機械創(chuàng)新設(shè)計方案精選(九篇)

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第1篇：機械創(chuàng)新設(shè)計方案范文

Abstract: With the progress of society and rapid economic development, automation technology is also developing, the position of automation technology in the mechanical field is very important and its function can not be ignored. Therefore, the author believes that mechanical design should be research combining with automation technology; this article discusses the application of automation technology in mechanical design.

關(guān)鍵詞：自動化技術(shù)；機械設(shè)計；應(yīng)用；淺談

Key words: automation technology; mechanical design; applications; discussion

中圖分類號：TP29 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2011）12-0275-01

0 引言

社會的不斷進(jìn)步和變革為機械制造工業(yè)帶來了很好的發(fā)展機會，在處處機械化的今天，機械制造工業(yè)得到了很好的發(fā)展，機械自動化，主要指在機械制造業(yè)中應(yīng)用自動化技術(shù)，實現(xiàn)加工對象的連續(xù)自動生產(chǎn)，實現(xiàn)優(yōu)化有效的自動生產(chǎn)過程，加快生產(chǎn)投入物的加工變換和流動速度。機械自動化技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展，是機械制造業(yè)技術(shù)改造、技術(shù)進(jìn)步的主要手段和技術(shù)發(fā)展的主要方向。機械自動化的技術(shù)水準(zhǔn)，不僅影響整個機械制造業(yè)的發(fā)展，而且對國民經(jīng)濟(jì)各部門的技術(shù)進(jìn)步有很大的直接影響。在機械制造行業(yè)中，機械設(shè)計是機械制造的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，將機械設(shè)計與自動化技術(shù)結(jié)合起來研究，可以更好的為機械制造服務(wù)。所以，筆者就自動化技術(shù)在機械設(shè)計中的應(yīng)用進(jìn)行淺談。

1 自動化技術(shù)在機械設(shè)計中的應(yīng)用

提高產(chǎn)品的創(chuàng)新設(shè)計能力，是關(guān)系到企業(yè)乃至國家生存與發(fā)展的戰(zhàn)略性問題。美國工程設(shè)計委員會在制定2005~2030年工程設(shè)計優(yōu)先資助領(lǐng)域時，將創(chuàng)新設(shè)計作為三個重點資助方向之一，并認(rèn)為創(chuàng)新設(shè)計是關(guān)系到未來美國企業(yè)核心競爭能力、增加就業(yè)機會的戰(zhàn)略性間題。另一方面，個性化發(fā)展趨勢和快速多變的市場.要求企業(yè)能夠準(zhǔn)確地把握市場脈搏，有能力在第一時間內(nèi)開發(fā)出能夠滿足市場需求的產(chǎn)品，從而贏得豐厚的利潤。因此，產(chǎn)品開發(fā)的快速創(chuàng)新能力是決定未來企業(yè)生存的關(guān)鍵，而創(chuàng)新性和快速性將是21世紀(jì)工程設(shè)計學(xué)科的重要發(fā)展前沿方向。產(chǎn)品的概念設(shè)計階段，即產(chǎn)品的原理方案設(shè)計階段，是決定產(chǎn)品創(chuàng)新性的主要環(huán)節(jié)。為了得到具有新穎性的設(shè)計，必須從不同的思維角度出發(fā).得到同一問題的一系列解，組成解空問。通過分析比較，在解空間中選取那些新穎性和創(chuàng)新性突出的設(shè)計方案。只有適應(yīng)市場需求，具有竟?fàn)幜Φ脑O(shè)計方案才具有價值.才能成為特定市場需求和特定生產(chǎn)條件下最具有創(chuàng)新性的、可行的設(shè)計方案。因此，產(chǎn)品的創(chuàng)新設(shè)計不單純追求問題的一個解，而是在于獲得現(xiàn)有物質(zhì)條件下的最其有創(chuàng)新性、新穎性、最具有競爭能力的產(chǎn)品。

產(chǎn)品的概念設(shè)計涉及到人腦的創(chuàng)新思維問題，是形象思維和抽象思維綜合運用的結(jié)果。受人類專家知識和創(chuàng)新思維的局限性.人類專家的創(chuàng)新具有隨機性，不能保證在特定的時間內(nèi)給出具有創(chuàng)新性的設(shè)計方案。因此，要人類專家在第一時間快速地拿出能夠滿足市場需求的產(chǎn)品是困難的和不現(xiàn)實的。因此，基于計算機化的產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計技術(shù)是實現(xiàn)產(chǎn)品快速創(chuàng)新的唯一可行的方法。

從廣義機構(gòu)學(xué)角度來講，任何含機、電、液、控制等的機電一體化系統(tǒng)，都可以視為山機、電、液、控制組成的廣義傳動機構(gòu)與廣義傳動機構(gòu)載體兩部分組成。機電一體化系統(tǒng)的方案創(chuàng)新，關(guān)鍵在于廣義機構(gòu)的創(chuàng)新。為此，本文提出了一種基于二維平臺的復(fù)雜機械系統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計及其自動化方法，重點解決兩個關(guān)鍵問題:概念設(shè)計方案的創(chuàng)新性與概念設(shè)計方案虛擬樣機自動表達(dá)。

2 機械設(shè)計與自動化體系

基于三維平臺的復(fù)雜機械系統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計及其自動化系統(tǒng)的組成。主要包括:兩種具有較強的獲得創(chuàng)新性設(shè)計方案的能力的、適合于復(fù)雜機械系統(tǒng)方案創(chuàng)新設(shè)計的計算機化方法；直接支持產(chǎn)品設(shè)計方案的三維虛擬樣機裝配與仿真的自動化建模過程，能自動化地對創(chuàng)成的復(fù)雜機械系統(tǒng)符號方案進(jìn)行建模、裝配、仿真。方案設(shè)計的創(chuàng)新性和產(chǎn)品開發(fā)過程的快速性是該體系的兩個顯著特點。

在概念設(shè)計階段，系統(tǒng)提供了兩種計算機輔助創(chuàng)新設(shè)計方法：基于設(shè)計規(guī)則的創(chuàng)新設(shè)計方法和改良的功能分解與重組創(chuàng)新設(shè)計方法。由這兩種方法產(chǎn)生的設(shè)計方案最后都以符號方案的形式給出。對于概念設(shè)計階段產(chǎn)生的用符號表達(dá)的設(shè)計方案，將被自動化地分解為基本機構(gòu)及其連接關(guān)系。對于識別出的基本機構(gòu)，可以采用基于基本機構(gòu)的運動分析方法，得到基本機構(gòu)內(nèi)部各構(gòu)件的平面運動分析數(shù)據(jù)。為了提高產(chǎn)品開發(fā)的速度，在基本機構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計時，采用了面向?qū)ο蟮募夹g(shù)。通過對三維平臺的二次開發(fā)，采用特征控制參數(shù)、數(shù)據(jù)庫驅(qū)動等措施，實現(xiàn)了用少量特征控制參數(shù)驅(qū)動整體基木機構(gòu)的三維造型設(shè)計過程.解決了基本機構(gòu)的快速虛擬建模問題。

為了提高產(chǎn)品的運動剛度和適應(yīng)工業(yè)美學(xué)設(shè)計的要求，根據(jù)基本機構(gòu)占據(jù)的空問，以及基本機構(gòu)之問的連接關(guān)系，通過最優(yōu)布局算法，確定每一基本機構(gòu)在空間的位置.使復(fù)雜機械系統(tǒng)在空間所占的總體空間最小。根據(jù)基本機構(gòu)的布局結(jié)果與運動分析數(shù)據(jù)，借助于"后臺預(yù)置"裝配方法，將基本機構(gòu)的三維虛擬模型放置到特定的布局空間。連續(xù)變換馭動構(gòu)件的位置，便可以得到概念設(shè)計符號方案對應(yīng)的復(fù)雜機械系統(tǒng)的只維虛擬樣機。

流程概念設(shè)計階段得到的符號方案將自動化生成與其對應(yīng)的二維虛擬樣機并進(jìn)行虛擬仿真。這樣，就可以將產(chǎn)品方案的評價由概念設(shè)計階段的價值評價，推進(jìn)到虛擬樣機階段的定量行為評價，使在三維虛擬樣機層面上從眾多的設(shè)計方案中快速地遴選出具有創(chuàng)新性、性能優(yōu)良的設(shè)計方案成為可能。因此，利用復(fù)雜機械系統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計及其自動化體系，不僅提高了產(chǎn)品的開發(fā)速度，而且也提高了產(chǎn)品的創(chuàng)新性與新穎性。

總之，我國機械制造業(yè)發(fā)展應(yīng)用自動化技術(shù)，不但要起點高，瞄準(zhǔn)世界先進(jìn)水準(zhǔn)，而且必須包括各種靈活的低成本、見效快的自動化技術(shù)，堅持提高與普及相結(jié)合的方針，我國的機械自動化技術(shù)發(fā)展應(yīng)用才能健康地走上高速度、高質(zhì)量和高效益之路。

參考文獻(xiàn)：

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第2篇：機械創(chuàng)新設(shè)計方案范文

【關(guān)鍵詞】機械創(chuàng)新；設(shè)計；思維

在科技、經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的新時代，創(chuàng)新是一個民族不斷向上的靈魂，是一個國家繁榮發(fā)展的不竭動力。而創(chuàng)新對于每個行業(yè)來說都是尋找生機和希望的必備條件。目前，大多數(shù)的機械設(shè)計公司都大力提倡員工采用新理念、新視角、新原理設(shè)計出產(chǎn)品，使自身企業(yè)更具競爭力。因此，如何強化機械設(shè)計創(chuàng)新、開發(fā)更廣泛的設(shè)計思維具有十分重要的意義。

1.機械創(chuàng)新設(shè)計和制造

一般情況下，創(chuàng)新設(shè)計先后經(jīng)過抽象思維、邏輯思維、全面分析和最后決策四個環(huán)節(jié)。抽象思維主要是是通過設(shè)計人員充分發(fā)揮創(chuàng)新思維和智慧，提出新穎的有可能實施的想法，是創(chuàng)新設(shè)計必備過程。有了抽象思維過后再將想法具體化，考察其邏輯性和可行性，結(jié)合有關(guān)的科學(xué)理論知識、原理進(jìn)行進(jìn)一步的新穎的、可行的、具體化的機械設(shè)計。而全面分析則包含了創(chuàng)新設(shè)計過程中所涉及的所有可能性，綜合考慮技術(shù)的可行性、成本與性價比，最后設(shè)計出新的可以滿足人們生活和生產(chǎn)需要的機器或者其他產(chǎn)品。

1.1機械創(chuàng)新設(shè)計過程

機械創(chuàng)新設(shè)計的目的在于改善機械本身的功能、性能或者以更低的經(jīng)濟(jì)成本制造滿足生產(chǎn)生活需求的機械。目前，我國技術(shù)專家認(rèn)可的機械創(chuàng)新設(shè)計過程一般可分為四個部分，一是根據(jù)具體需求確定機械設(shè)計的基本原理，二是機械結(jié)構(gòu)的優(yōu)化和改進(jìn)，三是機械尺寸設(shè)計和參數(shù)優(yōu)化，四是機械運動性能及動力參數(shù)優(yōu)化。機械創(chuàng)新設(shè)計與普通的機械設(shè)計并沒有實質(zhì)性的差異，主要的區(qū)別在于機械創(chuàng)新性設(shè)計注重發(fā)揮人的主觀能動性和創(chuàng)新能力的突破，在充分的調(diào)動人的積極性的同時創(chuàng)造出更加符合使用者需求的機械工具。

1.2機械創(chuàng)新設(shè)計的特點

機械創(chuàng)新設(shè)計主要包括四個特點：一是多學(xué)科知識交叉運用，互相融合，互相滲透；二是機械創(chuàng)新設(shè)計中，數(shù)字并非主要思考因素，而是應(yīng)該充分結(jié)合過往經(jīng)驗和相關(guān)的理論知識，合理判斷和提出可行的新的設(shè)計方案；三是機械創(chuàng)新設(shè)計不僅需要理論知識和經(jīng)驗，同時也十分注重靈感、想象力、創(chuàng)造力的作用，因此應(yīng)該最大程度發(fā)揮四者的作用；四是凡是設(shè)計創(chuàng)造類等實踐活動都需要不斷重復(fù)、嘗試，從中吸取經(jīng)驗，多級選擇最佳方案。在機械創(chuàng)新設(shè)計過程中，只有完全領(lǐng)略和充分展現(xiàn)以上四個特點，才能做出優(yōu)秀的創(chuàng)新設(shè)計。

2.機械創(chuàng)新設(shè)計思維

機械創(chuàng)新設(shè)計思維對于機械創(chuàng)新設(shè)計來說意義重大，只有通過不斷的改革創(chuàng)新和開拓進(jìn)取，勇于突破現(xiàn)有的固定模式和局限，采取新的方法、體制、設(shè)計才能使自身在飛速發(fā)展的時代中保持領(lǐng)先，走在時代的前沿。

2.1機械創(chuàng)新設(shè)計思維的涵義

創(chuàng)新設(shè)計思維就是指在原有的科學(xué)理論知識、原理以及過往的設(shè)計和經(jīng)驗中設(shè)想出新穎的、更能滿足審美或者實用需求的設(shè)計方案。而對于機械設(shè)計人員來說，創(chuàng)新無疑是自身最核心的競爭力，通過提高產(chǎn)品的性能、降低產(chǎn)品的成本以及縮短生產(chǎn)時間來提高機械設(shè)計的性價比。在機械創(chuàng)新設(shè)計過程中，首先應(yīng)該有創(chuàng)造性思維，在前人的基礎(chǔ)上提出更加優(yōu)化的觀念，并將這些優(yōu)化的觀念付諸實踐，從而創(chuàng)造出新的不一樣的機械設(shè)計。創(chuàng)造性思維具有多維多向性的特點，強調(diào)聯(lián)想、靈感和感覺，并不是依靠固定的邏輯思維推理出來的，而是激發(fā)于機械創(chuàng)新設(shè)計人員的大腦。

2.2機械創(chuàng)造性思維的三大特征

2.2.1自由性

機械創(chuàng)造性思維最大的特征在于自由，創(chuàng)新是自由的，思想是自由的。機械創(chuàng)新設(shè)計人員可以在結(jié)合有關(guān)客觀科學(xué)理論的基礎(chǔ)上完全自由憑借自己的想象、靈感、直覺設(shè)計出新的機械，而不必有太多的思想束縛。在當(dāng)今變化趕不上計劃的經(jīng)濟(jì)時代，思維的自由符合現(xiàn)代社會發(fā)展的需要。而在機械設(shè)計工作中，要不斷地有新的進(jìn)步的成果，就必須突破原有的事物，消除固定思維的束縛，自由地翱翔在創(chuàng)新設(shè)計的天空中，只有不斷突破和創(chuàng)新才能設(shè)計出更令人滿意的成果。

2.2.2多向性

每個人的思維方式都不一樣，具有多向性的特點。而在機械創(chuàng)造性思維中，同樣具有多向性的特點，設(shè)計人員可以從不同角度去觀察和判斷問題，并且設(shè)想出完全不同視角的方案。設(shè)計的美妙恰巧在于它的多樣性和多向性，沒有固定的設(shè)想方向，任意一個方向都可以是設(shè)計者們延伸的目標(biāo)。多向性思維與創(chuàng)造力是相輔相成、密不可分的，一個機械產(chǎn)品的設(shè)計過程中一定有過多向性的設(shè)想，從中擇優(yōu)進(jìn)行實踐得出最后產(chǎn)品。因此，多向性思維是機械設(shè)計中十分重要的一點。

2.2.3獨創(chuàng)性

獨創(chuàng)性即設(shè)計出跟別人不一樣的產(chǎn)品，提出不一樣的理念，突破原有的固定模式，創(chuàng)造出新穎的進(jìn)步的成果。獨創(chuàng)性是機械創(chuàng)新設(shè)計的目標(biāo)，創(chuàng)新的目的在于獨創(chuàng)，擁有別人沒有的想法和成果。因此，在機械創(chuàng)新設(shè)計過程中，要學(xué)會從新的切入點思考問題，掌握不同的設(shè)計方法，敢于向原有的觀點提出新的看法，從而設(shè)計出具有獨創(chuàng)性、新穎的機械產(chǎn)品，更好滿足生活和生產(chǎn)的需求。

綜上所述，在機械創(chuàng)新設(shè)計的路途上還有很長一段路要走，在創(chuàng)新設(shè)計的過程中對于機械創(chuàng)造的創(chuàng)新思維非常重要，在遵行已有的設(shè)計基礎(chǔ)上，需要更長遠(yuǎn)更有想象力的思維去推動機械創(chuàng)新設(shè)計的發(fā)展。 [科]

【參考文獻(xiàn)】

[1]王平，劉德仿.機械創(chuàng)新設(shè)計教育的研究與探討[J].中國科教創(chuàng)新導(dǎo)刊，2007，16：34-35.

[2]游小紅，雷竹峰.機械創(chuàng)新設(shè)計的研究與發(fā)展[J].機械管理開發(fā)，2011，06：58+60.

第3篇：機械創(chuàng)新設(shè)計方案范文

關(guān)鍵詞：機械結(jié)構(gòu)設(shè)計；創(chuàng)新設(shè)計；應(yīng)用

0.引言

當(dāng)前，對于機械結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計已經(jīng)得到了較為廣泛的關(guān)注，創(chuàng)新是為了對機械進(jìn)行更好地利用，同時也是為了將其實際效能發(fā)揮出來。對于機械結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計來說，一般其思維都較為統(tǒng)一，且以變元法為主，因為這種方法使用簡單，在創(chuàng)新設(shè)計中利用邏輯化的思維可以對可變元素進(jìn)行系統(tǒng)化的梳理。對于機械結(jié)構(gòu)設(shè)計來說，它是一項非常具有創(chuàng)造性的工作，在設(shè)計機械結(jié)構(gòu)時需要時刻對其進(jìn)行改進(jìn)和創(chuàng)新，這樣才能讓設(shè)計達(dá)到最優(yōu)化效果。在本文中，主要論述了變元法在機械結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計中的應(yīng)用，以期能得到更好的機械結(jié)構(gòu)設(shè)計效果。

1.變元法

在機械創(chuàng)新設(shè)計中變元法的應(yīng)用較為廣泛，該法是從德國引進(jìn)的，它同時還被賦予了創(chuàng)新的精神，將變元法應(yīng)用在機械結(jié)構(gòu)設(shè)計中就是創(chuàng)新的重要標(biāo)志。變元法系統(tǒng)化和邏輯化地梳理了設(shè)計中的一些可變元素，便于更加有效和可靠地進(jìn)行設(shè)計創(chuàng)新。在應(yīng)用變元法前，工作人員需要首先分析和研究好機械結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本框架，這樣才能確保最優(yōu)化的機械結(jié)構(gòu)設(shè)計。對于變元法來說，它對產(chǎn)品的設(shè)計定義具有極好的詮釋作用。論證過的變元法可以對關(guān)鍵點進(jìn)行有效調(diào)整，便于改變原先設(shè)計中的弊端，以便提供更好的設(shè)計方案，將變元法自身的優(yōu)勢發(fā)揮出來。

1.1材料變元和其數(shù)量

在機械設(shè)計中會涉及很多的原材料，這些材料種類繁多，同時每種材料的價值不一，功能也各不相同。如果從另一個角度來考慮，原材料的加工工藝差別性也較大，有效加工后才能符合某種需求，并成為理想地達(dá)到參數(shù)要求的材料。還有部分材料是不能加工的，需要對材料實施變元法才能達(dá)到要求。比如，設(shè)計剛性材料，要想達(dá)到設(shè)計要求一般會使用增大面積的方法，讓其成為理想中的感性材料。鐵性材料可以通過將隔板增強等措施來進(jìn)行調(diào)整。這些例子都是通過變元法來實現(xiàn)的，也就是說變元法通過變量的形式將一種或是多種變量改變，但是并沒有改變結(jié)果，屬于全新的設(shè)計模式。加工面和工作面是機械結(jié)構(gòu)原理的兩個重要基本元素，此外還包括產(chǎn)品本身和產(chǎn)品整體等。產(chǎn)品性能可以通過這幾種元素進(jìn)行衡量，操作人員在實際的工作中需要調(diào)整好這些產(chǎn)品元素，這樣得到的產(chǎn)品原件才能達(dá)到理想效果。

1.2位置和工藝變元

所謂的位置變元指的是將元件位置改變，以此來優(yōu)化設(shè)計。比如，在焊接部分元器件的過程中操作人員需要選擇好焊接位置，確保焊接位置靠近中心軸，避免元器件出現(xiàn)變形，或是有不規(guī)則扭曲現(xiàn)象出現(xiàn)。所謂的工藝變元指的是在機械結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中需要嚴(yán)格把好施工工藝關(guān)，同時結(jié)合好圖紙將最優(yōu)的工藝產(chǎn)品設(shè)計出來，同時借助先進(jìn)工藝技術(shù)的幫助，開發(fā)和設(shè)計元器件，一旦出現(xiàn)問題要及時對其進(jìn)行調(diào)整。

1.3尺寸變元

所謂的尺寸變元指的是將元器件的形狀改變，以此來達(dá)到最優(yōu)化，也就是將元器件的長寬高3個基本參數(shù)改變。比如，泠沖壓壓彎曲技術(shù)，因為材料是能進(jìn)行彈性變化的，但是需要在泠沖壓之前先變形，同時還要考慮到和計算相關(guān)的參數(shù)，只有這樣才能使得材料在變元后充分發(fā)揮作用，如圖1所示。

2.機械結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計的關(guān)鍵點分析

在機械結(jié)構(gòu)設(shè)計中設(shè)計人員需要重點考慮好防腐性能，在選擇材料和零部件的過程中需要考慮到如圖2所示因素的影響作用，另外，還需要考慮到如下元素：設(shè)計防腐設(shè)備：機械設(shè)備需要給予其完善的空間，特別是需要確保其處于干燥的環(huán)境中，淤積介質(zhì)千萬不能出現(xiàn)，這樣可以有效減少設(shè)備的腐蝕。結(jié)構(gòu)間隙腐蝕：在設(shè)計結(jié)構(gòu)過程中，一般都會出現(xiàn)結(jié)構(gòu)盲區(qū)，這些盲區(qū)位于眼睛看不到或是手觸摸不到的地方。這些區(qū)域很容易沉淀物質(zhì)，這些物質(zhì)不僅能損害機械設(shè)備，同時還會對設(shè)備造成腐蝕，設(shè)備的使用年限會大大降低，主要體現(xiàn)在如下方面：焊接點、鉚接結(jié)構(gòu)和容器襯板結(jié)構(gòu)等。設(shè)計人員在設(shè)計這些部分時一定不要出現(xiàn)間隙結(jié)構(gòu)，從而將結(jié)構(gòu)質(zhì)量提高。如果上述問題不能得到解決，就需要將密封間隙增加。如果上面的設(shè)計不能達(dá)到要求，可以將間隙進(jìn)行合理擴大，使得設(shè)計質(zhì)量得到保證。避免直接接觸金屬：在結(jié)構(gòu)設(shè)計中盡量不要直接接觸金屬，這是因為金屬容易出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象，所以需要將不同的金屬隔離出來。不要出現(xiàn)高濃度梯度：從某種意義上講容易出現(xiàn)沉淀物或是冷凝物，這樣會導(dǎo)致局部勢差出現(xiàn)，從而使得設(shè)備的腐蝕速度增快。在機械結(jié)構(gòu)的設(shè)計中，需要將最小面積規(guī)范體現(xiàn)出來，這樣才能將表面積最大限度地減少，通過分析實驗數(shù)據(jù)知，球體結(jié)構(gòu)是最好的選擇，圓柱體是僅次于球體結(jié)構(gòu)的選擇。

3.最優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計方案

對于設(shè)計方案來說，它會直接影響到機械結(jié)構(gòu)的實際使用效果，所以在設(shè)計方案的選擇中需要高度重視，或者是設(shè)計出多種方案進(jìn)行相互的對比和篩選，將最佳方案選擇出來，在對設(shè)計方案進(jìn)行合理分析之后，評價好設(shè)計方案，在評價過程中需要采用科學(xué)、合理的評價方法，一般使用較多的是模糊綜合評判法。在綜合評定時需要考慮到安全性、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、社會效益、維修性和可操作性等評價因素的影響。如果是考慮到社會效益的影響，需要考慮到設(shè)備是否會經(jīng)常出現(xiàn)故障等；如果是經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，需要從成本和人員兩方面來考慮；如果是可操作性，需要從施工工藝方面來考慮，主要是從施工技術(shù)是否成熟等方面來考慮。所以，綜合上面的因素考慮，在機械結(jié)構(gòu)設(shè)計中，需要根據(jù)設(shè)備的特點對結(jié)果進(jìn)行不斷的優(yōu)化，這樣不僅能對機械設(shè)備進(jìn)行調(diào)整，同時還能對設(shè)計結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)。對于結(jié)構(gòu)中的一些關(guān)鍵性的結(jié)構(gòu)和零部件要建立起數(shù)學(xué)模型，這樣才能對其進(jìn)一步進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計。因為模型能將結(jié)構(gòu)特征真實反映出來，為結(jié)構(gòu)設(shè)計的改進(jìn)和完善提供必要的參考依據(jù)，這樣才能綜合性優(yōu)化。隨著我國當(dāng)前經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度的增快，我國的綜合實力的重要衡量參數(shù)就是機械設(shè)備，所以需要對機械設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計進(jìn)行不斷的創(chuàng)新，這樣才能不斷完善好施工技術(shù)。隨著我國當(dāng)前科技創(chuàng)新的發(fā)展，機械結(jié)構(gòu)設(shè)計也被不斷地進(jìn)行優(yōu)化，測控設(shè)備的方法也得到了不斷的優(yōu)化和發(fā)展，設(shè)計人員的設(shè)計思路也需要與時俱進(jìn)，不斷將自身的創(chuàng)新意識提高，同時不斷引進(jìn)新的設(shè)計理念，使得機械設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計得到不斷地完善和發(fā)展。

結(jié)語

在設(shè)備的使用和更新過程中機械結(jié)構(gòu)設(shè)計起到了非常重要的作用，它在很大程度上促進(jìn)了我國國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。對于機械設(shè)計來說找到適合的新方法來替代舊方法是當(dāng)前需要解決的重點和難點，需要設(shè)計人員具有較強的實際操作技能和操作意識，同時不斷優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計，將機械結(jié)構(gòu)設(shè)計的思路和理念提高，只有這樣才能提高機械結(jié)構(gòu)設(shè)計的質(zhì)量，實現(xiàn)我國的強國之夢。

參考文獻(xiàn)

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[3]羅毅.CAD技術(shù)在機械制造中的應(yīng)用[J].科協(xié)論壇（下半月），2011（4）：37-38.

第4篇：機械創(chuàng)新設(shè)計方案范文

關(guān)鍵詞:四桿機構(gòu);創(chuàng)新能力;實驗裝置;創(chuàng)新意識

現(xiàn)代教育越來越強調(diào)對學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。如果在教育教學(xué)過程中，不注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新精神，所培養(yǎng)的人才就難以適應(yīng)現(xiàn)代生產(chǎn)技術(shù)應(yīng)用、管理和服務(wù)需要的崗位能力要求，難以在激烈的市場競爭中立足。在教育教學(xué)過程中更好地培養(yǎng)學(xué)生的實踐動手能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新能力及綜合設(shè)計能力，是機械設(shè)計教學(xué)研究的重要課題之一。

要更好地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新能力，就必須對教學(xué)情境進(jìn)行設(shè)計，為學(xué)生創(chuàng)造相應(yīng)的學(xué)習(xí)條件?；谶@一點，在四桿機構(gòu)教學(xué)中，我們開發(fā)了四桿機構(gòu)實驗裝置，并對教學(xué)情境進(jìn)行了重新設(shè)置。我們采用了演示實驗與機構(gòu)虛擬設(shè)計及實際機構(gòu)應(yīng)用并行的教學(xué)方式，即:首先在實驗裝置上完成四桿機構(gòu)運動研究的演示性實驗，再向?qū)W生提出設(shè)計任務(wù)，由學(xué)生完成設(shè)計方案，并應(yīng)用CAXA實體設(shè)計軟件進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計，最后由教師與學(xué)生共同對不同設(shè)計方案進(jìn)行點評總結(jié)，并根據(jù)成熟的設(shè)計方案進(jìn)行零件加工制造，通過機構(gòu)組裝試驗，驗證該設(shè)計方案的可行性。整個教學(xué)過程堅持以學(xué)生為主體，突出機械設(shè)計主線，側(cè)重實際設(shè)計能力訓(xùn)練，注重培養(yǎng)學(xué)生探索性學(xué)習(xí)能力與創(chuàng)新意識、創(chuàng)新能力，使學(xué)生從被動接受變?yōu)橹鲃犹剿鲗W(xué)習(xí)。

我們開發(fā)的四桿機構(gòu)實驗裝置以實際應(yīng)用為背景，基本結(jié)構(gòu)如圖1所示。該實驗裝置采用了懸臂架結(jié)構(gòu)，通過懸臂架使四桿機構(gòu)各桿形成空間的平行結(jié)構(gòu)，可有效防止在不同桿長實驗狀態(tài)下機構(gòu)運動時連架桿與機架發(fā)生碰撞，避免機構(gòu)運動干涉的發(fā)生。該實驗裝置機架長度可調(diào)，其結(jié)構(gòu)為在工作臺面上開導(dǎo)向槽并與懸臂架配合形式，調(diào)整機架長度時，只要松開固定螺栓，沿工作臺上導(dǎo)向槽移動懸臂架至工作位置后再固定螺栓即可。

在四桿機構(gòu)教學(xué)過程中，首先應(yīng)用四桿機構(gòu)實驗裝置，采用一組固定長度且桿長不同的構(gòu)件桿組合，完成四桿機構(gòu)三種類型(曲柄搖桿機構(gòu)、雙曲柄機構(gòu)及雙搖桿機構(gòu))的運動分析，使學(xué)生基本掌握四桿機構(gòu)的組成及工作特性。

通過對四桿機構(gòu)的認(rèn)知學(xué)習(xí)，學(xué)生了解了這樣的結(jié)果:四桿機構(gòu)三種類型變換的關(guān)鍵是各桿長度的變化。那能不能采用一種可無級調(diào)節(jié)桿長的結(jié)構(gòu)，應(yīng)用快速搭接方式，在原有實驗裝置上實現(xiàn)三種不同類型四桿機構(gòu)的實驗?zāi)?這就是我們對學(xué)生下達(dá)的設(shè)計任務(wù)。該設(shè)計任務(wù)要求學(xué)生分組自行收集資料，確定設(shè)計方案，并應(yīng)用CAXA實體設(shè)計軟件完成結(jié)構(gòu)設(shè)計。該設(shè)計任務(wù)旨在激發(fā)學(xué)生的探究思維能力。實踐證明:學(xué)生通過完成設(shè)計任務(wù)，不僅提高了綜合機械設(shè)計能力，熟練掌握了機械設(shè)計軟件的應(yīng)用，還在創(chuàng)新意識、創(chuàng)新能力諸方面得到了鍛煉與調(diào)高。以下是學(xué)生完成的幾種典型設(shè)計方案。

方案一:如圖2所示，結(jié)構(gòu)桿設(shè)計成前端帶槽形式，兩側(cè)留有可與滑塊裝配的槽，使滑塊能在結(jié)構(gòu)桿上來回滑動，滑塊位置固定由緊定螺釘完成。通過改變滑塊位置即可改變銷軸位置，實現(xiàn)桿長無級調(diào)整。

方案二:如圖3所示，結(jié)構(gòu)桿設(shè)計成了三段形式，兩部分結(jié)構(gòu)桿中間采用螺桿連接，螺桿兩端分別采用左旋與右旋螺紋。通過旋轉(zhuǎn)螺桿，兩端配合的左右旋螺紋同時旋進(jìn)或旋出，可以方便地實現(xiàn)桿長無級調(diào)整。

方案三:如圖4所示，結(jié)構(gòu)桿采用桿內(nèi)開槽并與滑塊配合結(jié)構(gòu)，滑塊定位由蓋板用螺釘緊固完成。通過改變滑塊位置，可實現(xiàn)桿長無級調(diào)整。此外，該結(jié)構(gòu)在結(jié)構(gòu)桿側(cè)邊與滑塊側(cè)邊均開有凹槽，可用于桿長調(diào)整后的實際桿長尺寸測量。

桿長調(diào)整方案很多，各有特點，對學(xué)生的設(shè)計方案進(jìn)行分析、講評、總結(jié)，不僅可以提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力，而且有助于啟發(fā)學(xué)生的思維，更好地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新能力。不難看出:方案一中滑塊移動導(dǎo)向性較好，桿長調(diào)整后的位置精度較高，不過使用側(cè)面螺釘定位滑塊位置，定位不可靠，且該結(jié)構(gòu)桿結(jié)構(gòu)尺寸較大。方案二中桿長調(diào)整方便，但連接螺桿剛性較差，特別是當(dāng)調(diào)整桿長尺寸較大時，由于螺桿旋入連接桿尺寸較小，桿工作中較易變形，影響機構(gòu)工作精度。方案三中雖然桿結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，但具有桿長調(diào)整后位置精度高，定位可靠，特別是調(diào)整后桿長尺寸可測量等特點，具有較好的結(jié)構(gòu)特性。

結(jié)合各設(shè)計方案特性分析，我們確定了方案三為應(yīng)用結(jié)構(gòu)，對方案三各零件進(jìn)行了加工制造，在四桿機構(gòu)實驗裝置上組裝機構(gòu)，如圖5所示。該機構(gòu)通過調(diào)整四桿機構(gòu)各桿桿長，可實現(xiàn)四桿機構(gòu)三種類型轉(zhuǎn)換。實驗證明:該設(shè)計結(jié)構(gòu)具有較好的應(yīng)用性，應(yīng)用該結(jié)構(gòu)可分別實現(xiàn)對四桿機構(gòu)三種類型的運動分析。

以上是我們在四桿機構(gòu)教學(xué)中的一點嘗試。我們深深體會到:創(chuàng)新教育是以培養(yǎng)人的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力為基本價值取向的教育實踐。它以培養(yǎng)具有創(chuàng)造欲和創(chuàng)新能力的勞動者為目標(biāo)，以發(fā)掘人的創(chuàng)造潛能，促進(jìn)人的個性和諧發(fā)展為宗旨。人的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新能力主要是后天培養(yǎng)和教育的結(jié)果。所以，在整個教學(xué)過程中，通過科學(xué)合理的教學(xué)情境設(shè)計，采用適當(dāng)?shù)膭?chuàng)新教學(xué)方法和技巧，一定可以更好地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新能力。如何將教學(xué)過程和學(xué)生創(chuàng)新意識、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)有機結(jié)合起來，培養(yǎng)知識面廣、富有創(chuàng)新能力的人才，值得我們教育工作者共同去探討，并在實踐中不斷驗證、不斷改進(jìn)、不斷優(yōu)化。

參考文獻(xiàn)

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[2]陳立德.機械設(shè)計基礎(chǔ)[M].北京:高等教育出版社，2006.

第5篇：機械創(chuàng)新設(shè)計方案范文

【關(guān)鍵詞】現(xiàn)代機械設(shè)計制造工藝；發(fā)展現(xiàn)狀；特點；創(chuàng)新

1、我國機械工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀分析

隨著改革開放步伐的加快，為了適應(yīng)國內(nèi)外市場和國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，我國的機械工業(yè)充分借鑒國外的先進(jìn)技術(shù)經(jīng)驗，利用國內(nèi)的技術(shù)資源，有計劃地對企業(yè)的技術(shù)進(jìn)行了改造。歷經(jīng)30多年的不懈努力，我國機械工業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)水平、工藝水平和產(chǎn)品質(zhì)量都得到了顯著提高，有力地推動了本土經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、國內(nèi)市場的繁榮、進(jìn)出口貿(mào)易的發(fā)展。據(jù)有關(guān)統(tǒng)計顯示，目前在全球所有銷售或使用的工業(yè)產(chǎn)品中，小到玩具、服裝，大到電器、飛機和輪船，都會出現(xiàn)中國制造的標(biāo)志，這充分顯示了迅猛發(fā)展的中國機械工業(yè)在世界的地位，因為如果沒有高度發(fā)展的機械工業(yè)，上述各類消費產(chǎn)品就沒有生產(chǎn)它們的最基本的工具。

但是，我國的機械工業(yè)也還存在一定的問題，主要表現(xiàn)在：一是機械工業(yè)結(jié)構(gòu)不合理。在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)方面，生產(chǎn)的中低端產(chǎn)品大大超出市場需求，而生產(chǎn)的高端產(chǎn)品卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足市場需求；在機械工業(yè)結(jié)構(gòu)分布方面，主要集中在東部和南部地區(qū)，而中西部地區(qū)則發(fā)展落后；在人力資源方面，具有豐富的一般性的制造加工人力資源，而嚴(yán)重缺乏創(chuàng)新型的高科技人才和杰出的企業(yè)家；在組織結(jié)構(gòu)方面，主要表現(xiàn)為競爭力弱，缺少具有鮮明特色的企業(yè)；在形態(tài)結(jié)構(gòu)方面，多為傳統(tǒng)的制造加工業(yè)，而現(xiàn)代制造服務(wù)業(yè)嚴(yán)重不足。二是機械工業(yè)的自主創(chuàng)新能力不強。雖然在世界范圍內(nèi)，中國是機械工業(yè)大國，但是其高端裝備仍然要依靠進(jìn)口。究其原因，根本在于我國機械工業(yè)不具備較強的自主創(chuàng)新能力，產(chǎn)品升級得不到有力的支撐。再加上政府和企業(yè)往往把目光盯在眼前的經(jīng)濟(jì)效益上，長遠(yuǎn)發(fā)展眼光不足；強調(diào)工業(yè)生產(chǎn)的重要性，卻不注重科學(xué)研究；先進(jìn)技術(shù)依賴引進(jìn)，但是不重視消化吸收。

2、現(xiàn)代機械設(shè)計制造的特點分析

機械設(shè)計的制造的發(fā)展是與各種學(xué)科的發(fā)展分不開的。不僅是機械專業(yè)，還要應(yīng)用到哲學(xué)、心理學(xué)、思維和智能科學(xué)的研究成果，現(xiàn)代應(yīng)用數(shù)學(xué)和化學(xué)、物理學(xué)等的研究成果，機械電子學(xué)、控制理論與技術(shù)、檢測技術(shù)和自動化領(lǐng)域的研究成果。尤其是當(dāng)代廣泛應(yīng)用電子計算機，以及現(xiàn)代信息科學(xué)的飛速發(fā)展，促進(jìn)了現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)的理論方法體系的形成與發(fā)展。因此，相比于傳統(tǒng)的機械設(shè)計制造，現(xiàn)代機械設(shè)計制造具有以下特點。

2.1傳統(tǒng)的機械設(shè)計制造過于注重人的感性經(jīng)驗和主觀態(tài)度，對人員的技藝和判斷能力具有較高的要求。但是，由于計算機的廣泛應(yīng)用，從而能夠制定出更多更快速的方法。現(xiàn)代傳統(tǒng)的機械設(shè)計更加注重的是新的方法和經(jīng)驗。

2.2傳統(tǒng)機械設(shè)計制造比較單純地側(cè)重于機械自身所要求達(dá)到的能力；而現(xiàn)代機械設(shè)計制造，更加講究各個要素的配合。具體說就是：機械設(shè)計制造理念與所處的環(huán)境和人的需求相適應(yīng)，充分考慮到人的生物性和感官等因素，并且周密考慮機械生命循環(huán)的整個過程，充分計算好從設(shè)計、加工到使用、修理、報廢等與人和環(huán)境的聯(lián)系，從而促進(jìn)了可持續(xù)發(fā)展的實現(xiàn)，平衡了生產(chǎn)與環(huán)境之間的關(guān)系。

2.3傳統(tǒng)機械的設(shè)計制造更加注重力學(xué)的作用，在設(shè)計制造的過程中，強調(diào)把握力學(xué)能力，而現(xiàn)代設(shè)計制造發(fā)展了這類效果，具有了更寬闊的設(shè)計的領(lǐng)域、更廣的范圍、更多樣的手段。

2.4在傳統(tǒng)的機械設(shè)計制造流程方面，在總的目標(biāo)下，設(shè)計方案形成很多的層次，每一遍的方案經(jīng)修改后進(jìn)入下一輪，因此要消耗很多的時間和能源才可能完成一個設(shè)計，而選擇的所謂的最好方案，也可能因為沒有直觀的感受而帶有主觀性?，F(xiàn)代機械設(shè)計對于重復(fù)浪費的現(xiàn)象有了很好的避免措施，在計算機內(nèi)直接輸入數(shù)字和方案，從而得出立體圖，設(shè)計人員通過內(nèi)部數(shù)字的調(diào)整，就可以得到最佳的設(shè)計方案。

3、現(xiàn)代機械設(shè)計制造的創(chuàng)新

機械創(chuàng)新制造設(shè)計主要是指，設(shè)計者充分發(fā)揮創(chuàng)造性思維，對現(xiàn)有的科學(xué)技術(shù)成果加以利用，設(shè)計制造出新穎、實用、具有創(chuàng)造性的機械裝置。機械創(chuàng)新設(shè)計制造技術(shù)與機械系統(tǒng)、優(yōu)化、可靠性、計算機輔助、有限元等設(shè)計一起，構(gòu)成現(xiàn)代設(shè)計方法學(xué)庫，鄰近學(xué)科的有利的設(shè)計思想和方法，有待于進(jìn)一步的開發(fā)。隨著人工智能、專家系統(tǒng)、認(rèn)識和思維科學(xué)、人腦研究的發(fā)展，人們益受重視機械的創(chuàng)新設(shè)計制造。原因有二：一是專家系統(tǒng)、人工智能、認(rèn)識和思維科學(xué)、設(shè)計方法學(xué)等提供了一定的理論基礎(chǔ)；二是研究和發(fā)展創(chuàng)新設(shè)計，有利于對于人類的創(chuàng)造思維機理進(jìn)行解釋，又能夠推動一系列科學(xué)的發(fā)展。

創(chuàng)新設(shè)計制造的內(nèi)容主要包括兩個方面：一是在生產(chǎn)生活中對現(xiàn)有機械產(chǎn)品的性能（技術(shù)性、可靠性、適用性以及經(jīng)濟(jì)性）進(jìn)行改善；二是為了滿足新的生產(chǎn)生活的需要，設(shè)計制造出新的產(chǎn)品。創(chuàng)新設(shè)計制造的核心內(nèi)容就是，對于機械產(chǎn)品創(chuàng)新發(fā)明的機理、模式和方法進(jìn)行探索，程式化、定量化地看待機械產(chǎn)品的創(chuàng)新設(shè)計制造過程。

受地域廣、人口等因素的影響，一直以來我國的機械工業(yè)保持著快速發(fā)展的良好態(tài)勢，但這難以掩蓋其發(fā)展方式過于粗放的問題。導(dǎo)致這一問題存在的主要原因是，對機械工業(yè)的發(fā)展政府的宏觀調(diào)控不足，致使重復(fù)建設(shè)同類型的機械產(chǎn)業(yè)，且區(qū)域發(fā)展不平衡，核心競爭和經(jīng)濟(jì)效益都比較低下。因此，必須要改革機械工業(yè)發(fā)展模式， 優(yōu)先考慮機械工業(yè)質(zhì)量的提高，堅持以集約型增長方式取代變粗放型增長方式。

改革開放以來，為了推動國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，在很多的時候，我國的機械工業(yè)走的是世界采購、國內(nèi)組裝的發(fā)展道路，不但本土技術(shù)嚴(yán)重缺乏，而且嚴(yán)重制約著發(fā)展的規(guī)模和產(chǎn)品的效益，更是制約國內(nèi)機械工業(yè)發(fā)展的最大瓶頸。鑒于此，在“十二五”期間，機械工業(yè)應(yīng)抓住國家政策的扶持和引導(dǎo)的有利契機，加強開發(fā)基礎(chǔ)技術(shù)、工藝和產(chǎn)品，打破傳統(tǒng)的發(fā)展模式，促進(jìn)主機與零部件行業(yè)相互配合和推進(jìn)，實現(xiàn)二者的同步發(fā)展。

第6篇：機械創(chuàng)新設(shè)計方案范文

IT技術(shù)在機械設(shè)計中的應(yīng)用，主要表現(xiàn)在四個方面，即仿真與虛擬設(shè)計技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)協(xié)同設(shè)計、并行設(shè)計和智能設(shè)計。其中，仿真技術(shù)以計算機和專業(yè)設(shè)備為工具，設(shè)計的模型模仿實際需要而產(chǎn)生，是一門多學(xué)科的綜合性技術(shù)。虛擬設(shè)計則設(shè)計者在虛擬環(huán)境中進(jìn)行的設(shè)計，這種多維化人機交互信息環(huán)境，使實際產(chǎn)品應(yīng)有的要求得以在虛擬的環(huán)境中實現(xiàn)。

網(wǎng)絡(luò)協(xié)同設(shè)計結(jié)合獨到的軟件設(shè)計理念而產(chǎn)生，對軟件模塊和項目管理統(tǒng)籌安排，從圖形的設(shè)計、校審到打印歸檔等都有機統(tǒng)一起來，使成本可以降低，可以更快地完成設(shè)計。并行設(shè)計更強調(diào)功能上和過程上的集成，是相對于傳統(tǒng)的串行設(shè)計而言的，更強調(diào)功能上和過程上的集成，力求更好的滿足客戶對產(chǎn)品綜合性能的要求。就智能設(shè)計方面來說，智能設(shè)計采用計算機模擬人類的思維活動，能夠較好地支持設(shè)計過程自動化，從而成為設(shè)計人員的重要輔助工具。

2數(shù)學(xué)知識在機械設(shè)計中的應(yīng)用

數(shù)學(xué)知識在機械設(shè)計中的應(yīng)用要把握好三個關(guān)鍵點，一是有限元法；二是優(yōu)化設(shè)計；三是產(chǎn)品可靠性設(shè)計。有限元法又稱有限單元法，是一種高效能、常用的計算方法。從數(shù)學(xué)知識理論方面來說，是求解偏微分方程的一種有效的數(shù)值方法。優(yōu)化設(shè)計則要求先建立符合實際的數(shù)學(xué)模型，將設(shè)計要求用抽象化的數(shù)學(xué)符號表現(xiàn)出來，如約束條件和函數(shù)，建立目標(biāo)函數(shù)，并根據(jù)所建立的模型，尋求最優(yōu)的設(shè)計方案。如機械設(shè)計對載荷和工藝方面的要求就可作為設(shè)計參數(shù)。另外，在應(yīng)用現(xiàn)代技術(shù)進(jìn)行機械設(shè)計時，對于產(chǎn)品可靠性的設(shè)計應(yīng)建立在產(chǎn)品設(shè)計之初，以機械的載荷和強度等影響因素為基準(zhǔn)，應(yīng)用可靠性數(shù)學(xué)理論與方法，保證機械及其零部件滿足給定的可靠性指標(biāo)，可以保障機械的可靠性。

3新概念在機械設(shè)計中的應(yīng)用

新概念在機械設(shè)計中的應(yīng)用，主要是指綠色產(chǎn)品設(shè)計的概念和機械創(chuàng)新設(shè)計的概念。具體說來，綠色產(chǎn)品設(shè)計是從產(chǎn)品的安全生命周期出發(fā)，將生態(tài)環(huán)境觀念有意識地融入到機械設(shè)計中，考慮了生命周期各個階段對環(huán)境的影響。為減小能源消耗，機械設(shè)計在應(yīng)用綠色產(chǎn)品設(shè)計的過程中，應(yīng)考慮廢棄產(chǎn)品如何回收、再生和利用，對產(chǎn)品和零部件的回收再生循環(huán)或者重新利用，才能最大限度地提高資源的循環(huán)利用率。

機械創(chuàng)新設(shè)計的設(shè)計過程大致可以分為三個階段，分別是直覺思維、邏輯思維和創(chuàng)造過程。其中，直覺思維是意識形態(tài)領(lǐng)域?qū)C械產(chǎn)品的直觀反映，具有強烈的靈感凸顯特點。至于直覺思維是否具有實用性，則需要邏輯思維來判斷，通過邏輯推理思維進(jìn)行分析，在反復(fù)實驗中確定機械產(chǎn)品設(shè)計方案的可行性，而對機械產(chǎn)品的創(chuàng)造過程也就是機械創(chuàng)新設(shè)計的過程。

4結(jié)束語

第7篇：機械創(chuàng)新設(shè)計方案范文

關(guān)鍵詞：工程教育；CDIO；機械設(shè)計；應(yīng)用模式

CDIO工程教育模式是近年來國際工程教育改革的最新優(yōu)秀成果。CDIO代表構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計（Design）、實現(xiàn)（Implement）和運作（Operate），它以產(chǎn)品研發(fā)到產(chǎn)品運行的生命周期為載體，讓學(xué)生以主動的、實踐的、課程之間有機聯(lián)系的方式學(xué)習(xí)工程理論和實踐。CDIO工程教育模式在國內(nèi)高校引起了較大的關(guān)注，具有代表性的高校有汕頭大學(xué)、燕山大學(xué)、成都信息工程大學(xué)、合肥工業(yè)大學(xué)、廣州大學(xué)等。汕頭大學(xué)最早探索和實踐CDIO工程教育模式。從2005年起，汕頭大學(xué)工學(xué)院在執(zhí)行校長顧佩華教授的指導(dǎo)下，開始學(xué)習(xí)研討CDIO工程教育模式并加以實施［1］；燕山大學(xué)從2008年開始實施基于CDIO模式的教育教學(xué)改革，建立了以項目為主線的課程教學(xué)體系，制定了以設(shè)計為導(dǎo)向、以工程能力培養(yǎng)為目標(biāo)的培養(yǎng)方案［2］；成都信息工程大學(xué)基于CDIO工程教育理念和模式，在全校推進(jìn)以專業(yè)建設(shè)為主線的教育教學(xué)一體化改革［3］。除上述高校外，北京石油化工學(xué)院、浙江工業(yè)大學(xué)、中南大學(xué)、哈爾濱理工大學(xué)、黑龍江工程學(xué)院等單位也進(jìn)行了CDIO工程教育模式的探索與實踐［4，5］。機械設(shè)計類課程是機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)中的一重要課程群，該課程群將在機械產(chǎn)品的方案設(shè)計、技術(shù)設(shè)計以及優(yōu)化設(shè)計等方面提供基本的理論和方法，在培養(yǎng)高素質(zhì)、優(yōu)秀工程人才方面有著其他課程不可替代的重要作用?？偨Y(jié)已有研究，盡管CDIO工程教育模式在若干高校中進(jìn)行了實踐，但是該模式還未在機械設(shè)計類課程中進(jìn)行大范圍的推廣應(yīng)用。本研究結(jié)合CDIO教育理念和機械設(shè)計類課程性質(zhì)及教學(xué)目標(biāo)，提出基于實驗室資源的CDIO應(yīng)用新模式，解決CDIO高等工程教育模式推廣應(yīng)用中難題。

一、CDIO新模式及其實施過程

針對機械設(shè)計類課程，提出和建立了基于實驗室資源的CDIO應(yīng)用新模式。該新模式通過系統(tǒng)的CDIO的項目設(shè)計，依靠實驗臺提供的拼裝和仿真功能，實現(xiàn)某一產(chǎn)品從構(gòu)思到運行全過程，達(dá)到培養(yǎng)和訓(xùn)練學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計能力和實踐動手能力的目的。該模式的思想是將CDIO核心培養(yǎng)理念與現(xiàn)代實驗室的開放性、容納性、多樣性、反復(fù)使用性和更新性相結(jié)合，利用實驗室條件實施CDIO四個環(huán)節(jié)特別是支持“實現(xiàn)、運作”環(huán)節(jié)的一種的高效應(yīng)用模式，是實施CDIO工程教育理念的一種可操作性強的運行模式，是對CDIO應(yīng)用模式的細(xì)化和具體實現(xiàn)。根據(jù)CDIO工程教育模式的實施步驟，基于實驗室資源的CDIO應(yīng)用新模式實施過程如下：（1）針對不同的課程及教學(xué)環(huán)節(jié)目標(biāo)，設(shè)計CDIO項目；（2）按照項目實施目標(biāo)，進(jìn)行構(gòu)思和設(shè)計，提出解決方案；（3）選擇實驗設(shè)備及組件，進(jìn)行實驗設(shè)備安排；（4）通過實驗設(shè)備與組件的拼裝、搭建、系統(tǒng)構(gòu)建或?qū)嶒炘O(shè)備加工，執(zhí)行“Implement（實現(xiàn)）”環(huán)節(jié)；（5）通過實驗系統(tǒng)的操作演示、反復(fù)修正，執(zhí)行“Operate（運作）”環(huán)節(jié)；（6）項目答辯與交流，能力考核，完成CDIO訓(xùn)練項目。

二、支撐CDIO新模式的實驗室設(shè)備

在機械設(shè)計類課程的實驗教學(xué)中，有大量拼裝搭建實驗臺架，這些實驗設(shè)備可用來執(zhí)行本研究提出的CDIO應(yīng)用新模式，典型實驗臺架包括：（1）輪系創(chuàng)新設(shè)計拼裝及仿真實驗臺該實驗臺主要進(jìn)行齒輪與輪系的分類及設(shè)計、分析與運用，是引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行積極思維、創(chuàng)新設(shè)計、培養(yǎng)學(xué)生綜合設(shè)計能力和實踐動手能力的一種新型綜合實驗臺。（2）機械方案創(chuàng)意設(shè)計五位一體化實驗儀機械方案創(chuàng)意設(shè)計五位一體化實驗儀是集機構(gòu)組裝、電機驅(qū)動、氣缸驅(qū)動、程序控制和運動測試于一體的多功能實驗臺架，包含了連桿機構(gòu)、齒輪機構(gòu)、凸輪機構(gòu)、螺紋連接件、帶傳動、鏈傳動、軸承等在內(nèi)的多種典型機構(gòu)和零部件，主要進(jìn)行機械系統(tǒng)傳動方案的設(shè)計與組裝演示，特別適用于學(xué)生創(chuàng)新能力和動手實踐能力的培養(yǎng)。

三、CDIO新模式的實踐應(yīng)用

1．在機械原理課程項目中的實踐應(yīng)用差動輪系是機械原理課程中的一個難點，針對該知識點，設(shè)計了差速器三級項目。將本文提出的基于實驗室資源的CDIO新模式在該三級項目中進(jìn)行了實踐應(yīng)用，具體過程如下：（1）設(shè)計差速器三級課程項目利用各類典型機構(gòu)及零部件，以電機為原動機，設(shè)計汽車后橋上的差速器系統(tǒng)，將某一構(gòu)件的運動按可變化的比例分解成兩個構(gòu)件的運動，實現(xiàn)汽車兩后輪隨著不同的行駛狀態(tài)而自動改變轉(zhuǎn)速的目的，以減小輪胎和地面之間的滑動。（2）進(jìn)行構(gòu)思和設(shè)計，提出解決方案解決方案可以有很多種類，現(xiàn)根據(jù)學(xué)生的設(shè)計，舉例描述如下。差速器系統(tǒng)由電機、V帶、直齒輪減速機構(gòu)、萬向聯(lián)軸器、后橋差動器系統(tǒng)組成，其組成及傳動方案如圖1所示：該方案分析如下：由電機1經(jīng)V帶2傳動到直齒輪組4減速，再經(jīng)萬向節(jié)聯(lián)軸器5到后橋差動器6運動。同時，在差動輪系兩邊分別裝有角位移傳感器7和9，在主動直齒輪上裝有一個角位傳感器3，通過測試可以分析出其運動規(guī)律。通過該傳動系統(tǒng)可以掌握后橋差動器的工作原理及其運動規(guī)律。1．電機2．帶傳動3、7、9．角位移傳感器4．齒輪傳動5．萬向聯(lián)軸器6．差速器8．輪子（3）實驗設(shè)備與組件安排使用輪系創(chuàng)新設(shè)計拼裝及仿真實驗臺。搭建過程中使用電機、V帶、齒輪、鍵、聯(lián)軸器、軸、螺紋連接件、支架等組件。（4）實驗設(shè)備與組件的拼裝、搭建根據(jù)傳動方案，利用上述設(shè)備與組件，學(xué)生親自動手實踐，搭建形成差速器系統(tǒng)。（5）差速器系統(tǒng)運行、方案修正與完善在實驗臺上運行差速器系統(tǒng)，調(diào)試各項參數(shù)，反復(fù)修正傳動方案直至完善。通過測試和分析系統(tǒng)的運動規(guī)律，掌握差速器功能，進(jìn)而加深對差動輪系知識點的理解，了解差動輪系在工程實際中的應(yīng)用。（6）項目答辯與交流，能力考核項目執(zhí)行完成后，以小組為單位，制作ppt進(jìn)行答辯，交流方案設(shè)計過程與體會，提交設(shè)計報告，給出項目成績。2．在機械設(shè)計課程項目中的實踐應(yīng)用軸系零部件結(jié)構(gòu)及尺度設(shè)計是機械設(shè)計課程中的一個難點，針對該知識點，設(shè)計了軸系零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計與測量三級項目。CDIO新模式應(yīng)用過程如下：（1）設(shè)計軸系零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計與測量三級課程項目利用軸系零部件實驗臺架和可拆裝減速器，進(jìn)行軸、齒輪、套筒、軸承、軸端擋圈等零部件的裝配設(shè)計、軸結(jié)構(gòu)設(shè)計、軸上零件定位與固定、軸各段直徑和長度的測量等設(shè)計，通過設(shè)計和測量明確軸系零部件設(shè)計的基礎(chǔ)理論和方法。（2）進(jìn)一步根據(jù)課程項目任務(wù)和目標(biāo)，劃分項目小組，分工協(xié)作，查閱資料，進(jìn)行構(gòu)思、設(shè)計，提出解決方案；在此基礎(chǔ)上，利用實驗室設(shè)備與組件進(jìn)行拼裝、搭建、測量，將設(shè)計方案轉(zhuǎn)化成實際系統(tǒng)，完成項目預(yù)期目標(biāo)；最后，進(jìn)行項目考核，進(jìn)行答辯與交流，給出課程項目成績。通過該模式的實施，學(xué)生普遍反映教學(xué)效果良好，真正進(jìn)行了動手實踐過程，增強了動手能力，加深了對差動輪系知識點的理解，并對該知識點的工程應(yīng)用也有了較好的認(rèn)識。在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計能力方面，通過對CDIO新模式實施前后課程成績、教師評教、督導(dǎo)評教等各個環(huán)節(jié)的比較分析，可以看出學(xué)生的培養(yǎng)質(zhì)量都有明顯地提高。特別是學(xué)生在參與課外各級科技作品創(chuàng)新設(shè)計競賽活動中，取得了比以往都好的成績，反映出學(xué)生的創(chuàng)新能力不斷提高。

四、結(jié)論

（1）針對CDIO工程教育模式在機械設(shè)計類課程中的應(yīng)用難題，提出基于實驗室資源的CDIO新模式。該新模式將CDIO核心培養(yǎng)理念與現(xiàn)代實驗室的開放性、容納性、多樣性、反復(fù)使用性和更新性相結(jié)合，利用實驗室條件實施和運行CDIO四個環(huán)節(jié)。探討了CDIO新模式的實施過程、支撐CDIO新模式的實驗室設(shè)備，最后將基于實驗室資源的CDIO新模式在機械原理和機械設(shè)計課程項目中進(jìn)行了應(yīng)用。（2）實踐應(yīng)用表明，基于實驗室資源的CDIO新模式在培養(yǎng)學(xué)生的工程設(shè)計能力、工程創(chuàng)新能力和工程實踐能力方面具有較好的效果，能夠達(dá)到CDIO工程教育目標(biāo)。（3）本文研究在CDIO工程教育模式具體實踐方面具有較大的創(chuàng)新性。當(dāng)前，機械設(shè)計類課程或者還未應(yīng)用CDIO工程教育模式，或者借助軟件在計算機中仿真演示運動方案，這些都不能體現(xiàn)出“做中學(xué)”的教育培養(yǎng)理念。而本研究提出的CDIO新模式能夠利用實驗室資源，通過讓學(xué)生拼裝搭建形成產(chǎn)品實物，來體現(xiàn)和驗證創(chuàng)新設(shè)計方案，從而能夠鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計能力和動手實踐能力。因此，該新模式較常規(guī)教學(xué)思路和模式具有較大的創(chuàng)新性。

參考文獻(xiàn)：

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第8篇：機械創(chuàng)新設(shè)計方案范文

關(guān)鍵詞：TRIZ 閉門裝置 創(chuàng)新設(shè)計 工程綜合訓(xùn)練

中圖分類號：THl22 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）04（c）-0002-01

1 研究背景

現(xiàn)今日常生活中最常用的閉門裝置都采用液壓式，其液壓結(jié)構(gòu)中的密封圈與周圍殼體產(chǎn)生的摩擦損耗又會導(dǎo)致密封不嚴(yán)，致使無法控制關(guān)門速度，在長期失效的情況下使用，液壓式閉門裝置極易造成門框和門體的損壞。鑒于此，有必要設(shè)計一款新型閉門裝置，能夠滿足如下設(shè)計初衷：（1）達(dá)到自動關(guān)門目的；（2）具有減速功能，能夠完成減緩關(guān)門速度的效果；（3）在自動關(guān)門階段，所產(chǎn)生的加速度不會對門體造成磨損；（4）不額外附加任何能源。同時該裝置在加工制作時應(yīng)滿足如下要求：（1）該閉門裝置的制造工藝不能太過復(fù)雜，成本盡量少于或不應(yīng)超出現(xiàn)有閉門裝置太多；（2）該閉門裝置所使用的材料應(yīng)簡便易得，不應(yīng)有過于苛刻的材料要求；（3）該閉門裝置設(shè)計時應(yīng)盡可能地減小總體積，以節(jié)約占地空間。

2 TRIZ原理過程分析

TRIZ的中文含義是指“發(fā)明問題解決理論”，TRIZ提供的是一種思維模式，它是幫助人們在處理問題時快速找到解決方法的一種系統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計思考模式。為解決液壓式閉門裝置功能與結(jié)構(gòu)上矛盾的問題，采用TRIZ理論中的逆向思維原理，進(jìn)行逆向分析后發(fā)現(xiàn)，既然摩擦不可避免，為何不利用摩擦來達(dá)到減速的目的呢？進(jìn)而我們重點設(shè)計了機械式減速模塊，用其與殼體的摩擦來達(dá)到減速關(guān)門目的。

2.1 TRIZ自服務(wù)原理&多用性原理

為避免閉合過程中出現(xiàn)劇烈的碰撞而造成門體破壞，閉門裝置還應(yīng)當(dāng)具有控速功能。在進(jìn)行創(chuàng)新方案設(shè)計時，將這樣的功能也整合到閉門裝置中，以增加閉門裝置的實用性。設(shè)計開發(fā)的這款關(guān)門裝置將開門時的能量收集在能量收集模塊中，待關(guān)門時能將存儲能量轉(zhuǎn)換得到的加速度轉(zhuǎn)變?yōu)閯蛩?，從而完成自動平穩(wěn)關(guān)門動作。它能夠幫助用戶快速自動關(guān)門，在門自動回彈的過程中達(dá)到勻速效果，減小對門體及門邊框之間的沖擊力，同時也避免因為忘記關(guān)門而造成的安全隱患或能源浪費，應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛。

2.2 TRIZ發(fā)明創(chuàng)新理論最終理想解

為確立安全節(jié)能閉門裝置的最佳設(shè)計方案，對TRIZ閉門裝置的理想解進(jìn)行了整理，得出了最終理想解分析表，見表1。每一個關(guān)門過程都必然先有一個開門過程，為利用開門這部分的能量來實現(xiàn)關(guān)門目的，將其開門時的能量儲存起來，在沒有額外能量消耗的情況下，利用其自身存儲能量實現(xiàn)自動閉門的目的，做到低碳節(jié)能。

3 TRIZ解決方案

閉門裝置的減速模塊是保證實現(xiàn)自動關(guān)門的核心構(gòu)件，對其進(jìn)行改良和優(yōu)化有助于提升閉門裝置的整體性能。在前期的TRIZ分析基礎(chǔ)上，提出了三種閉門裝置設(shè)計解決方案。

3.1 方案一

將門板與門框之間用彈簧連接，開門時彈簧被拉伸產(chǎn)生的彈性勢能存儲，松手后彈簧收縮門閉合。利用離心原理在減速模塊中的使用重錘，利用其甩出與外壁產(chǎn)生的摩擦力達(dá)到減速的目的，以達(dá)到控制關(guān)門速度的預(yù)期設(shè)計目標(biāo)。即使用傳動機構(gòu)帶動摩擦盤高速旋轉(zhuǎn)，使重錘依靠重力甩出與外壁摩擦產(chǎn)生制動力從而控制速度。

3.2 方案二

為了獲得勻速關(guān)門效果，在方案一的設(shè)計基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)。將開門過程中剩余能量儲蓄在閉門裝置中的彈簧內(nèi)，手離開門后彈簧開始釋放能量，彈簧伸長帶動齒條移動，移動的齒條撥動主齒輪讓主齒輪轉(zhuǎn)動，經(jīng)過高傳動比的齒輪組帶動摩擦盤高速旋轉(zhuǎn)，最后高速轉(zhuǎn)動的摩擦盤將內(nèi)部的重錘甩出，并與外壁相互摩擦產(chǎn)生制動力從而控制門閉合的速度。

3.3 方案三

方案二中提到的摩擦盤和其轉(zhuǎn)軸是完全固定的，因而不論開門還是關(guān)門都會帶動摩擦盤轉(zhuǎn)動，這樣會導(dǎo)致開門比較費力，浪費能量，為解決這一弊端添加棘輪機構(gòu)，將摩擦盤和棘輪機構(gòu)外圈固定在一起，轉(zhuǎn)軸與棘輪內(nèi)圈相對固定，因棘輪具有單向轉(zhuǎn)動特性，所以開門時棘輪外圈不轉(zhuǎn)動，只有關(guān)門時棘輪機構(gòu)才鎖死帶動摩擦盤高速轉(zhuǎn)動，借助產(chǎn)生的摩擦制動力達(dá)到減速效果。

運用TRIZ創(chuàng)新理論，研究分析得到三種閉門裝置設(shè)計方案，最終確定方案三為閉門裝置的最佳創(chuàng)新設(shè)計方案。

4 TRIZ創(chuàng)新設(shè)計總結(jié)

4.1 方案技術(shù)評價

該方案采用成熟穩(wěn)定的齒輪機構(gòu)，使用富有創(chuàng)意的機械摩擦減速模塊代替易損耗的橡膠密封圈，提升了該閉門裝置的安全技術(shù)指標(biāo)，延長了整個閉門裝置的使用年限，并且所用材料均為現(xiàn)代工業(yè)大量使用的材料，采購便捷，現(xiàn)有加工工藝完全可以滿足技術(shù)要求，本設(shè)計方案不失為現(xiàn)有閉門裝置的一個良好的代替方案。

4.2 市場前景分析

閉門裝置在商業(yè)和公共建筑物中為必須之物，有著巨大的市場需求。在智能城市、智能家居的智能化浪潮中，閉門裝置作為智能系統(tǒng)中的基本組成部分將會進(jìn)入發(fā)展升級階段。本方案設(shè)計研發(fā)的安全節(jié)能閉門裝置低碳環(huán)保，可以預(yù)見，該安全節(jié)能閉門裝置將具有廣闊的市場需求空間和發(fā)展前景。

參考文獻(xiàn)

[1] 成思源，周金平.技術(shù)創(chuàng)新方法TRIZ理論及應(yīng)用[M].北京：清華大學(xué)出版社，2014：12-16.

[2] 米糧川，劉尚，莫菲.解析TRIZ理論在創(chuàng)新設(shè)計中的應(yīng)用[J].齊齊哈爾大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，2013（6）：58-61.

第9篇：機械創(chuàng)新設(shè)計方案范文

人才培養(yǎng)模式受到本國社會、經(jīng)濟(jì)和科技的發(fā)展以及歷史文化背景等多種因素的制約和影響。不同的教育理念和培養(yǎng)模式支配著相應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整,教學(xué)資源的配備以及教學(xué)方法的改革。專業(yè)知識的傳授是教育的主要內(nèi)容之一,而創(chuàng)新意識、思維和能力的開發(fā)、培養(yǎng)則是教育更本質(zhì),更核心的內(nèi)容。創(chuàng)新意識、思維與能力的培養(yǎng)是提高人才培養(yǎng)質(zhì)量工作中不可回避的問題,也是對教學(xué)改革的深層次研究與探索。因此在教學(xué)中,不應(yīng)出現(xiàn)重書本輕實踐、重知識輕能力、重傳授輕創(chuàng)新的情況,而應(yīng)是“基礎(chǔ)、實踐、創(chuàng)新”教育的和諧統(tǒng)一。機械原理課程屬于機械專業(yè)的學(xué)科基礎(chǔ)課,通過對當(dāng)前社會的人才需求進(jìn)行分析,結(jié)合其課程以及授課對象的特點,從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)手段等幾個方面對機械原理教學(xué)的創(chuàng)新模式進(jìn)行探討和詮釋。

一、教學(xué)內(nèi)容的創(chuàng)新

創(chuàng)新教育的目的就是培養(yǎng)和提高受教育者的創(chuàng)新素質(zhì)和創(chuàng)新精神。要實現(xiàn)此目的,首先從改變教學(xué)內(nèi)容入手,重視介紹學(xué)科發(fā)展的新動態(tài)、新方向、新內(nèi)容,注重激勵學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望,調(diào)動學(xué)生的積極性,讓學(xué)生了解更多更新的理論、技術(shù)與方法。例如,在緒論部分的講述中,以往的內(nèi)容主要是針對本課程的研究對象、基本概念、課程的地位和作用以及本課程的學(xué)習(xí)方法等展開的。但是,為了培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識,調(diào)動學(xué)生的創(chuàng)新積極性,除了經(jīng)典部分的闡述外,還有必要結(jié)合現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展,重點闡述機械原理學(xué)科的發(fā)展動向。如在機構(gòu)的結(jié)構(gòu)理論發(fā)展發(fā)面,可以讓學(xué)生了解:為了廣泛應(yīng)用機電一體化技術(shù),當(dāng)今社會也迫切希望開展包括對液壓、電磁、光電等非機械傳動元件的廣義機構(gòu)設(shè)計。在對機構(gòu)的平衡問題進(jìn)行介紹時,引申到機構(gòu)的動力學(xué)研究,進(jìn)而讓學(xué)生了解到大型機械設(shè)備的故障診斷和在線監(jiān)測都是現(xiàn)代研究者關(guān)注的重點。有意識地將一些機械原理學(xué)科前沿的研究引入教學(xué)內(nèi)容中,如微型機械的研究,它不是將傳統(tǒng)的機械直接微型化,而是已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了傳統(tǒng)機械的概念和范疇,是涉及多學(xué)科的綜合技術(shù)的應(yīng)用,也推動了處于機械原理學(xué)科前沿的微型機構(gòu)學(xué)分支的產(chǎn)生。結(jié)合一些相關(guān)視頻資料,學(xué)生在課堂上獲取到這些知識的同時,興趣也被調(diào)動了起來,拓寬了知識面和視野。讓學(xué)生意識到“創(chuàng)新是一個民族進(jìn)步的靈魂,是國家興旺發(fā)達(dá)的不竭動力”,“一個沒有創(chuàng)新能力的民族,難以屹立于世界民族之林”[3]。

此外,在教學(xué)內(nèi)容的創(chuàng)新改革中,還可以嘗試重心的轉(zhuǎn)移,強調(diào)創(chuàng)新設(shè)計能力的培養(yǎng),突出計算機的應(yīng)用。教師在教學(xué)過程中逐漸實現(xiàn)淡化圖解計算分析,強化解析法內(nèi)容的教學(xué),進(jìn)一步加強學(xué)生對機械系統(tǒng)設(shè)計的綜合認(rèn)識。這種重心轉(zhuǎn)移體現(xiàn)在:由圖解法為主向解析法為主轉(zhuǎn)變,使計算理論與計算機技術(shù)統(tǒng)一起來,提高機構(gòu)設(shè)計的效率和正確性;由手動設(shè)計計算向計算機自動計算轉(zhuǎn)變,提高學(xué)生計算機應(yīng)用能力;由過去重機構(gòu)分析計算向重機構(gòu)綜合轉(zhuǎn)變,提高學(xué)生機構(gòu)方案構(gòu)思與設(shè)計創(chuàng)新能力和綜合應(yīng)用知識解決實際問題的能力。在教學(xué)中不斷地營造創(chuàng)新環(huán)境,大大提高了學(xué)生的創(chuàng)新積極性。

二、教學(xué)方法的創(chuàng)新

教學(xué)方法應(yīng)該能夠配和教學(xué)內(nèi)容的改革。創(chuàng)新素質(zhì)就是指由知識結(jié)構(gòu)、智慧品質(zhì)、人格品質(zhì)三種成分有機結(jié)合構(gòu)成的綜合素質(zhì)。創(chuàng)新教育就是要培養(yǎng)具有這種綜合創(chuàng)新素質(zhì)的學(xué)生。在當(dāng)前課堂教學(xué)中,以知識傳授為主導(dǎo)的教學(xué)方法并未根本改變,教與學(xué)的關(guān)系是以教師為主導(dǎo)、為中心的,這種方式在某種程度上制約了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性及其創(chuàng)新潛能的發(fā)揮。在機械原理課程的教學(xué)方法上,應(yīng)加強與學(xué)生的互動,要將以教師為主的“灌輸式”教學(xué)向以啟發(fā)式、問題式、討論式教學(xué)為主的新的教學(xué)方法轉(zhuǎn)變,讓學(xué)生從被動學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃訉W(xué)習(xí),真正成為教學(xué)活動的主體。以學(xué)生為本的創(chuàng)新教育教學(xué)方法可以通過以下幾個方面來實現(xiàn):鼓勵學(xué)生不迷信書本知識、不迷信權(quán)威觀點,敢于提出問題,無論課堂內(nèi)外,對于任何問題都應(yīng)多問幾個為什么。如對“極位夾角”的概念解釋,大部分教材上的定義是“搖桿處于兩極限位置時,相應(yīng)的曲柄位置線所夾的銳角”。在教學(xué)中可以引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思考,對這個廣泛應(yīng)用的定義提出質(zhì)疑———是否所有的“極位夾角”都是銳角,是否有鈍角的情況存在,而不是直接給出學(xué)生更完善的定義。在這個過程中,學(xué)生開始學(xué)會發(fā)現(xiàn)問題,也開始嘗試如何自己解決問題。

鼓勵學(xué)生的求異思維和發(fā)散思維,開闊學(xué)生的思路。當(dāng)然,創(chuàng)新離不開科學(xué)的根基,引導(dǎo)學(xué)生要堅持科學(xué)的思維,在提出自己獨特見解的同時,也應(yīng)該能用科學(xué)的理論對其進(jìn)行解釋和驗證。鼓勵學(xué)生多參加親身實踐,只有親自動手驗證了創(chuàng)新思維的正確性,才能真正達(dá)到創(chuàng)新的目的。機械原理是一門既有高度的抽象性,又有很強實踐性的課程。如機構(gòu)運動簡圖、機構(gòu)運動分析與力分析模型等都是從實際機械中抽象出來的,許多的概念需要通過動態(tài)過程才能得到準(zhǔn)確描述。原來的教學(xué)方法大多通過教師手工繪制或?qū)㈧o態(tài)圖展示給學(xué)生,教學(xué)效果并不理想。因此,現(xiàn)在的教學(xué)方法中采用多媒體手段教學(xué),課件中涵蓋了豐富的三維動畫、趣味的圖片、簡潔的文字等。通過教師講解、動態(tài)演示與板書相結(jié)合的方式,使學(xué)生在學(xué)習(xí)中可直觀地了解機構(gòu)的運動過程及其所具有的特性、產(chǎn)生的各種現(xiàn)象,加快了學(xué)生對諸如“死點”、“急回特性”等概念、原理的理解速度,激發(fā)起學(xué)生的好奇心,強化了直覺思維,加深了學(xué)生對這些概念所表達(dá)物理意義的理解程度。

三、教學(xué)手段的創(chuàng)新

在教學(xué)手段上,著重培養(yǎng)學(xué)生對機械系統(tǒng)的整體認(rèn)識,注重學(xué)生的參與,與機械原理課程設(shè)計、機械原理創(chuàng)新實驗相結(jié)合,加強學(xué)生對所學(xué)基礎(chǔ)理論知識的理解。培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用所學(xué)過的知識,獨立解決工程實際問題的能力,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計能力,使學(xué)生得到一次較完整的設(shè)計方法的基本訓(xùn)練。在機械原理課程設(shè)計中,教師通過介紹創(chuàng)新設(shè)計的方法和展示創(chuàng)造發(fā)明實例,啟迪學(xué)生創(chuàng)新的思維,讓學(xué)生了解設(shè)計過程,掌握設(shè)計方法。在設(shè)計過程中,能在認(rèn)真思考的基礎(chǔ)上提出自己的見解,充分發(fā)揮自己的創(chuàng)造性,不是簡單的抄襲或沒有根據(jù)的臆造。教師僅指明設(shè)計思路,主要啟發(fā)學(xué)生獨立思考。設(shè)計方案確定后,安排學(xué)生向小組成員介紹自己的方案,并與其他成員討論,這樣既提高了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,調(diào)動了學(xué)習(xí)主動性,又破除學(xué)生對創(chuàng)新設(shè)計的神秘感,有助于讓學(xué)生對自己的設(shè)計方案有全面的認(rèn)識,使學(xué)生受益匪淺。

機械原理創(chuàng)新實驗是一個針對機械類或相關(guān)專業(yè)學(xué)生的開放性動手實驗。它是一個很好地培養(yǎng)學(xué)生主動學(xué)習(xí)能力、獨立工作能力、創(chuàng)造能力以及團(tuán)隊協(xié)作能力的平臺。學(xué)生自己擬定、設(shè)計機構(gòu)運動方案,根據(jù)機構(gòu)組成原理對桿組進(jìn)行拆分,再將構(gòu)件正確拼裝實現(xiàn)機構(gòu)的運動,這個過程就要求學(xué)生必須將所學(xué)的理論知識充分地運用到具體的實驗中去。例如,學(xué)生要設(shè)計并實現(xiàn)一個具有急回特性的送料機構(gòu),該機構(gòu)就有多種搭建方案,實驗過程中學(xué)生首先提交自己根據(jù)要求擬定的設(shè)計方案,繪制該平面機構(gòu)的運動簡圖,再計算所有的桿長、角度、位移等數(shù)據(jù),然后在此基礎(chǔ)上將運動簡圖搭建為能夠正確運動的實驗機構(gòu)。設(shè)計過程中學(xué)生將會接觸到機械原理的各大機構(gòu),也會進(jìn)一步深入了解各大機構(gòu)的運動特點,而搭建過程又會涉及到機械設(shè)計及零件的知識。將學(xué)生分為多組,同組學(xué)生共同擬定實驗方案、協(xié)同完成實驗,最后各自撰寫實驗報告。在設(shè)計和拼接過程中學(xué)生會遇到各種在理論學(xué)習(xí)中很少遇到的問題,在發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的過程中學(xué)生各方面的能力也得到了很好的綜合培養(yǎng)。該創(chuàng)新實驗用問題法、探究式教育來培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和科研能力,讓學(xué)生學(xué)習(xí)到了許多課本上學(xué)不到或曾經(jīng)被忽略的知識,參加過創(chuàng)新實驗的學(xué)生都深有體會。