機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)(較完整版)

1、第一講1、機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)與現(xiàn)代設(shè)計(jì)、常規(guī)設(shè)計(jì)有什么差異和關(guān)聯(lián)？創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法:充分發(fā)揮設(shè)計(jì)者的創(chuàng)造力,利用人類現(xiàn)有相關(guān)科學(xué)技術(shù)知識(shí),實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新構(gòu)思,獲得新穎性、創(chuàng)造性、實(shí)用性成果.特點(diǎn)：強(qiáng)調(diào)發(fā)揮創(chuàng)造性，提出新方案，提供新穎。獨(dú)特的設(shè)計(jì)方法，獲得具有創(chuàng)新性、新穎性、實(shí)用性的成果。現(xiàn)代設(shè)計(jì):以計(jì)算機(jī)為工具，運(yùn)用各類工程應(yīng)用軟件及現(xiàn)代設(shè)計(jì)理念進(jìn)行的機(jī)械設(shè)計(jì)。常規(guī)設(shè)計(jì)：常規(guī)設(shè)計(jì)是以應(yīng)用公式、圖標(biāo)為先導(dǎo)，已成熟的技術(shù)為基礎(chǔ)，借助設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)等常規(guī)方法進(jìn)行設(shè)計(jì)關(guān)聯(lián)：機(jī)械常規(guī)設(shè)計(jì)始終是最基本的機(jī)械設(shè)計(jì)方法，在強(qiáng)調(diào)現(xiàn)代設(shè)計(jì)、創(chuàng)新設(shè)計(jì)時(shí)不可忽視其重要性。創(chuàng)新設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)常規(guī)、現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法的綜合、靈活運(yùn)用。現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法僅僅借

2、助了先進(jìn)、高效的計(jì)算機(jī)應(yīng)用手段，提高了設(shè)計(jì)過(guò)程的效率，但沒(méi)有脫離常規(guī)設(shè)計(jì)的思維。2.現(xiàn)代創(chuàng)新人才應(yīng)具備那些基本素質(zhì)？(1) 具備必須的基礎(chǔ)知識(shí)和專業(yè)知識(shí)(2) 不斷進(jìn)取與追求的精神(3) 合理的創(chuàng)新思維方式（突破傳統(tǒng)定式）(4) 善于捕捉瞬間的靈感（創(chuàng)新的必備條件）(5) 掌握一定的創(chuàng)新技法3.學(xué)習(xí)機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)的內(nèi)容有那些？1.機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)2.機(jī)構(gòu)應(yīng)用創(chuàng)新設(shè)計(jì)3.機(jī)構(gòu)組合設(shè)計(jì)產(chǎn)生新機(jī)構(gòu)系統(tǒng)4.機(jī)械結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)5.利用反求原理進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)6.利用仿生原理進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)第二講1簡(jiǎn)述創(chuàng)造性思維四大特性 (方法的開(kāi)放性；過(guò)程的自覺(jué)性；解決問(wèn)題的頓悟性；結(jié)果的獨(dú)特性)。影響創(chuàng)造 性思維形成與發(fā)展的主要

3、因素包括哪些？ (1)天賦能力：與生俱來(lái)的所有神經(jīng)元 (2)生活實(shí)踐：后天實(shí)踐活動(dòng)具有的重大意義 (3)科學(xué)地學(xué)習(xí)與訓(xùn)練科學(xué)、簡(jiǎn)單易行的專業(yè)學(xué)習(xí)與訓(xùn)練2了解和闡述創(chuàng)造性思維、創(chuàng)造活動(dòng)、 創(chuàng)造能力三者的關(guān)系。 3.理解綜合、分離創(chuàng)造原理的特性和基本 實(shí)施途徑。概念： 有目的的將復(fù)雜對(duì)象分解，提取核心技術(shù)，并利用于其他新事物。特征：1）與綜合創(chuàng)造原理對(duì)立，但不矛盾； 2） 沖破事物原有形態(tài)的限制，在分離中產(chǎn)生新的技術(shù)價(jià)值；3） 實(shí)質(zhì)上綜合法與分離法兩者無(wú)明顯界限，實(shí)踐中常常相互貫穿，共同促成新事物。實(shí)施途徑：1）基于結(jié)構(gòu)的分解；2）基于特性、原理的列舉分離第三講1學(xué)習(xí)創(chuàng)造原理的基礎(chǔ)知識(shí)有什么實(shí)際意

4、義？2物場(chǎng)三要素是指什么？（兩個(gè)物與一個(gè)場(chǎng)）比較完全物場(chǎng)（三個(gè)要素齊全的場(chǎng)）、不完 全物場(chǎng)（三要素中有兩個(gè)要素存在的場(chǎng)）、非物場(chǎng)（三要素中僅有一個(gè)要素的場(chǎng)）的異同。3列舉三種所熟悉的創(chuàng)造理論，簡(jiǎn)述其實(shí)施的基本途徑。 （1）物場(chǎng)要素變換：電磁場(chǎng)取代機(jī)械場(chǎng)（2）物場(chǎng)要素補(bǔ)建：超聲波加工（特種加工工藝）第四講1、實(shí)施群體集智法應(yīng)遵循哪些原則？提出自 己運(yùn)用此法的技巧。（要求從不同角度提兩點(diǎn)）1.自由思考原則：解放思想、消除顧慮2.延遲評(píng)判原則：過(guò)早的結(jié)論會(huì)壓制不同的想法，可能扼殺有創(chuàng)造性的萌芽3.以量求質(zhì)原則：相關(guān)統(tǒng)計(jì)表明，一批設(shè)想的價(jià)值含量與總數(shù)量成非線性正比。4.綜合改善原則：充分利用信息的增值

5、。為什么設(shè)問(wèn)探求法特別強(qiáng)調(diào)“善于提問(wèn)”？ 簡(jiǎn)述所學(xué)的九種基本提問(wèn)。 學(xué)習(xí)者的基本技能 創(chuàng)造者分析、解決問(wèn)題的基礎(chǔ) 有無(wú)其他用途; 能否借用（直接）; 能否改變使用（間接）;能否擴(kuò)大（改良）; 能否縮?。ǜ牧迹? 能否代用; 能否重新調(diào)整; 能否顛倒;能否組合如何理解希望列舉中的需求與創(chuàng)造的關(guān)系？ （1)需求引導(dǎo)創(chuàng)造 (2)創(chuàng)造滿足需求第五講1什么是黑箱思維方法？試運(yùn)用黑箱法對(duì)身 邊一常見(jiàn)物品（事件）作功能、特性分析。 （如：手機(jī)、電池、電腦、照相機(jī)、萬(wàn)用表、 卡尺、千分尺、投影儀等）概念：分析未知系統(tǒng)與周邊環(huán)境的輸入、輸出及其他關(guān)系，了解其原理、結(jié)構(gòu)、功能、特性。2.系統(tǒng)評(píng)估的主要內(nèi)容包括哪幾

6、方面？技術(shù)方面；經(jīng)濟(jì)方面；社會(huì)方面3.加權(quán)評(píng)價(jià)法有哪些主要步驟？計(jì)算定量分 值與模糊分值方法上有何不同？ 步驟：1列舉指標(biāo)；2加權(quán)系數(shù)分配；3無(wú)量鋼化；4加權(quán)積分；5結(jié)論1.定量積分 按規(guī)則統(tǒng)一對(duì)可量化指標(biāo)進(jìn)行評(píng)分。2.模糊評(píng)價(jià)運(yùn)用集合和模糊數(shù)學(xué)的處理，對(duì)模糊信息數(shù)值化。第六講1.敘述平面四桿機(jī)構(gòu)演化成曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的過(guò)程。 如圖，將CD的長(zhǎng)度增至無(wú)窮大即可得到曲柄滑塊機(jī)構(gòu)2.以曲柄滑塊機(jī)構(gòu)用于中小型壓力機(jī)設(shè)計(jì)為例，敘述運(yùn)用改變運(yùn)動(dòng)副尺寸獲得創(chuàng)新設(shè)計(jì)的方法。 第七講（缺討論題）一. 機(jī)構(gòu)在機(jī)械設(shè)計(jì)的地位二. 機(jī)構(gòu)的演化和變異 1.機(jī)架變化影響機(jī)構(gòu)功能 2.運(yùn)動(dòng)副尺寸、結(jié)構(gòu)變化 3.構(gòu)建尺寸、形狀

7、變化（桿、輪、盤）三. 機(jī)構(gòu)的等效取代空間與平面、高副與低副、滑動(dòng)與滾動(dòng)第八講1.了解最簡(jiǎn)機(jī)構(gòu)、基本機(jī)構(gòu)、 級(jí)桿組、 級(jí)桿組的定義及應(yīng)用。 最簡(jiǎn)機(jī)構(gòu)：由2個(gè)構(gòu)件和1個(gè)運(yùn)動(dòng)副組成的開(kāi)鏈機(jī)構(gòu)。特點(diǎn)： 最多構(gòu)件數(shù)為2 開(kāi)鏈機(jī)構(gòu)基本機(jī)構(gòu)：含有3個(gè)以上構(gòu)件、不能再進(jìn)行拆分的閉鏈機(jī)構(gòu)。（運(yùn)動(dòng)副不限）特點(diǎn)：閉鏈且不可拆分性級(jí)桿組：兩個(gè)構(gòu)件、三個(gè)運(yùn)動(dòng)副構(gòu)成。級(jí)桿組：級(jí)桿組由4個(gè)構(gòu)件、6個(gè)運(yùn)動(dòng)副組成，其中三個(gè)內(nèi)接副，三個(gè)外界副。 2.繪制示下列桿組原理簡(jiǎn)圖： （1）桿組內(nèi)接移動(dòng)副外接為轉(zhuǎn)動(dòng)和移動(dòng)副； （2）桿組3個(gè)內(nèi)接副為轉(zhuǎn)動(dòng)，外接2個(gè)移動(dòng)、1個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副； （3） 桿組內(nèi)接副2個(gè)為轉(zhuǎn)動(dòng)副、1個(gè)為移動(dòng) 副，外接3個(gè)

8、轉(zhuǎn)動(dòng)副。 （1）內(nèi)接副為移動(dòng)副（外接為轉(zhuǎn)動(dòng)、移動(dòng)） 答案為第三個(gè)補(bǔ)充：內(nèi)接副為轉(zhuǎn)動(dòng)副（外接為轉(zhuǎn)動(dòng)、移動(dòng)）（2）答案為第三個(gè)（3）答案為第一個(gè)3.列舉2種串聯(lián)機(jī)構(gòu)，指明其實(shí)現(xiàn)功能。第九講1.機(jī)構(gòu)并聯(lián)有什么特征？常用并聯(lián)有哪三種基本類型？（1）剛度質(zhì)量比大。因采用并聯(lián)閉環(huán)桿系,桿系理論上只承受拉、壓載荷,是典型的二力桿,并且多桿受力，使得傳動(dòng)機(jī)構(gòu)具有很高的承載強(qiáng)度。（2）動(dòng)態(tài)性能優(yōu)越。運(yùn)動(dòng)部件質(zhì)量輕，慣性低,可有效改善伺服控制器的動(dòng)態(tài)性能,使動(dòng)平臺(tái)獲得很高的進(jìn)給速度與加速度,適于高速數(shù)控作業(yè)。（3）運(yùn)動(dòng)精度高。這是與傳統(tǒng)串聯(lián)機(jī)構(gòu)相比而言的,傳統(tǒng)串聯(lián)機(jī)構(gòu)的加工誤差是各個(gè)關(guān)節(jié)的誤差積累,而并聯(lián)機(jī)構(gòu)各個(gè)

9、關(guān)節(jié)的誤差可以相互抵消、相互彌補(bǔ)，因此，并聯(lián)機(jī)構(gòu)是未來(lái)機(jī)床的發(fā)展方向。（4）多功能靈活性強(qiáng)?？蓸?gòu)成形式多樣的布局和自由度組合,在動(dòng)平臺(tái)上安裝刀具進(jìn)行多坐標(biāo)銑、磨、鉆、特種曲面加工等，也可安裝夾具進(jìn)行復(fù)雜的空間裝配，適應(yīng)性強(qiáng)，是柔性化的理想機(jī)構(gòu)。（5）使用壽命長(zhǎng)。由于受力結(jié)構(gòu)合理，運(yùn)動(dòng)部件磨損小，且沒(méi)有導(dǎo)軌，不存在鐵屑或冷卻液進(jìn)入導(dǎo)軌內(nèi)部而導(dǎo)致其劃傷、磨損或銹蝕現(xiàn)象。 （6）不足：由于結(jié)構(gòu)的原因，它的運(yùn)動(dòng)空間較小I 型并聯(lián)機(jī)構(gòu)系統(tǒng) II 型并聯(lián)機(jī)構(gòu)系統(tǒng) III 型并聯(lián)機(jī)構(gòu)系統(tǒng) 2.以往返活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)為例，描述如何通過(guò)機(jī)構(gòu)并聯(lián)實(shí)現(xiàn)特定的功能。 如六缸發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸連桿機(jī)構(gòu)，它由六個(gè)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)并聯(lián)組合

10、而成，各并聯(lián)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)尺寸完全相同，六個(gè)機(jī)構(gòu)的曲柄設(shè)計(jì)在同一根曲軸上，并且曲軸分為三組，每組兩個(gè)，三組曲軸在圓周上均勻布置。當(dāng)主動(dòng)件活塞上下運(yùn)動(dòng)時(shí)，曲軸即可實(shí)現(xiàn)無(wú)死點(diǎn)位置的定軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，克服曲軸滑塊的死點(diǎn)問(wèn)題，而且提高了舊的動(dòng)平衡性能，可減少發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)3.分析教材P172圖26增力機(jī)構(gòu)。（基礎(chǔ)機(jī)構(gòu)、附加機(jī)構(gòu)、實(shí)現(xiàn)功能） 第十講1.分析機(jī)構(gòu)的復(fù)合組合與疊加組合的差異。 提示：依據(jù)定義對(duì)比 復(fù)合組合：一個(gè)2自由度機(jī)構(gòu)（基礎(chǔ)機(jī)構(gòu)）與兩個(gè)單自由度機(jī)構(gòu)按一定方式組合形成的封閉機(jī)構(gòu)。疊加組合：在一個(gè)機(jī)構(gòu)（基礎(chǔ)）的可動(dòng)構(gòu)件上再安裝一個(gè)或多個(gè)機(jī)構(gòu)（附加）的組合方式。2.為什么附加約束法不同于所述的四類組合？

11、在多自由度機(jī)構(gòu)中，人為地增加約束條件，從而達(dá)到機(jī)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)的目的。第十一講1.敘述、理解機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本要求。 1）功能：運(yùn)動(dòng)、承載、精度、耐磨、抗腐等2）使用要求：操作環(huán)境、使用環(huán)境等。3）結(jié)構(gòu)工藝性：便于制造、裝配、保養(yǎng)、維修4）人機(jī)工程：人性化操作、勞動(dòng)強(qiáng)度、環(huán)保2.零部件結(jié)構(gòu)變換主要包括哪四方面內(nèi)容，試舉例說(shuō)明。 1.形狀變換（平帶、三角帶、同步齒輪帶）；2.位置變換（平口帶、交叉帶、半交叉帶）；3.數(shù)目變換（三角帶的根數(shù)，同步齒形帶的齒數(shù)）；4.尺寸變換（三角帶的斷面型號(hào)、同步齒形帶的模數(shù)）；第十二講1.分析教材p207圖9.22三種支撐設(shè)計(jì)的差異，說(shuō)明其優(yōu)劣。 2.如何通過(guò)改進(jìn)結(jié)

12、構(gòu)提高零件疲勞強(qiáng)度？ 1）減少結(jié)構(gòu)尺寸的突變；2）分散應(yīng)力集中源3.創(chuàng)新設(shè)計(jì)中低副取代高副有何意義？應(yīng)注意什么問(wèn)題？ 第十三講為保證設(shè)備機(jī)架的使用功能主要采用哪些結(jié)構(gòu)措施？ 第十四講論述實(shí)施反求工程的一般程序。2.現(xiàn)代創(chuàng)新人才應(yīng)具備那些基本素質(zhì)？1什么是黑箱思維方法？試運(yùn)用黑箱法對(duì)身 邊一常見(jiàn)物品（事件）作功能、特性分析1.了解最簡(jiǎn)機(jī)構(gòu)、基本機(jī)構(gòu)、 級(jí)桿組、 級(jí)桿組的定義及應(yīng)用。2.繪制示下列桿組原理簡(jiǎn)圖：2.以往返活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)為例，描述如何通過(guò)機(jī)構(gòu)并聯(lián)實(shí)現(xiàn)特定的功能。 1.分析機(jī)構(gòu)的復(fù)合組合與疊加組合的差異         &