及方法，并将它程式化、定量化乃至符号化、算法化，提高设计的可操作性。随着机械系统设计、计算机辅助设计、优化设计、可靠性设计、摩擦学设计、有限元设计等现代设计方法的不断发展，以及认知科

8、学、思维科学、人工智能、专家系统及人脑研究的不断深入，机械创新设计正在日益受到专家学者的重视。综上所述，机械创新设计是建立在现代机械设计理论的基础上，吸收科技哲学、认知科学、思维科学、设计方法学、发明学、创造学等相关科学的有益成分，经过交叉而形成的