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机械创新设计答案

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机械创新设计答案（总20页）

机械创新设计答案

【篇一：

机械创新设计复习题】

机构的演化或变异是指以某机构为原始机构，在其基础上对组成机构的各个元素进行各种性质的改变或变换，而形成一种功能不同的机构。

把别的国家的科技成果加以引进，消化吸收，改进提高，再进行创新设计，进而发展自己的新技术，称这一过程为反求工程。

2.什么是机械机械的特点有哪些方面

机械是用来传递运动或动力的能完成有用机械功的装置，用来变换或传递能量、物料与信息。

其特点如下：

1）机械首先必须是执行机械运动的装置。

2）机械必须进行物料或信息的变换与传递，并完成有用的机械功。

3）机械中必须要完成能量的转换。

3.为设计一个性能质量好，经济效益高的机械产品，在拟定机械的功能目标时必须注意哪五个方面的问题？

答：

1.拟定功能目标要进行可行性分析

2.拟定功能目标要分清主次，要利于功能的实现3.拟定功能目标要利于扩大设计思路4.拟定功能目标要具有一定的超前意识5.拟定功能目标要注意产品的生命周期循环问题

4.列举七种以上能够实现从连续转动到连续转动运动变换机构。

答：

1．齿轮传动机构

2．摩擦轮传动机构3．瞬心线机构4．连杆机构5．带传动机构6．链传动机构7．绳索传动机构8．液力传动9．钢丝软轴传动机构10．万向联轴器

5.什么是定向思维、逆向思维、形象思维和抽象思维？

定向思维：

基本上属于逻辑性思维一类。

其思维过程总是通过寻找合乎逻辑的、成熟的或常规的方法或途径，循序渐进地推断和认识事物。

逆向思维：

是一种反逻辑和反常规的思维方式，其思维常摆脱正常的思考途径，以背逆正常思索途径来寻找解决问题的方法。

形象思维：

这种思维形式表现为对事物表面特征的记印，对感知过的形象进行加工、改造，通过联想、想象，从而创造出新形象的过程、想象是形象思维的一种基本方法。

抽象思维：

它是凭借概念、判断、推理来概括事物的本质，揭示各事物之间的联系与差距，从而推断出事物具有的新概念的思维模式

6.设计增力机构将铰链四杆机构abcd与摇杆滑块机构efg串联组合成一个机构，实现滑块g的输出力q增大。

并简单计算输出力q的大小（用公式表达即可）。

解：

前置子机构为铰链四杆机构abcd，后置子机构为摇杆滑块机构dce。

一、填空1.创新思维：

正向思维、逆向思维、发散思维、集中思维、横向思维、纵向思维。

2.创新原理：

组合创新原理、变异创新原理、分离创新原理、逆行创新原理、还原创新原理、群体创新原理、完满创新原理、移植创新原理。

3.创新技法：

缺点列丼法、希望点列丼法、属性列丼法、635法、头脑风暴法、检核表法、形态学分析法、物-场分析法。

4.创造学之父是奥斯本，他发明了头脑风暴法和检核表法。

5.阿奇舒勒发明了triz理论即发明问题解决理论。

五大核心内容：

1.创新思维方法与问题分析方法。

2.技术系统进化法则。

3.技术矛盾解决原理。

4.创新问题标准解法。

5.发明问题解决算法ariz。

6.基于物理、化学、几何学等工程学原理而构建的知识库6.triz理论中，冲突解决矩阵原理有39个工程参数和40个发明问题解决原理可供应用；物-场分析法提出了76种标准解。

二、名词解释1.逆向思维：

一种反逻辑反常规的思维斱式?

其思维通常摆脱正常的思维途径，以背逆能正常思索途径来寻找解决问题的解决斱法，思维要点：

不挥手段，

反其道行

之。

发散思维：

辐射思维，扩散思维，分散思维，求异思维，开放思维，已解决问题为中心运用横向纵向逆向分合颠倒质疑对称等思维斱法，找出尽可能多的答案。

横向思维：

同一阶段不同事物之间的比较，具有同时性，横断性，开放性。

2.635法：

“又称默写式智力激励法、默写式头脑风暴法?

是德国人鲁尔已赫根据德意志民族习惯于沉思的性格提出来的以及由于数人争着发言易使点子遗漏的缺点，对奥斯本智力激励法进行改造而创立的，每次会议有6人参加坐成一圈，要求每人5分钟内在各自的卡片上写出3个设想，故名“635”法，然后由左向右传递给相邻的人。

每个人接到卡片后，在第二个5分钟再写3个设想，然后再传递出去。

如此传递6次，半小时即可进行完毕，可产生卫生108个设想。

3.头脑风暴法：

称为互动思维，头脑风暴法又可分为直接头脑风暴法（通常简称为头脑风暴法）和质疑头脑风暴法（也称反头脑风暴法）。

前者是在专家群体决策尽可能激发创造性，产生尽可能多的设想的方法，后者则是对前者提出的设想、方案逐一质疑，分析其现实可行性的方法

三、简答1.大学生如何提高创新能力（创造力）答：

从五个方面：

智商、情商、知识、创新素养、环境。

2.什么是创造学第一、第二定律，并谈谈你的理解。

答：

第一定律：

人人都有创造潜力；第二定律：

人的创造潜力是可以通过培养开发而得到提高?

结合自己的实际谈谈对以上两个定律的理解。

3.如何提高想象力？

首先是知识，大量摄取知识让想象力充分发挥。

不过只靠知识增进想象力是不够的，你必须做到想象力无处不在才行。

人生感悟，智慧，想法，人生经历等等也可成为想象力。

（想象力就是无处不在）想象力是可以锻炼的，所谓万事起头难，只要运用的久，想象力就丰富了。

至於如何锻炼就视人而定。

想象力也可靠情绪激发，只要接触到某些事物或是脑海里想到某些东西，情绪受到感触，想象力自然而然的就出来了。

有时还会源源不断不过想象力是

不会伴随著烦恼或焦虑出现，这是必须知道的事项。

（你之所以会问这问题想必你一定是极其焦虑，赶快去除这没用的情绪。

）

4.triz理论的主要理论体系有：

系统进化理论；发明等级问题；理想化解决斱法；冲突解决矩阵；物-场分析法；ariz（计算机辅助创新）

四、分析题

1.组合创新原理设计一种夹紧装置戒冲压装置，并列出力的放大解决目录。

2.再生运动链对夹紧装置戒者牛头刨床：

先分析有几个杆、几种运动副组成，然后写拓扑矩阵，画运动链图。

3.物-场分析法结合给出实例建立物-场模型例1.建立破碎机的物-场模型，改变力场：

冲击力、挤压、碾压、摩擦例2.设计一款地板毛发清除器，场：

粘结，开发：

静电式的毛发清除器。

一：

名词解释

1.创新：

人类运用已有的知识，技能和经验，研究新事物，解决新问题，产生新的思想及物质成果，用以满足人类物质及精神生活需求的社会实践活动。

2.设计：

一种创造性的实践活动，创新性是对设计的基本要求，是设计的基本属性，人类社会中的一切物质文明成果都是设计的产物。

3.功能原理设计的基本方法：

首先通过发散思维的方法，尽可能广泛，全面的探索各种可能的功能原理方案，然后通过收敛思维的方法，对这些方案进行分析，比较，评价，从中选择最适宜的功能原理方案。

a）分功能：

复杂装置的总功能需要通过装置中各部分的组合与协调来实现，装置各部分所完成的功能。

4.缩放作用：

指改变能量，物质及信息的大小。

5.存储：

对能量，物质及信息在一定时间范围内保存。

6.如果设计矩阵为对角形矩阵，每一项功能可以被一个参数满足。

7.耦合设计：

设计矩阵不能保证满足功能要求的独立性。

8.反馈：

从主机构运动过程中提取出信息，实时的输入到主机构中去。

9.运动独立性：

各机构的运动是互相独立的。

10.运动相关式：

各组合机构的运动相互见有一定影响。

11.连杆类配：

将机构转化为一般化运动链后，可以得到一个或几个运动链，每一个运动链中包含不同数量的运动副和杆。

二：

填空

1.创新两个显著特征：

新颖性，实用性。

2.工艺系统三要素：

作用场，工作头形状，工作头运动方式。

3.基本逻辑功能元包括：

与，或，非。

4.机构并联组合方法：

①型并联，②型并联，③型并联

5.结构组合创新设计方法：

同类组合，异类组合，功能附加组合，材料组合。

6.社会需求具有：

多样性，动态性。

7.相对论，量子力学和原子理论构成了20世纪科学技术发展的三大理论。

8.实现技术进步通常有两种途径：

一种是技术引进，另一种是自主开发。

9.功能元素应具备：

基本，完备，可解。

10.创造力开发的具体内容可以分为三个方面：

创造力的发现，创造力的培养，创造力的整合。

四：

简答题

1.发现问题解决理论的重点内容：

在于如何确定出现在技术系统中的冲突种类，如何表达冲突以及如何确定解决冲突的方法。

2.功能元素的三大特征

1.基本：

即他们不能被继续分解。

2.完备：

即用它们可以组合成任意复杂的机械功能。

3.

可解：

即对每一项功能元素至少存在一种解法。

3.机构串联组合通常为了实现两个目的1.改善原有机构的运动特征。

2.使组合机构具有基本机构的特征。

4.工艺功能求解的方法

1.为新的工艺系统选择作用场和工作头。

2.改善已有工艺系统中的作用场和工作头。

3.为已有的工艺系统添加新的作用场和工作头。

4.为已有的工艺系统选用新的作用场和工作头。

5.结构创新设计引入要素（p113~p118）1.弹性结构2.快速连接结构3.组合结构4.智能结构

【篇二：

机械创新设计】

论文

题目：

作者：

学号：

所在学院：

专业年级：

指导教师：

职称：

评阅成绩：

创新思维在机械设计中的应用张琰0209机电工程学院机制升1002讲师2011年6月4日

创新思维在机械设计中的应用

摘要：

文章针对传统机械设计的局限性，运用创新思维提出了现代机械设计思想和方法。

关键词：

创新思维机械设计设计方法发展趋势

创新是一个民族进步的灵魂，是一个国家兴旺发达的不竭动力。

创造力的核心是创新思维。

创新思维是一种最高层次的思维活动，它是建立在各类常规思维基础上的。

人脑在外界信息激励下，将各种信息重新综合集成，产生新的结果的思维活动过程就是创新思维。

机械机械零部件设计的过程是创新的过程。

设计者应打破常规思维的惯例，追求新的功能原理、新方案、新结构、新造型、新材料、新工艺等，在求异和突破中体现创新的动力。

一、创新是机械设计的指导思想

机械零部件设计的本质是创造和革新。

现代机械机械零部件设计强调创新设计，要求在设计中更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，设计出更具有生命力的产品。

（一）运用创造思维

设计者的创造力是多种能力、个性和心理特征的综合表现，它包括观察能力、记忆能力、想象能力、思维能力、表达能力、自控能力、文化修养、理想信念、意志性格、兴趣爱好等因素。

其中想象能力和思维能力是创造力的核心，它是将观察、记忆所得信息有控制地进行加工变换，创造表达出新成果的整个创造活动的中心。

创造力的开发可以从培养创新意识、提高创新能力和素质、加强创新实践等方面着手。

设计者不是把设计工作当成例行公事，而是时刻保持强烈的创新愿望和冲动，掌握必要创新方法，加强学习和锻炼，自觉开发创造力，成为一个符合现代设计需要的创新人才。

（二）运用发散思维

发散思维又称辐射思维或求异思维等。

它是以欲解决的问题为中心，思维者打破常规，从不同方向，多角度、多层次地考虑问题，求出多种答案的思维方式。

例如，若提出“将两零部件联结在一起”的问题，常规的办法有螺纹联结、焊接、胶接、铆接等，但运用发散思维思考，可以得到利用电磁力、摩擦力、压差或真空、绑缚、冷冻等方法。

发散思维是创造性思维的主要形式之一，在技术创新和方案设计中具有重要的意义。

（三）运用创新思维

创造力的核心是创新思维。

创新思维是一种最高层次的思维活动，它是建立在各类常规思维基础上的。

人脑在外界信息激励下，将各种信息重新综合集成，产生新的结果的思维活动过程就是创新思维。

机械机械零部件设计的过程是创新的过程。

设计者应打破常规思维的惯例，追求新的功能原理、新方案、新结构、新造型、新材料、新工艺等，在求异和突破中体现创新。

二、机械行业创新的方法

（一）研究市场开拓创新

在计划经济年代，企业只是单纯的生产部门。

所生产的产品由国家包销，企业没有或很少有市场意识，创新动力不足，造成产品几十年不变。

在市场经济下，竞争日趋激烈，企业只有推出被市场接受的产品，才能生存下去。

因此，企业必须下大力气研究分析市场、开拓市场，从市场和客户处取得新产品开发和老产品改造的需求信息，通过技术创新不适应市场竞争和客户需求的产品。

要求做好产品规划，开展产品创新开发和技术创新研究，以增加企业的实力、发展后劲和竞争能力。

（二）资源创新

资金、信息及高水平人才是产品创新开发的基本保证。

必要的资金是开展科研开发及其成果产业化的保障。

必须采取多种方法和措施，不断增加科技投入，集中用于企业技术开发及其成果产业化等的资金需求。

市场、技术、经济及法规等信息是产品创新设计的来源和基础，在科学技术日新月异，新技术、新工艺、新产品层出不穷的今天，现代信息技术成为加速产品创新开发的助推器。

（三）开发手段创新

传统的产品设计方法大多是模仿或经验设计，设计手段落后。

初级cad的应用主要在计算机绘图、改图、编制明细表等方面，而三维cad设计、有限元分析、优化设计、可靠性设计、信息与电子技术等现代设计理论方法在工程机械产品设计开发中的应用仍然很少。

造成品种单一、结构陈旧，由此带来产品市场竞争力不强，企业经济效益低下。

提高和增强企业的产品开发手段，是增强技术创新能力的有效方法。

信息及其它高新技术的成熟应用，为企业产品开发手段创新开辟了有效的途径。

随时着以cad技术为代表的信息技术在产品开发中的深入应用，将开创崭新的产品开发模式－数字化产品设

计，由此带来设计观念、设计方法、组织形式的全面创新，将迎来工程机械产品设计的现代化。

三、创新在机械设计的运用

机械创新设计是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，设计出新颖、有创造性及实用性的机构和机械产品。

机械创新设计要解决的核心问题是：

探讨机械产品创造发明的机理、模式、过程及方法，尽力将其算法化、程式化、定量化、符号化，提高设计的可靠性、设计效率和质量。

机械创新设计遵循机械设计系统化方法，但它更加强调创造性。

创新设计是增强机械产品市场竞争力的根本途径。

虽然设计阶段的投入只占产品总成本的约5％，但设计过程所做的决策几乎决定了产品全部成本的约70％。

产品的性能、结构、质量、成本、维护性等都是在产品设计阶段确定，创新设计既是面向产品全生命周期的设计，又是面向市场、面向用户的设计，只有创新设计才能产生真正具有市场竞争力的创新产品。

机械创新设计是一项复杂、耗时的脑力工作，也是一项紧张而又繁重的体力劳动。

为了提高设计效率，寻求科学的设计方法和有效的设计工具成为人们努力的目标，而设计自动化则是人类最终的理想设计方法。

设计的科学性，一方面使得人们能够从系统的角度更好地认识设计，减少不良设计的出现，另一方面也使得人们寻求设计工具的愿望成为可能。

因此，满足机械创新设计需求的cad技术既是实际设计工作的需要，也是cad技术未来的发展方向。

四、现代机械设计的发展趋势展望

由于国际化市场的激烈竞争和用户对产品的功能、质量、价格、供货期、售后服务等要求越来越高，以及高新技术的飞速发展，以信息科学与微电子技术为代表的现代科学技术对制造业的渗透、改造和更新，使传统的制造技术演变成为一门涵盖从产品设计、制造、管理、销售到回收再生的全过程，跨多个学科且高度复杂化、集成化的先进制造技术。

柔性自动化，智能化，并行工程，虚拟制造，精密、微细加工等，是当今先进制造技术的发展趋势。

现代设计技术是现代制造技术的主体技术之一，也是先进制造技术的核心与灵魂，必将伴随着先进制造技术的发展，计算机和信息技术的进步，制造业生产模式的变革，竞争与合作的全球化，人们对生态环境、资源的关切和对产品品质多样

化等方面的要求，而发生着深刻的变化。

展望现代设计技术的发展趋势，大致有以下几方面：

（一）设计过程的数字化

不仅要完善工程对象中确定性变量的数学描述和数学建模，而且更要研究非确定性变量，包括随机变量、随机过程、模糊变量（人的智能、经验、创造力、语言及政治、经济、人文等社会科学因素）等的数学描述和数学建模。

（二）设计过程的自动化和智能化研究。

健全、研究、发展各种类型的数据库、方法库和知识库，及自动编程、自学习、自适应等高级商品化软件的研制，如研究设计知识、数据、信息的获取与处理技术、智能cada]e神经网络专家系统的模型和应用软件等。

（三）虚拟设计和仿真虚拟试验及快速成形技术的深入研究

虚拟设计和仿真虚拟试验及快速成形技术的深入研究是一种以计算机仿真为基础，集计算机图形学、智能技术、并行工程、人机工程、材料、成形工艺、光电传感技术和多媒体技术为一体的综合学科研究。

（四）大力普及、推广与发展cad技术的应用研究

营管理的设计方法、人员组织及规划的研究。

（六）微型机电系统的设计理论及设计方法和技术的研究

如智能计算、纳米技术、微型机器人系统及微型机械系统的设计计算。

（七）面向生态环境的绿色设计理论与方法的研究

如绿色产品的设计、清洁化生产过程的设计、产品的可回收性设计等。

（八）注重基础性设计理论及共性设计技术的深层次研究。

五、结束语

总之，机械创新设计就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成果进行创新构思，设计出具有新颖性、创造性及实用性的机构或机械产品（装置）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机械产品的技术性能、

【篇三：

机械创新设计重点】

1.创新只有起点而无终点。

2.思维定势表现在三个方面：

书本定势，经验定势，权威定势。

3.机械创新设计的类型主要有三种：

开发设计，变异设计，反求设计。

4.机械设计一般过程：

产品规划，方案设计，详细设计，改进设计。

第二章

1.逻辑性思维特点：

有序性，递归性。

2.非逻辑性思维特点是思维的随意性和跳跃性，不受任何秩序的约束，表现出极大的灵活性，非逻辑性思维包括：

形象思维，发散思维，逆向思维，侧向思维，联想思维，灵感思维。

3.定向思维属于逻辑性思维。

4.侧向思维没有逆向思维那样极端，用完全背离原思路的方向和路径来寻找问题的答案，而是将问题转换为另一个等价的问题，通过对等价问题的求解而使原问题得解。

5.如何利用直觉思维来激发创造性的灵感？

1）灵感产生需要一定的知识积累。

2）灵感需要创造者全身心投入。

3）灵感需要外界信息的突然激发。

4）搁置。

5）养成记录闪念的习惯。

6）灵感需要乐观的情绪。

6.创造原理：

组合原理，还原原理，逆反原理，变性原理，移植原理，迂回原理，群体原理，完满原理。

7

（1）组合方式分为：

同类组合，异类组合，附加组合，重组组合，综合组合。

（2）创造原点可以作为创造起点，但创造起点却不能作为创造原点。

（3）逆反原理强调利用事物相反属性。

（4）变性原理：

对事物非对称的属性如形状，尺寸，结构，材料等进行变化。

（5）移植原理：

把已知对象中的概念，原理，结构，方法等内容运用或迁移到另一个待研究的对象中。

（6）迂回原理：

基本思维是逆向思维。

（7）群体原理：

团队协作。

（8）完满原理：

充分利用事物的一切属性是完满创造原理追求的目标，也是创造的起点。

要点：

找不足之处。

第三章

1.原理方案设计的一个重要特点是：

方案的解具有多解性，即实现同一功能目标可以采用各种不同的工作原理，而形态分析法的解具有全解系特点。

2.原理方案设计的基本内容可以简单的概括为：

针对机械产品的某一功能目标，综合运用各种物理效应，科学原理和技术原理，寻找能实现产品功能的工作原理及其相应的工艺动作。

3.机械创新设计常用的方法：

智暴法，类比法，形态分析法，输入输出法，设问探求法，

功能分析法。

（1）智暴法的要求是：

组织者对与会者提出四条原则规定：

不许对他人意见进行反驳，不作评价，不下结论;

欢迎自由奔放的思考，鼓励海阔天空的议论；

提出的设想越多越好；

允许综合改进他人的设想。

智暴法大题见试卷六—4

（2）类比法运用移植创造原理，类比类型主要有：

直接类比，象征类比，拟人类比。

（3）形态分析法运用组合创造原理，具体过程如下：

因素分析，形态分析，

方案分析（n=n的m次方，形态学矩阵中方案数=n1*n2*n3*n4…….）

形态分析法大题见试卷六—3

（4）输入输出法又称黑箱法，特点：

1.属于定向思维

2.是构思与评价同时进行的设计方法。

3.思考路径和方向具有双向性。

黑箱的约束条件：

1.可靠实现某某功能，2.易于制造，3.成本不能过高。

黑箱法详见课本p36-37

（5）设问探求法包括9个方面设问的检验表法和5w2h的设问法。

（6）功能分析法：

功能分类:

基本功能和辅助功能

使用功能和表观功能

必要功能和不必要功能

目的功能和手段功能

注：

不必要功能表现在以下几个方面：

1.不适当的加大产品安全系数

2.采用超过产品实际要求的公差或表面粗糙度

3.使用超过产品功能要求的贵重材料和元器件

4.追求产品过长的使用寿命

5.具有与产品使用功能不相适应的表观功能

6.不易损坏的产品而备有很多备用件等。

（7）功能原理方案确立：

由于每个功能元的解有多个，因此组成机械的功能原理方案也有多个，功能原理方案的组合可采用形态学矩阵进行综合。

在确定产品的功能时应做到：

确保基本功能，兼顾辅助功能，综合考虑使用功能和外观功能，去除多余功能，调整过剩功能，分清主次，合理安排，只有这样才能保证产品质优价廉。

4.机械系统按其运动是否具有可控制性可以分为两大类：

刚性机械系统和柔性机械系统。

5.机电一体化产品的方案创新设计方法主要有三种：

机电互补法，结合法，组合法。

6.机电一体化技术的发展对机械设计的创新：

增加了机械产品的功能

结构更简单

加工精度更高

使工艺过程柔性化

操作维修更方便

7.产品或技术方案的评价目标一般包含三方面的内容：

技术评价，经济评价，社会评价。

8.评价目标加权系数的计算。

;p课本66例3-4

9.评价方法：

评分法和模糊评价法。

第四章

1.机构的形式设计要解决的关键问题是：

构造什么样的机构去实现原理方案所提出来的运动要求。

2.机构设计的一般性原则：

（1）机构应尽可能地简单

（2）机构尺寸应尽可能地小

（3）注意运动副的类型选择

（4）选择合适的原动件，尽可能减少运动转换机构的数量

（5）应使机构具有良好的传力条件和动力特性。

3.机构创新的方向：

（1）构造全新的新机构

（2）对已知机构进行变性创造。

4.机构创新：

组合原理，变性原理，移植原理（不考），还原原理。

注：

基本机构与基本机构最常用的组合方式有四种：

串联式，并联式，复合式和叠加式。

（考大题）

第五章

1.机械结构设计具有实践性，细节性，多样性特点。

2.结构设计中按照等强度原则设计时应注意两点：

要方便制造和要注意次要载荷的影响。

第六章

1.反求设计分为两个阶段：

反求分析阶段，再设计阶段。