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第1篇：機械創(chuàng)新設計范文

[關鍵詞]實踐創(chuàng)新;機械原理;教學方法

[中圖分類號] G642 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2016）11-0111-03

機械原理是一門介紹機械中常用機構和一般工作條件下常用參數(shù)范圍內(nèi)的通用零部件設計的基本知識、基本理論和基本方法的重要的專業(yè)基礎課，是機械類及相關工程類專業(yè)的必修課程。在機械原理這門課程中，學生要掌握“三大機構”和“三大分析”?！叭蠓治觥奔礄C構結構分析、機構的運動學分析和機構的動力學分析的基本知識;“三大機構”即連桿機構、凸輪機構和齒輪機構的設計與綜合。機械原理課程的培養(yǎng)目標是使學生具有創(chuàng)新機構運動方案的設計能力，即針對不同的設計任務，綜合運用多學科的相關知識，提出多種機構運動方案，并進行綜合評價確定最優(yōu)方案。因此，它又是一門多學科、實踐性很強的學科。[1]

一、機械原理教學中存在的問題

當今世界，科技發(fā)展日新月異，技術快速發(fā)展，而我們的教材一直是經(jīng)典教材，課程的內(nèi)容跟不上科學研究的發(fā)展，也跟不上技術的實際應用，甚至存在有些知識點是實際應用中多年棄之不用的技術等問題。結合這幾年授課經(jīng)驗，筆者發(fā)現(xiàn)，機械原理教學中存在如下幾點不足：

第一，缺少實踐教學環(huán)節(jié)，缺少學生創(chuàng)造性思維能力和實際設計能力的培養(yǎng)。

第二，重理論知識系統(tǒng)性而輕工程應用背景的介紹。如連桿機構中轉(zhuǎn)動副（鉸鏈），學生從書本上見到的只是桿是直線和鉸鏈是圓組成的機構運動簡圖，對于現(xiàn)實生活的機械產(chǎn)品難有較好的感性認識。特別是在大四做畢業(yè)設計結構設計的時候，構件與構件之間的實際的鉸鏈的裝配關系容易出錯。

第三，缺少對機械設計新技術、新發(fā)展和新成果介紹，以及機構解析法設計的內(nèi)容。

第四，與其他課程聯(lián)系少，往往是就機構分析而機構分析，可通過設立綜合性強的課題，將機械原理與工程力學、機械設計結合進行綜合性設計，或結合設計比賽進行串接。

第五，在實踐環(huán)節(jié)，每年都做同一個題目“減速器的課程設計”，只是每個學生的數(shù)據(jù)不同而已，沒有體現(xiàn)“以學生為中心”的教育理念，使得該環(huán)節(jié)程序化，制約了學生的創(chuàng)新能力。

以上問題的存在，使得本來是創(chuàng)新性強、思維發(fā)散靈活、創(chuàng)作激情澎湃的機械原理教學，有可能變成理論實際脫節(jié)、教學過程枯燥、學習目標盲目、學習激情減退、教學質(zhì)量下降的灌輸式教學。[1]

二、要善于提出問題，引導學生主動思考

在教學過程中，需要將學生的地位至于教學的核心。讓學生參與到教學活動里，在進行教學之前可以設置多重問題，讓學生在問題的引導下層層深入，自主進行深入學習，提高學習的興趣和效率。

機構自由度計算是機械原理教學中的重點內(nèi)容之一，教師要做到深入淺出地講授構件和運動副產(chǎn)生約束作用，由此自然給出平面機構自由度計算公式。不僅加入了理論知識，還使用一些簡短視頻和動態(tài)圖，讓學生了解各個運動副之間的關系，便于理解和識別復合鉸鏈、虛約束等特殊情況。增加一些趣味性和實際生活中常見并且熟悉的機構進行分析，或者對看起來復雜的機構進行簡化。引領學生在計算自由度的時候建立對機械原理的最初理解以及興趣。鼓勵學生將學到的機構進行應用。建立簡化機構和對機構原動件到從動件進行順序分析的解題思路。提出機構，讓學生自由分析和進行計算，再進行講解。培養(yǎng)學生分析和解決問題的能力。

齒輪機構在各種機器中應用廣泛，在講授這部分知識時，利用在實驗室不同類型齒輪機構的模型和視頻、聯(lián)系實際進行理論知識的講解，可以加強學生知識的理解。首先要建立對一般齒輪類型的認知。了解齒輪傳動在實際應用中的重要性，再提取最普通的直齒圓柱齒輪進行分析?？梢宰寣W生自己探索分度圓，齒根圓，模數(shù)等的意義。通過對齒廓的研究了解漸開線各個參數(shù)的意義，了解為什么漸開線是最常用的齒廓，從而了解漸開線的優(yōu)點。再通過實際嚙合狀態(tài)，提出嚙合相關的問題，包括嚙合規(guī)律、傳動比、重合度等疑問。在研究斜齒輪、蝸輪蝸桿傳動時，讓學生類比齒輪的公式，進行公式的推斷，從而了解其與漸開線直齒圓柱齒輪的異同。通過讓學生研究對不同齒輪加工方法的異同，了解齒輪的加工過程。按照從實際到理論，從設計到制造的順序，提出不同階段的問題，引領學生建立系統(tǒng)的齒輪方面的知識。了解不同階段不同的公式以及公式的來源。[2]

三、注重實踐創(chuàng)新

我校教師帶領學生連續(xù)參加第四、五、六、七屆全國大學生機械創(chuàng)新設計大賽（慧魚組）。2014年我校學子一舉斬獲一等獎，不僅取得了我校在此項賽事中的最好成績，還實現(xiàn)了我校在該賽事一等獎獎項的零的突破，為學校贏得了榮譽。還帶領學生參加了江蘇省第五屆機械創(chuàng)新設計大賽暨第六屆全國大學生機械創(chuàng)新設計大賽獲省二等獎，不僅要求學生設計出作品，并且要做出實物，進行現(xiàn)場模擬。據(jù)悉，全省獨立學院獲得的最高獎項為二等獎，且只有三項，我校即占其中之一。今年我們爭取再接再厲取得好名次。

第七屆（2016年）全國大學生機械創(chuàng)新設計大賽的主題為“服務社會――高效、便利、個性化”;內(nèi)容為“錢幣的分類、清點、整理機械裝置;不同材質(zhì)、形狀和尺寸商品的包裝機械裝置;商品載運及助力機械裝置”。我們選擇關于錢幣的分類、清點、整理機械裝置的設計。

在當今的社會生活中，人們越發(fā)注重綠色出行，因此公交車出行越來越成為人們優(yōu)先選擇的公共交通設備。然而，現(xiàn)如今公交車上錢幣分類主要依靠人工或者簡易的投幣裝置，這樣的方式成本高并且效率低下。這都預示著新型的多功能投幣機械將會被人們廣泛使用，其需求量將會越來越大。作品一設計的是新型公交車投幣箱。利用簡單的滑道及杠桿機構進行紙幣及硬幣的分離，再以簡單的滑道機置對不同面值的硬幣進行分類，如圖1所示。由兩個滑道構成主要結構，上面一個滑道兩點固定，主要是給硬幣和紙幣一個下落的初速度，下面的滑道是一個杠桿結構，硬幣的質(zhì)量完全可以壓下杠桿落入硬幣箱，人們把硬幣從投幣口投入，經(jīng)過一系列物理反應，達到分離的目的。此結構簡單，不需要能源輸入，只需要小小的改動就能更便利。主要創(chuàng)新點：1.沒有科幻元素，處處體現(xiàn)實用化。簡單的機械結構容易制造，并且出現(xiàn)故障容易修理。2.無須通電和供能，因此投幣機十分安全并且節(jié)能、受到的使用限制也會大大縮小。3.設計制造成本低，可批量生產(chǎn)，便于推廣。此設計不僅功能齊全、可靠性高，并且機械裝置簡單，大大降低了公交公司的生產(chǎn)成本，價格的低廉也將會贏得廣泛的客戶群。由于成本低，可以批量生產(chǎn)，具有廣泛的市場性和實用性。

作品二是根據(jù)公交車上的投幣特點（需要人們一個一個投）設計了該產(chǎn)品，如圖2所示。我們根據(jù)硬幣的直徑不同，給它們在軌道上安排了不同的出幣口，使得不同面額的硬幣進入不同的空間內(nèi)。由于目前我國新版人民幣有三種圓形硬幣，其直徑依次為：一元硬幣25mm、5角硬幣22.5mm、1角硬幣20.5mm。所以我們將第一個出口處的擋板與軌道的間距設置為21mm（先將一角錢分出），將第二個出口處的間距設置為23mm（再將五角錢分離），最后的出口的間距設置為26mm。這樣，不同的硬幣就會不同的出口處落出，原理如圖3所示。我們在每一個出幣口搭建了一個容器，使它的開口直徑不超過它所盛裝的硬幣的直徑（裝一元的容器直徑為40mm，五角的為40mm，一角的為30mm）的兩倍;我們又測量出每一種硬幣的厚度（一元為1.85mm，五角為1.65mm，一角為1.67mm），然后根據(jù)計算，在容器外表面標出刻度（不同的高度對應不同的數(shù)量，如：在一元容器外，每隔18.5mm，畫一刻度線，標出數(shù)字十;在五角容器外，每隔16.5mm，畫一刻度線，標出數(shù)字十;在一角容器外，每隔16.7mm，畫一刻度線，標出數(shù)字十）。主要創(chuàng)新點： 1.可進行硬幣的分類。2.可計數(shù)根據(jù)測量硬幣堆積的厚度，從而計算出硬幣的數(shù)量。3.將軌道分段銜接。4.原理簡單，結構簡單。5.系統(tǒng)還具備升級和擴展的潛能。本作品結構簡單，可后續(xù)添加其他功能，較好地滿足了硬幣發(fā)展的需求。

作品制作歷時四個月，經(jīng)過多次改造。從剛開始產(chǎn)品設計的構思到最后整個作品的制作完成都充分發(fā)揮了學生的創(chuàng)新意識，培養(yǎng)了學生綜合設計能力與團隊協(xié)作能力，提高了學生針對實際需求進行機械創(chuàng)新、設計、制作的實踐能力。[3]

四、總結

通過這次研究課題的實踐，不僅讓學生學到了許多了專業(yè)知識，而且培養(yǎng)了其解決問題的能力。其次，團隊管理也是很重要的，一個團隊核心就是通過合作去開展工作，這樣才能發(fā)揮最大的效益。合作就需要良好的管理，對于不同的問題需要設立討論小組，對問題進行研究，集眾人之力去解決問題。最后筆者認為，本次研究關鍵就是不斷反思問題，從反思中取得突破。研究是個連續(xù)的過程，在每個階段發(fā)現(xiàn)問題才能確定接下來工作的方向，這樣不斷進行反思總結，才能取得突破，取得最后的勝利。

[ 參 考 文 獻 ]

[1] 孫亮波.在機械原理教學中引入機械創(chuàng)新設計項目的研究與實踐[J].機械，2010（12）：21-23，33.

[2] 殷勇輝，高志，章蘭珠.提高機械原理課程教學質(zhì)量的思考與實踐[J].中國大學教學，2014（6）：57-59.

第2篇：機械創(chuàng)新設計范文

【關鍵詞】機械行業(yè) 機構構型 探討 創(chuàng)新設計

隨著當今社會中我國經(jīng)濟的不斷提升以及科技的不斷進步，使得各行各業(yè)之間的競爭日益激烈。創(chuàng)新是一個企業(yè)在激烈的社會競爭中不被淘汰，得以快速發(fā)展的前提，企業(yè)只有實現(xiàn)不斷地創(chuàng)新，才能夠提高整體的生產(chǎn)作業(yè)效率，才能夠變得更加節(jié)能、環(huán)保、更加符合未來社會發(fā)展的需要。因此較為傳統(tǒng)的機械行業(yè)要想得到更好的發(fā)展就必須進行創(chuàng)新，而機械機構構型設計上的創(chuàng)新是機械行業(yè)實現(xiàn)創(chuàng)新的基礎，也是機械行業(yè)創(chuàng)新設計的最為關鍵的一個部分。

一、機械機構構型的創(chuàng)新設計理論

機械機構作為機器的一個重要的組成部分，其設計的合格與否直接決定了機器質(zhì)量的合格，因此在進行機械機構構型的創(chuàng)新設計時，一定要準確的掌握機械機構的設計原理。機械機構構型的設計是一個較為抽象的設計過程，在設計過程中并不存在任何的設計依據(jù)，但是這樣的話要實現(xiàn)機械機構構型的創(chuàng)新設計就十分的困難，由此可見掌握機械機構構型的設計理論就顯得十分的重要。下面將從兩個主要的方面論述機械機構構型創(chuàng)新的設計理論。

（一）機械機構的組合原理

在進行機械機構構型的創(chuàng)新設計時，必須運用多樣的機構組合，因為較為單一的機構無法滿足相應的機械機構創(chuàng)新設計。例如：齒輪機構雖然有很好的運動性能和動力特性，但是由于其運動的方式較為簡單，無法滿足較為復雜的機械機構運動；棘輪機構雖然可以進行間歇性的運動，但是其運動特性較差，無法滿足復雜特性的機械運作；連桿機構雖然使用較為方便，運動也較為簡單，但其無法滿足較為特殊的機械運動；凸輪機械雖然可以完成任何的機械運作，但是由于其調(diào)控性能較差，難以滿足需要多方面調(diào)控的機械的運作。由此可見，在實際操作中，較為簡單的或是單一的機械機構是無法實現(xiàn)機械設備的多方面運作以及較為復雜機械特性的發(fā)揮，這對于機械設備的使用是十分不利的。所以在進行機械機構構型設計時，應當運用機械機構的組合原理，將不同的機械機構聯(lián)系起來，一起運用，這樣既能夠取長補短，還能夠使機械機構將其特性發(fā)揮到極致，長遠的看，就能夠?qū)崿F(xiàn)機械行業(yè)的創(chuàng)新。

（二）機械機構的變異原理

所謂機械機構的變異原理就是，在確定的原有的機械機構的基礎上，通過一系列的機構化處理或是排列，使原有的機械機構發(fā)生變化，最后轉(zhuǎn)化為新的機械機構。具體的操作方法是，先選擇一個原始的機械機構，然后通過各種方法對機械機構的構成以及其所受到的約束條件進行相關的分析，進而通過一系列的處理，例如：采取一定的措施實現(xiàn)原始的機械機構系列化，并進行相應的排列組合，進而找出其中不同的結構形式；同時再通過一些測試找出這個原始的機械機構所受到的約束條件。最后依據(jù)這個原始的機械機構中所存在的不同的機構形式以及所受到的約束條件，找出更加符合所需要的運行條件，最終轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€新型的機械機構模式，進而實現(xiàn)機械機構的創(chuàng)新設計。

二、機械機構構型的創(chuàng)新設計使用原則

機械機構雖然是一個較為傳統(tǒng)的機械行業(yè)，但是在長時間的發(fā)展過程中也形成了許多原則。雖然機械機構的創(chuàng)新設計所依據(jù)的原理不多，其創(chuàng)新設計大部分需要設計者的探索，但是關于機械機構的創(chuàng)新設計并不是任何沒有規(guī)矩的，必須依據(jù)相應的原則。下面就幾個主要的機械機構構型創(chuàng)新設計使用原則展開論述。

（一）縮短機構運動鏈原則

在機械機構運動過程中，應當盡可能的縮短機械機構的運動鏈，因為較長的機械機構運動鏈，不僅會使機械機構構型的成本增加，還會使機械機構的運行出錯率增加，進而影響到機械機構整體的質(zhì)量，這樣就不利于機械行業(yè)的發(fā)展。因此在對機械機構構型進行創(chuàng)新設計時，應當考慮到縮短機構運動鏈這一原則，確保機械機構的質(zhì)量以及相應的效率，這樣就會在一定程度上減少機械機構的成本支出。

（二）恰當選擇原動機原則

恰當選擇原動機原則也是機械機構構型創(chuàng)新性設計時所需要考慮的一個重要的因素。因為大部分的機械機構構型都是由不同的機構組成的，而這些機構的連接物就是原動機，原動機有高副和低副之分，不同的機械機構之間所采用的原動機不同，這就需要設計者在進行機械機構構型的創(chuàng)新設計時，充分的考慮到各個機構之間的不同，采用合適的原動機進行連接，充分發(fā)揮出各個機構的長處，促使機械機構運行的更加順利，進而促使機械行業(yè)整體在未來社會中的更好發(fā)展。

（三）縮小機構尺寸原則

除了上述的兩個重要的原則外，在進行機械機構構型的創(chuàng)新性設計時，還應當考慮到縮小機械尺寸這一原則。縮小機械機構的尺寸在機械機構構型的設計中也發(fā)揮著十分重要的作用。為了使機械機構充分的發(fā)揮其所具有的特性，縮小機械機構的尺寸是一個很有用的措施。當機械機構的尺寸在一定程度上減少后，不僅能夠使機械機構的特性得到充分的發(fā)揮，還能夠使機械機構的整體性能得到有效的發(fā)揮。為此在進行機械機構構型的創(chuàng)新性設計時，應當盡可能的選擇凸輪或是兩岸等，這樣就能夠提高機械機構的使用效率，使機械機構的整體性能得到加強，

三、結束語

隨著現(xiàn)代社會中科技的不斷進步，傳統(tǒng)的機械行業(yè)要想實現(xiàn)綠色、節(jié)能，并且逐步走入人們的生產(chǎn)生活中，就必須實現(xiàn)創(chuàng)新，而機械行業(yè)要想實現(xiàn)創(chuàng)新就必須從機械機構構型上著手，因為機械機構構型是機械行業(yè)設計的核心，只有機械機構構型的設計實現(xiàn)創(chuàng)新，才能夠使機械行業(yè)在未來激烈的社會競爭中得到更好的發(fā)展。

參考文獻：

[1]楊國星 .試析機械機構構型的創(chuàng)新設計[J].科技資訊，2012，，16，（7）

[2]胡健 淺談機械機構構型的創(chuàng)新設計[J].科技風，2011，（17）

第3篇：機械創(chuàng)新設計范文

隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，我們機械制造技術發(fā)展也極為迅速，而且，機械制造是我國重大生產(chǎn)行業(yè)之一，對推動我國經(jīng)濟發(fā)展有著極大的作用。但是，我國作為一個機械制造大國，在機械結構設計上卻欠缺太多，很多機械制造都是模仿其他發(fā)達國家的機械設計工藝來進行生產(chǎn)的，雖然一些機械結構設計也發(fā)生了改變，而從本質(zhì)上卻依然沒有太大的變動，缺乏自主創(chuàng)新設計，一直引用技術會造成我國的機械結構設計會隨著發(fā)達國家的后面走，無法將其真正的超越，而且，很多機械企業(yè)認為創(chuàng)建機械研發(fā)中心較為奢侈，這樣的思想很難為我國的經(jīng)濟發(fā)展、科技發(fā)展帶來更大的推動作用。我國作為一個經(jīng)濟大國、機械制造大國，不能僅將目光停留在機械的生產(chǎn)制造中，更應將目光放在機械結構設計的創(chuàng)新上，同時要保證機械設計創(chuàng)新不能過于死板，單純的按照其他機械設計進行修修改改的很難從實質(zhì)進行改變，需要從機械結構、系統(tǒng)等全方位進行創(chuàng)新，同時，還要注重機械結構設計創(chuàng)新人才的培養(yǎng)，這才是機械結構設計創(chuàng)新發(fā)展的根本，而且，通過不斷的對機械結構設計的創(chuàng)新，對促進我國經(jīng)濟發(fā)展、科技發(fā)展有著極大的作用，更有利于早日超過西方一些發(fā)達國家的機械科技水平，從而成為世界機械結構設計創(chuàng)新的“領跑人”。

2機械結構設計中的創(chuàng)新設計

機械結構設計中的創(chuàng)新設計，應切實的走上創(chuàng)新道路，按照科學理論的推理，對其進行科學的設想、勇敢去實踐，這樣才能實現(xiàn)對機械結構設計的創(chuàng)新目的。變元法是機械結構設計創(chuàng)新設計的重要方法之一，而且，變元法的應用范圍也極為廣泛，能夠給設計人員帶來一定的創(chuàng)新思路，主要是對產(chǎn)品的關鍵點進行考慮，再對各個關鍵點的設計進行論證和調(diào)整，從而實現(xiàn)對機械結構設計方案的調(diào)整，去除以往機械結構設計的老套方案，提升機械結構設計效果，達到對結構設計的創(chuàng)新目的，具體分析如下。

2.1尺寸的變元

機械結構設計中涉及到的零部件較多，而且，各項零部件結構的形狀有著很大的差異性，每個機械結構尺寸、形狀等參數(shù)都會根據(jù)機械使用的情況進行相應的設定，從而實現(xiàn)機械運行的相應功能。利用變元法對機械結構各個零部件尺寸進行變元設計，實現(xiàn)對形狀、尺寸等參數(shù)進行優(yōu)化的目的，不斷的提升機械的運行效果。另外，在尺寸變元的基礎上，可以對機械結構形態(tài)、尺寸等進行創(chuàng)新，主要結合機械市場的發(fā)展形勢、機械的使用趨勢等來實現(xiàn)對機械結構的創(chuàng)新目的。

2.2材料的變元

機械結構設計中應用到的材料種類極為繁多，各部分結構都會結合使用情況的不同采取不同的原材料制成，而且每個零部件材料加工的方式也有所不同，同樣材料在加工不同零件的情況下也可能出現(xiàn)不同的加工方式，而最終的目的是要通過合理的加工方式來將材料的最佳效能發(fā)揮出來，這樣才能有效的提高機械的使用效率。變元法中所提到的材料變元，主要根據(jù)對材料的變元方式來實現(xiàn)對機械結構設計的創(chuàng)新和研究。例如，在對一種材料進行加工的過程中，如果想得到理想的剛性材料的作用，需要將這類剛性材料應用到相應的部件，也可以說，對機械結構的設計，需要根據(jù)材料的性能來進行相應的調(diào)整。因此說，在對機械結構設計創(chuàng)新的過程中，必須注重材料的性能發(fā)揮，這樣才能更好的完成機械結構的創(chuàng)新設計。

2.3工藝的變元

加工工藝技術對機械結構設計的創(chuàng)新有著極大的作用，機械的任何結構在完成理想設計之前，都必須有著可靠的加工工藝作為支持，這樣才能有效的提高機械結構創(chuàng)新的效果。變元法中所提到的工藝變元主要是根據(jù)工藝技術選擇的不同，來實現(xiàn)對各個元器件產(chǎn)生相應的作用，從而實現(xiàn)對機械整個結構產(chǎn)生作用。工藝手段與結構尺寸、材料性能等變元有著很大的差異性，工藝手段選取和使用的合理性，直接影響到機械結構的質(zhì)量和性能，因此，機械結構創(chuàng)新設計必須對工藝手段進行創(chuàng)新設計，利用新穎的工藝手段來確保機械結構設計的創(chuàng)新性。

3結語

第4篇：機械創(chuàng)新設計范文

關鍵詞：機械結構；創(chuàng)新設計；優(yōu)化；變元法

中圖分類號：TH122 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2015）05-0104-02

當前，人們在對機械結構設計展開評價時，通常所使用的方法為模糊綜合評價法。即在挑選一個最優(yōu)方案時，對機械的關鍵零部件展開可靠性設計，以達成結構的最優(yōu)化。本文擬選用鉆井轉(zhuǎn)盤為大家詳細介紹變元法在機械結構設計中的運用。

1 變元法簡介

變元法的含義通常有兩個：

①定義機械結構的變元，主要包括如下七個部分：數(shù)量、形狀、材料、位置、聯(lián)接、尺寸、工藝。

②借助改變這七大變元，創(chuàng)新性的構造出更多的結構方案。下面為大家詳細地介紹變元法中所包含的七類變元。

1.1 數(shù)量變元法

機械設備結構里零件相關部分的元素，比方說輪廓線、工作面及加工面，甚至于整個零件都可以看成是基本元素，可借助更改機械結構里基本元素的數(shù)量達成機械結構的改變。

1.2 形狀變元法

更改機械結構零件的表面形狀和零件的類型及規(guī)格均可以獲得不一樣的結構方案。

1.3 材料變元法

零件采用不一樣的工程材料通常會造成此零件尺寸結構的相應變化，同時加工工藝也會產(chǎn)生變化，進而影響整臺機械的結構，所以借助改變材料變元可以形成不同的結構方案。

1.4 位置變元法

借助改變機械結構里基本元素間的布局位置可獲得不一樣的結構方案。

1.5 聯(lián)接變元法

此變元法通常包含兩層意思：

①聯(lián)接方式，包含螺紋聯(lián)接、鉚接及盈聯(lián)接等。

②對每一類聯(lián)接方式均具有多類聯(lián)接結構。借助改變聯(lián)接方式及聯(lián)接結構獲得不一樣的結構方案。

1.6 尺寸變元法

尺寸包含長度及角度等，借助改變零部件和構件的尺寸可獲得一樣的機械結構。

1.7 工藝變元法

結構設計和工藝有著異常緊密的聯(lián)系。鑒于零件的制造工藝不一樣，零件與機械的制造費用、質(zhì)量和性能也會不一樣，進而影響機械設備的結構。

2 機械結構應注意的防腐蝕細節(jié)

機械結構的防腐蝕設計對于機械結構的創(chuàng)新及優(yōu)化而言具有至關重要的意義，為了更好地完成機械結構的優(yōu)化，各機械設計企業(yè)在進行機械設計的過程中理應注意如下防腐蝕細節(jié)：

①必須確保設備的機械結構于停車期間完全空干，以防止因介質(zhì)殘留淤積而造成的腐蝕。

②防止間隙結構的出現(xiàn)，以杜絕腐蝕介質(zhì)的入侵。

③高溫及高質(zhì)量濃度將導致沉淀物及冷凝物的出現(xiàn)，進而增加腐蝕幾率，因此設計人員在結構設計時必須避免此類現(xiàn)象的出現(xiàn)。

④異類金屬接觸可能導致接觸性腐蝕出現(xiàn)，因此設計人員在進行結構設計時理應盡可能地將異類金屬有效地隔絕開來。

⑤避免高速流體接觸流道壁面，以降低侵蝕腐蝕。

⑥遵守最小化表面積原則，也就是說在容積一樣的情況下讓結構被腐蝕的表面積最少，比方說球體結構最好，其次便為圓柱體。

3 機械結構創(chuàng)新設計與變元法應用

我們在對某一結構的設計方案展開評價時，理應對其將帶來的經(jīng)濟效益、所具有的工藝性、技術可行性等相關指標進行綜合的考量，隨后從諸多備選結構方案中選出最佳的結構方案。在機械結構方案已然確定的情形下，也可對重要結構或零件展開不同變元的研究，甚至于變元間展開綜合的聯(lián)合修改，已實現(xiàn)優(yōu)化設計的目的。此外，也可選用某些數(shù)學模型，之所以建議大家選擇數(shù)學模型，主要是由于數(shù)學模型能夠較好地介紹結構設計中的尺寸及數(shù)量變元，同時還能夠?qū)Σ牧献冊归_間接的介紹。

以機械設備的不同要求及特征為依據(jù)，綜合使用不同變元，使用設計人員掌握的經(jīng)驗和知識，借助創(chuàng)造性思維的方法，設計出不一樣的機械結構。比方說如下轉(zhuǎn)盤結構。

在以上三大結構圖里，假如把結構設計方案1（如圖1所示）里的錐齒輪間與主軸承二者之間的位置進行調(diào)整，且借助調(diào)整位置變元，接著再改變水平軸位置的左軸承形狀，即借助更改形狀變元后得到結構設計方案2（如圖2所示）。假如更改方案1里的主軸承及齒輪的尺寸、大小與數(shù)量，且借助調(diào)整二者的數(shù)量變元與尺寸變元，隨后再調(diào)整齒輪構件及軸承零件的位置，再改變位置變元，即能夠得到設計方案3（如圖3所示）。從以上分析上我們可以得出這樣一個結論：即以上三大不同類型的轉(zhuǎn)盤結構方案都可采用變元法較好的實現(xiàn)。如果進一步運用變元法，同樣可以獲得更多類型各異的結構設計方案。

借助對比以上三大結構方案，綜合研究社會效益可行性與制造工藝等諸多內(nèi)容，我們可以得出這樣的結論：方案2系三大方案中最佳結構組合。某一機械結構方案的綜合評估，理應以實際使用效果充當最后評估的事實依據(jù)。如果對轉(zhuǎn)盤結構里的齒輪構件展開進一步的可行性分析與優(yōu)化設計，同時對滾動軸承和齒輪工作展開彈性流體壓研究，接著實施精密計算，均能夠為改善轉(zhuǎn)盤結構設計提供諸多參考數(shù)據(jù)。

4 結 語

深入分析機械創(chuàng)新結構設計對于機械行業(yè)的發(fā)展而言具有舉足輕重的作用，它不僅能夠更好地滿足當前社會對機械設備不斷升高的要求，實現(xiàn)各類機械零件的最佳組合，同時還可以推動機械行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。因此各機械設計企業(yè)理應在機械設備設計過程中充分采用創(chuàng)新設計理念，尋找最佳結構設計，以設計出更多的結構方案，推動企業(yè)自身的發(fā)展，最終促進社會的良性發(fā)展。

參考文獻：

[1] 徐慧勇.淺析機械結構設計中的創(chuàng)新設計[J].黑龍江科技信息，2010，（30）.

第5篇：機械創(chuàng)新設計范文

關鍵詞：TRIZ理論，創(chuàng)新設計，機械產(chǎn)品，

二十一世紀全世界范圍內(nèi)機械產(chǎn)品激烈競爭，各個國家都很重視如何提高產(chǎn)品的設計水平，增強其競爭實力。而產(chǎn)品設計最主要的目標就是對產(chǎn)品進行創(chuàng)新，滿足消費者的需要并且占據(jù)市場更重要的位置，所以，要想增強機械產(chǎn)品自身的競爭實力，最根本的途徑就是重視創(chuàng)新設計。創(chuàng)新設計理論又叫做TRIZ理論，是設計的核心理論，目前已經(jīng)在機械產(chǎn)品創(chuàng)新設計中被廣泛應用，可以提現(xiàn)企業(yè)的核心競爭力。1946年，前蘇聯(lián)G.S.Altshuller創(chuàng)立了TRIZ理論，指的是發(fā)明問題的解決理論。以這個理論為基礎，軍事工業(yè)得到了很大的發(fā)展。二十世紀九十年代開始流入美歐，在某些企業(yè)當中開始應用并且推廣，取得了很多發(fā)明專利，隨之也產(chǎn)生了經(jīng)濟效益，當很多國家興起了TRIZ理論研究和推廣的熱潮。1998年之后，TRIZ理論開始在中國出現(xiàn)，不少科研機構把TRIZ理論作為技術創(chuàng)新的首選，積極的進行探索。這篇論文主要是探討TRIZ理論主要內(nèi)容以及在機械產(chǎn)品創(chuàng)新設計中的應用。

1.TRIZ理論基本內(nèi)容概述

TRIZ理論的觀點是，發(fā)明問題的關鍵是解決沖突，而解決沖突需要遵守相關的原則：對系統(tǒng)的某個零部件或者性能進行改進時，不可以影響到系統(tǒng)或者相鄰的其他零部件以及性能。沖突主要包括技術沖突和物理沖突，物理沖突指的是如果對一子系統(tǒng)出現(xiàn)相反的要求時所出現(xiàn)的沖突，系統(tǒng)的某個部分同一時間出現(xiàn)兩種相反的狀態(tài)，主要是由一個參數(shù)造成的。技術沖突的含義是系統(tǒng)的某個部分性能增強造成了有害以及有用兩種結果，也可以理解為有益作用被引入或者有害作用被消除，造成其他的一個或者幾個子系統(tǒng)性能降低，這種問題主要是由兩個參數(shù)造成的。

G.S.Altshuller在理論當中提出了四十條沖突解決原理，也就是發(fā)明原理以及沖突解決矩陣的含義，各種領域的相互沖突的特性通過高度的概括，抽象成為三十九個技術特性參數(shù)（也叫做通用工程參數(shù)），矩陣中的行代表沖突惡化的參數(shù)，列代表沖突改善的參數(shù)。針對技術沖突，可以以沖突矩陣為基礎，找到對應的發(fā)明原理，從而找到解決問題的辦法；針對物理沖突，通常利用分離原理了可以找到解決辦法，發(fā)明原理和分離原理之間具有一定的關系，一條分離原理，可以對應很多條發(fā)明原理。

2.TRIZ理論在機械產(chǎn)品創(chuàng)新設計中應用

2.1.TRIZ理論在機械創(chuàng)新設計中應用的步驟程序

將TRIZ理論應用到機械創(chuàng)新設計當中，主要的步驟是：對機械系統(tǒng)問題進行分析，明確關鍵的技術功能，找到造成系統(tǒng)中問題的參數(shù)，對沖突的類型進行判斷。如果系統(tǒng)中的問題主要是由一個參數(shù)造成的，屬于物理沖突；如果是由兩個參數(shù)造成的，屬于技術沖突?？梢酝ㄟ^分離原理解決物理沖突，對分離方法進行確定，包括時間分離、空間分離、整體和部分的分離、基于條件的分離，根據(jù)實際的分離原理和解決沖突的發(fā)明原理的對應關系，找到解決問題的辦法。技術沖突，第一步要確定惡化技術特性參數(shù)和改善技術特性參數(shù)，再以沖突矩陣為基礎，找出對應的發(fā)明原理，從而找出解決問題的辦法。最后，把推薦的對應的發(fā)明原理應用的具體的問題上，對每一個原理在具體問題上的實現(xiàn)和應用進行探討。

2.2.呆扳手的創(chuàng)新設計案例

設計初期的呆扳手在松開或者擰緊六角螺母或者螺栓時，因為螺母或者螺栓受力點在兩條棱邊，很容易變形，因此無論是松開還是擰緊都比較困難。而新的設計需要避免原來設計當中的缺陷。后來美國一項以沖突矩陣為基礎的專利解決了這個問題。這個專利是從三十九個通用工程參數(shù)當中選擇一對特性參數(shù)：1）提高質(zhì)量的參數(shù)：物體所產(chǎn)生的有害因素，可以對螺母或者螺栓減少磨損。2）可以造成負面影響的參數(shù)：制造精度，全新的改進有可能造成制造的困難。然后把上面的兩個參數(shù)代進沖突矩陣，可以得到下面四條發(fā)明理論，即是：維數(shù)變化、小對稱、拋棄與復制、修復。通過分析維數(shù)變化以及小對稱這兩條發(fā)明原理可知，經(jīng)過創(chuàng)新的呆扳手工作面的某些點可以和螺母或者螺栓的側(cè)面相接觸，而不僅僅是接觸棱邊，因此解決了這個問題。

通過這個實例可以說明，機械產(chǎn)品的某些參數(shù)或者特性進行改進之后會造成其他參數(shù)和特性的惡化，可以通過沖突矩陣來解決這種技術沖突，這說明在機械產(chǎn)品設計當中應用TRIZ理論時具有價值的。

2.3.某飛機的航空發(fā)動機引擎罩的創(chuàng)新設計案例

某飛機的航空發(fā)動機引擎罩在設計時，表現(xiàn)出來的技術沖突是：一方面希望發(fā)動機可以吸入較多的空氣，另一方面又希望發(fā)動機罩和地面之間的距離可以不減少。把它轉(zhuǎn)化為物理沖突：應該將發(fā)動機罩的直徑加大，這樣有利于吸入空氣，但是直徑又不宜過大，避免機罩和路面的距離減少。

這個物理沖突可以用空間分離原理進行解決?？臻g分離所對應的發(fā)明原理當中有No.4不對稱原理。根據(jù)這個原理，可以把原來的對稱設計變更為不對稱的設計。如下圖所示。

圖1：發(fā)動機罩改進設計方案示意圖

3.結束語

第6篇：機械創(chuàng)新設計范文

關鍵詞： 機械類本科教育 機械創(chuàng)新設計 能力培養(yǎng)

引言

機械工業(yè)是一個國家制造業(yè)發(fā)展的重要領域，機械類工程設計人員的設計能力對國家制造業(yè)的發(fā)展起到了關鍵作用。我國機械工業(yè)工程師的受教育層次和規(guī)模數(shù)量都已達到了很高的層次，但對機械工程設計人員創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，還處于摸索階段。因此，探索一套現(xiàn)實可行的學生機械創(chuàng)新設計能力培養(yǎng)方法，是形成工程創(chuàng)新能力的重要基礎[1][2][3]。

根據(jù)我國普通高等學校機械類本科教育的現(xiàn)狀和特點，總結出我國目前學生機械創(chuàng)新設計能力培養(yǎng)方法存在的不足，制定一套符合我國高等教育實際情況的學生機械創(chuàng)新設計能力培養(yǎng)方法，在普通機械類本科教育教學活動中具有非常重要的意義[4][5]。

1.學生機械創(chuàng)新設計能力方面的主要問題

1.1創(chuàng)新設計理論教學深度嚴重不足

目前，大學生的機械創(chuàng)新設計理論教學主要依靠課堂教學完成，由于機械創(chuàng)新能力的培養(yǎng)需要堅實而豐富的理論基礎，因此，與機械創(chuàng)新設計理論相關課程的課堂教學活動就顯得尤為重要。機械創(chuàng)新設計相關的課程主要包括：《機械創(chuàng)新設計》、《機械原理》、《機械設計》、《機械工程三維設計》等。這些課程目前的計劃學時較少，因此，學生在課堂教學中只能學到最簡單的基礎知識，而深層次的理論知識卻沒有掌握，使得學生在進行機械創(chuàng)新設計實踐活動時缺乏足夠的理論支撐。

1.2創(chuàng)新設計實踐教學平臺和實踐環(huán)境建設不足

學生進行機械創(chuàng)新設計活動的最終成果是創(chuàng)新設計作品，而這些作品的制作需要學生通過大量的設計、制造、裝配、調(diào)試、修改活動才能完成。作品的制造、裝配、調(diào)試需要相應的實驗設備、加工設備、調(diào)試環(huán)境作為支撐，否則，無論多么完美的設計，都無法轉(zhuǎn)化為實際的創(chuàng)新設計作品。

而目前國內(nèi)普通高等本科院校機械類專業(yè)的創(chuàng)新類實驗教學平臺普遍不足，很多構思類機械創(chuàng)新實驗無法開展。

1.3創(chuàng)新設計軟件培養(yǎng)不足

學生的機械創(chuàng)新設計作品需要通過計算機三維設計軟件完成設計、理論分析、強度校核、完善修改后，才進入實際生產(chǎn)制造階段。在作品的整個設計、制造、調(diào)試、修改過程中，三維設計軟件起到了關鍵作用，因此需要強化對學生的計算機三維設計方法培訓，讓學生能夠熟練掌握現(xiàn)代計算機設計軟件的使用，從而高水平地完成設計作品。

1.4缺乏企業(yè)工程實例教學過程

機械工程方面的創(chuàng)新能力培養(yǎng)，必須緊密結合企業(yè)實際的工程項目設計、制造、裝配、試驗等過程。如果沒有相應的工程實例教學，學生就無法把所學到的理論知識和工程實際相結合，就不會對理論知識有更直觀、深層次的理解。

1.5創(chuàng)新設計能力培養(yǎng)沒有與畢業(yè)設計、就業(yè)相結合

培養(yǎng)學生機械創(chuàng)新設計能力的最終目標是使其在工作以后能夠更好地完成相關的工程設計工作，只有把創(chuàng)新能力培養(yǎng)和畢業(yè)設計、學生就業(yè)相結合，才能最大限度地發(fā)揮學校教育的作用，使學生更快、更好地適應今后的工作環(huán)境。

2.創(chuàng)新能力培養(yǎng)經(jīng)驗的學習途徑

2.1學習其他高校的主要經(jīng)驗

目前的大學生機械創(chuàng)新設計類比賽主要有全國大學生機械創(chuàng)新設計大賽、全國大學生3D設計大賽、全國大學生機器人大賽等，另外，還有與之對應的省級比賽?？梢栽趨⒓痈黝惐荣惖倪^程中，通過交流溝通、學術論壇等活動，學習其他高校在培養(yǎng)學生機械創(chuàng)新設計能力方面的先進經(jīng)驗，從而完善我校的培養(yǎng)方法。

2.2通過參訪國家重點實驗室、國家工程中心等機構學習培養(yǎng)經(jīng)驗

在機械工程領域有很多國際知名的國家重點實驗室、國家工程中心，通過對這些國家級科技創(chuàng)新機構進行學習訪問，了解他們在培養(yǎng)人才機械創(chuàng)新設計能力方面的方法和手段，從而完善我校在這方面的培養(yǎng)方法。

2.3通過教師在職培訓引進經(jīng)驗

教師攻讀博士研究生、已有博士學位的教師進入博士后工作站、流動站學習深造，可以大大開闊我校教師的視野，提高教師的科研水平。同時，也可以引入國內(nèi)外先進的科研方向和創(chuàng)新能力培養(yǎng)方法、體制，從而完善我院的學生創(chuàng)新設計能力培養(yǎng)方法。

2.4分析企業(yè)在機械創(chuàng)新設計能力方面的經(jīng)驗

可以通過走訪周邊知名企業(yè)調(diào)研其在培養(yǎng)員工創(chuàng)新設計能力方面的主要經(jīng)驗；通過學生就業(yè)洽談等機會了解企業(yè)對學生創(chuàng)新設計能力的要求；通過畢業(yè)生回訪了解已經(jīng)畢業(yè)的學生對母校培養(yǎng)方法的意見。

2.5基于各種學生創(chuàng)新設計類大賽學習經(jīng)驗

在指導方法上把各種學生創(chuàng)新設計大賽和理論教學、實踐教學相結合；學生培養(yǎng)過程中強調(diào)用理論指導工程設計實例，用工程設計實例牽引學生理論學習；在創(chuàng)新方法上強調(diào)靈活運用各類工程設計軟件。

3.建立學生機械創(chuàng)新設計能力培養(yǎng)體系

3.1總體培養(yǎng)體系分析

可以從學校層面對學生機械創(chuàng)新設計進行制度建設，建立一整套符合本校實際情況的培養(yǎng)制度，主要包括：教師輔導、激勵制度；學生組織、激勵制度。

3.2教師輔導、激勵制度的建立

學生獲取知識主要來源是教師，教師在學生機械創(chuàng)新設計能力培養(yǎng)的各個環(huán)節(jié)中起到了非常重要的作用，只有教師對學生創(chuàng)新設計能力的培養(yǎng)實現(xiàn)制度化和規(guī)范化，才能穩(wěn)定持續(xù)地實施學生的創(chuàng)新能力培養(yǎng)。教師輔導制度的建立，需要在培養(yǎng)方案制訂、教師大綱修改、授課計劃實施等方面入手。首先，只有培養(yǎng)方案中包含了與學生創(chuàng)新設計相關的內(nèi)容，才能使教師有的放矢，帶著目標進行輔導工作；其次，在教學大綱的修改方面，要做到與時俱進，及時更新相關領域的最新成果，從而為學生奠定最新的創(chuàng)新設計思維基礎；最后，授課計劃的實施也起到關鍵作用，教師只有靈活掌握授課計劃的實施過程，才能根據(jù)學生的學習、創(chuàng)新、設計過程進行跟蹤教學，從而實現(xiàn)因材施教。教師激勵制度的建立，需要從經(jīng)濟獎勵、科研獎勵等方面入手，首先，要對教師輔導成果進行考評，根據(jù)考評對教師進行合理經(jīng)濟獎勵，從而激發(fā)教師參與學生機械創(chuàng)新設計能力培養(yǎng)的動力；其次，可以對參與輔導學生的教師進行科研方面的獎勵，給予一定的優(yōu)惠政策。

3.3學生組織、激勵制度的建立

學生是機械創(chuàng)新設計活動的主題，因此，學生在機械創(chuàng)新設計能力培養(yǎng)的各個環(huán)節(jié)中發(fā)揮主體作用，只有把學生創(chuàng)新設計活動及其相關規(guī)則實現(xiàn)制度化和規(guī)范化，才能穩(wěn)定持續(xù)地實施學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。學生組織制度的建立，需要從學生動員、學生啟發(fā)、學生分組實現(xiàn)設計等方面入手。首先，在對學生進行創(chuàng)新設計能力培養(yǎng)之前，需要充分對學生進行思想動員，讓學生了解機械創(chuàng)新設計的興趣所在，從而自發(fā)地參與其中；其次，在學生產(chǎn)生興趣后，需要通過創(chuàng)新方面的教學，對學生進行思維啟發(fā)，從而激發(fā)學生的潛在創(chuàng)造力；最后，讓學生自由組隊，按照課題小組長負責制的原則，使學生能夠通過團隊協(xié)作的方法完成自己的創(chuàng)新設計作品。學生激勵制度的建立，需要在經(jīng)濟獎勵、榮譽獎勵方面入手，首先，要對學生機械創(chuàng)新設計成果進行考評，根據(jù)考評對學生進行合理經(jīng)濟獎勵，從而激發(fā)學生參與機械創(chuàng)新設計能力培養(yǎng)的動力；其次，可以對參與的學生進行榮譽方面的獎勵，讓學生感到從事機械創(chuàng)新設計活動的光榮性，給予一定的優(yōu)惠政策。

4.創(chuàng)新能力培養(yǎng)“雙結合”理念

把“雙結合理念”，即創(chuàng)新理論與創(chuàng)新設計實例相結合；學生創(chuàng)新實踐與創(chuàng)新工具、手段相結合作為理論知識和教學目標之間的“橋梁”，通過“雙結合理念”把理論知識轉(zhuǎn)化為實際創(chuàng)新能力，按照產(chǎn)生興趣初步了解理解概念深入思考靈活運用的順序建立培養(yǎng)方法，從而激發(fā)學生學習欲望。在此基礎上建立起一套符合實際情況的學生機械創(chuàng)新能力培養(yǎng)體制。

5.結語

通過學生機械創(chuàng)新設計能力培養(yǎng)體系的建立，建立能夠同時培養(yǎng)學生“創(chuàng)新意識”和“創(chuàng)新設計能力”的培養(yǎng)方法、相關制度，完善學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的相關制度，提高普通高等教育的學生機械創(chuàng)新設計能力培養(yǎng)水平。

參考文獻：

[1]周海，王黛萍.應用型本科人才的機械創(chuàng)新設計能力培養(yǎng)探索[J].機械設計與制造，2010（10）：174-175.

[2]李儉，唐茂.以創(chuàng)新能力培養(yǎng)為導向的機械類專業(yè)實踐課程改革研究[J].教育教學與研究，2012（11）：87-89.

[3]許忠美.現(xiàn)代機械設計方法研究[J].考試周刊，2011（67）：154-155.

[4]郭童軍，陳功備.獨立學院機械類專業(yè)教學改革探索[J].考試周刊，2012（91）：8-9.

第7篇：機械創(chuàng)新設計范文

【關鍵詞】 機械設計 創(chuàng)新能力 教學方法

《機械設計基礎》作為高職高專機械類和近機類專業(yè)一門重要的技術基礎課，其主要任務是培養(yǎng)學生掌握常用機構和通用機械零件的設計原理、方法和機械設計的一般規(guī)律，具備設計一般簡單機械和應用標準、規(guī)范、手冊、圖冊等技術資料的能力。如何激發(fā)學生的學習熱情，使學生具備良好的創(chuàng)新意識和一定的機械創(chuàng)新設計能力，為將來的工作打下堅實的基礎，一直是我們教學改革和研究的重點內(nèi)容。通過近幾年的教學探索和實踐，筆者總結了幾點行之有效的教學方法。

1 案例分析法

“興趣是最好的老師。”創(chuàng)新能力的培養(yǎng)首先是激發(fā)學生的創(chuàng)新興趣。我們通過在課堂上引入工程實例及全國大學生機械創(chuàng)新設計大賽的優(yōu)秀作品，并在實踐教學環(huán)節(jié)開放實訓基地及實驗平臺，很好地調(diào)動了學生的積極性。

《第四屆全國大學生機械創(chuàng)新設計大賽決賽作品選集》中收錄了沈陽工業(yè)大學機械工程學院設計的便攜式萬向千斤移。該千斤移巧妙地利用了可控雙向棘輪的特點，設計了平移和旋轉(zhuǎn)重物的機構[1]。在間歇運動機構這一章的教學中引入該實例，并在實訓實驗環(huán)節(jié)讓學生對比分析普通千斤頂和該便攜式萬向千斤移，豐富了教學案例，拓展了學生視野，提高了教學效果。

通過對大量成功的機械創(chuàng)新設計實例的分析來介紹機械創(chuàng)新設計方法是我們在教學過程中的具體做法。因為這些方法正是通過這些成功的創(chuàng)新設計實例表現(xiàn)出來的，通過對這些具體、生動實例的分析，使學生能夠更容易理解和掌握這些創(chuàng)新方法，也更容易激發(fā)大家參與創(chuàng)新實踐活動的興趣和自信心。學生認識到以自己的知識技能水平進行創(chuàng)新設計是完全有可能的，學習主動性大大增強。

2 類比總結法

傳動裝置作為機械系統(tǒng)中最重要的組成部分之一，其傳動形式分為機械傳動、流體傳動（液壓及氣壓傳動）和電力傳動。而《機械設計基礎》主要學習各種常用機械傳動機構的原理及設計。機械傳動能適應各種運動和動力的應用要求，得益于各種機構的各類演變。把握了運動及動力傳遞的各種機構的特點，就能從根本上學好《機械設計基礎》。因此從傳動的本質(zhì)入手，讓學生在運動及動力傳遞形式的類比總結中對所學知識系統(tǒng)吸收，是學好本門課程，培養(yǎng)創(chuàng)新設計能力最有效的方法之一。

《機械設計基礎》中機械原理的部分主要包括平面連桿機構、凸輪機構、間歇運動機構、齒輪機構、蝸輪蝸桿及螺旋機構等。從運動形式的轉(zhuǎn)換來看，能實現(xiàn)往復直線運動和圓周轉(zhuǎn)動之間相互轉(zhuǎn)換的機構有曲柄滑塊機構、凸輪機構、齒輪齒條、蝸輪蝸桿和螺旋機構等。然后在這些機構中，分析比較傳動角與壓力角，很容易看出每種機構在傳動中的優(yōu)缺點。比如：鉸鏈四桿機構有最小傳動角的要求，凸輪機構要求最大壓力角小于或等于許用壓力角等。

從傳力的大小來看，凸輪和齒輪這樣的高副機構因為是點或線接觸，易磨損，所以沒有鉸鏈四桿機構在傳力大的場合應用廣泛。

從運動速度的方面研究，曲柄搖桿機構有急回特性，為了定量研究，就引入了行程速比系數(shù)和極位夾角的概念。凸輪機構從動件的運動規(guī)律有等速運動規(guī)律、等加速等減速運動規(guī)律、簡諧運動規(guī)律、擺線運動規(guī)律等。齒輪機構則有適用的速度和功率范圍廣的特點。

還可以從是否可以實現(xiàn)空間傳動及傳動的角度、傳動比、傳動效率等不同方面進行總結分析。讓學生在龐雜零碎的知識點中間找到一條線索，理清思路。可以采用同學們喜聞樂見的形式，比如就傳動比這一個單項對所學傳動形式進行比較排序。采用類比總結法對于帶傳動和鏈傳動、齒輪傳動和蝸輪蝸桿這樣的章節(jié)，教學效果尤為明顯。教師可根據(jù)實際情況給學生布置專題研究。通過類比總結法可以有效培養(yǎng)學生思維的開放性、多向性及自由性，而這些正是創(chuàng)造性思維的基本特征[2]。

3 逆向思維法

通過逆向思維的訓練，讓學生靈活應用基本機構。逆向思維對于培養(yǎng)創(chuàng)新能力極為重要。在《機械設計基礎》這門課程中，很多機構的演變都是逆向思維的結果。螺旋傳動的實例最為明顯。普通螺旋傳動的應用形式有：螺母不動螺桿回轉(zhuǎn)并作直線運動，如臺虎鉗；螺桿不動螺母回轉(zhuǎn)并作直線運動，如千斤頂；螺桿回轉(zhuǎn)螺母作直線運動，如機床工作臺；螺母回轉(zhuǎn)螺桿作直線運動，如應力實驗機觀察鏡螺旋調(diào)整裝置。

曲柄搖桿機構中一般都是曲柄做主動件，如果逆向思維，讓搖桿做主動件，則會出現(xiàn)死點位置。死點雖然不利于傳動，因為其壓力角α=90°，即傳動角γ=0°。然而運用逆向思維，利用死點的特性來工作，就有了夾緊機構。

4 “三最”法

通過“三最”法，即課程學習中涉及到的有關最大、最小、最優(yōu)的問題，發(fā)散學生思維，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。曲柄滑塊機構就是由曲柄搖桿機構中的搖桿長度增至無窮大演變而來的，還有齒輪齒條中的齒條也是將齒輪半徑增至無窮大演變而來。這是“最大”的例子。而曲柄搖桿機構中極位夾角θ最小為0°時，行程速比系數(shù)為1，即說明該機構不再具有急回特性。最優(yōu)的問題，恰恰是機械設計的核心。機械創(chuàng)新設計包括兩個部分：一是改進完善生產(chǎn)或生活中現(xiàn)有機械產(chǎn)品的技術性能、可靠性、經(jīng)濟性、實用性等；二是創(chuàng)造設計出新機器、新產(chǎn)品，以滿足新的生產(chǎn)或生活需要[3]。而機構的優(yōu)化設計就是推陳出新的法寶。通過“三最”法，讓學生在所學普通問題中發(fā)現(xiàn)特殊情況，對特殊情況進一步研究，找到普遍與特殊的關系，尋求突破口，找到創(chuàng)新點。

機械創(chuàng)新設計是推動人類文明進步的事業(yè)。從事機械創(chuàng)新設計工作需要掌握一定的機械設計知識，需要了解創(chuàng)新設計的方法，需要有克服困難的勇氣，更需要有對追逐成功的興趣。提高創(chuàng)新設計的水平需要不斷學習新的知識和方法，更需要不斷地參與創(chuàng)新設計的實踐活動，從實踐中學習和領悟。能夠通過《機械設計基礎》的教學激發(fā)學生的創(chuàng)新熱情，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識，開發(fā)學生的創(chuàng)新潛能，對于學生學習后續(xù)課程和將來的工作實踐都有著至關重要的意義?！跋胂罅Ρ戎R更重要?！比绾卧诮虒W中形成一整套系統(tǒng)的創(chuàng)新設計理論方法，將是我們以后的努力方向。

參考文獻：

[1]王晶.第四屆全國大學生機械創(chuàng)新設計大賽決賽作品選集[M].北京：高等教育出版社，2012.

第8篇：機械創(chuàng)新設計范文

關鍵詞： 全國大學生機械創(chuàng)新設計大賽 高職學生 培養(yǎng)創(chuàng)新能力

一、機械創(chuàng)新設計大賽的參賽過程

全國大學生機械創(chuàng)新設計大賽是全國高校范圍內(nèi)的四大競賽之一，旨在提高大學生創(chuàng)新設計能力、實踐操作能力和工程實踐能力。第五屆全國大學生機械創(chuàng)新設計大賽（2012年）的主題為“幸福生活——今天和明天”，內(nèi)容為“休閑娛樂機械和家庭用機械的設計和制作”。大賽的目的在于引導各高校注重培養(yǎng)大學生的創(chuàng)新設計能力、綜合設計能力與團隊協(xié)作精神；加強學生動手能力的培養(yǎng)和工程實踐的訓練，提高學生針對實際需求進行創(chuàng)新思維、機械設計和工藝制作等實際工作能力；吸引、鼓勵廣大學生踴躍參加課外科技活動，為優(yōu)秀人才脫穎而出創(chuàng)造條件。

我們依據(jù)大賽主題設計制作了參賽作品——休閑娛樂機械“快樂不倒翁”?？鞓凡坏刮逃刹坏刮绦蔚耐鈿?、帶有安全帶的座椅及支架、四根帶有滑輪的支撐、彈簧組成，利用連桿滑塊原理實現(xiàn)讓小朋友坐在快樂不倒翁中進行任意方向的搖晃而不會倒下，使小朋友在玩樂的同時得到平衡能力和感官的鍛煉。連桿滑塊的作用、彈簧伸長量的限制、安全帶的使用使得玩樂過程更加安全。

1.參賽作品的設計制作全過程。

（1）機械的功能構思（以一定的知識為基礎，以創(chuàng)新思維為導向的功能原理設計）；

（2）機械系統(tǒng)設計（整體方案設計）；

（3）機構的幾何參數(shù)綜合設計（自由度、受力、運動與動力分析）；

（4）機械零件設計（支撐桿、滑輪、彈簧、底座等）；

（5）零件制造裝配調(diào)試（零件到成品完成）。

2.參賽作品的創(chuàng)新點。

（1）認知創(chuàng)新：作品實現(xiàn)了不倒翁的載人。

（2）結構創(chuàng)新：連桿滑塊機構的應用，由安全帶和彈簧的拉伸限位保證安全。

（3）動力創(chuàng)新：作品由坐在里面的兒童發(fā)力帶動玩具及其自身的搖動，節(jié)能環(huán)保。

二、機械創(chuàng)新設計大賽中的若干問題

看著快樂不倒翁從零件到整個作品的完成，讓我們有種成就感，但在準備比賽作品過程中也暴露出高職教育的若干問題。

1.高職學生的綜合能力有待提高。

機械創(chuàng)新設計大賽對于高校素質(zhì)教育的實施、大學生實踐能力、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)與提高產(chǎn)生了巨大的推動作用，已成為檢驗高職工科類大學生實踐能力和創(chuàng)新能力的標尺。大賽要求高職學生知識面廣，具備機械、電子、材料、加工等多方面較高的綜合知識與技能。對作品的表現(xiàn)形式要求較復雜，要求有完整的設計說明書，要使用計算機輔助設計，要有三維模型和動畫，要進行三維仿真，要有視頻錄像，要有作品實物。

在準備比賽作品過程中，學生的創(chuàng)意和思路很不錯，可是實現(xiàn)過程中遇到問題不知如何解決，拿不出一套完整的、合理的方案來實現(xiàn)自己的設計，反映出日常教學中理論知識不扎實、不能理論聯(lián)系實際、缺少有效的實踐機會。

高職學生缺乏系統(tǒng)觀念，需要綜合考慮作品的功能、結構、可操控性等各種因素時，只注重預先設定的功能實現(xiàn)，對其他因素考慮較少。主要原因是高職高專缺乏諸如《機電一體化系統(tǒng)設計》等相關的專業(yè)課。

高職學生的實際工程設計能力不足，往往將設計重點放在了作品功能設計及實現(xiàn)上，而對結構強度、材料性能等方面的考慮不足。造成這一現(xiàn)象的原因是缺乏實際工程設計經(jīng)驗。

高職學生的基礎理論知識不夠扎實，對一些常見機構、零件的結構、功用、特性不了解或認識不深，比如機械結構方面對構件材料、形狀、尺寸、加工方法、裝配方法等考慮不周。原因是相關專業(yè)基礎課的課時量不夠。

2.高職學生的合作意識、團隊精神有待強化。

機械創(chuàng)新設計大賽以團隊為單位競賽，團隊對于訓練高職學生為集體完成一項任務而進行協(xié)作與分工、組織和管理非常有利，可有效縮短學生參加工作后人際關系的磨合期。在團隊組建初就應該有嚴格的紀律和明確的分工，避免出現(xiàn)創(chuàng)新團隊組織渙散、分工不明確、隊員間相互依賴缺乏奉獻精神的現(xiàn)象。

3.高職學生的創(chuàng)新意識缺乏不足。

《高等教育法》明確規(guī)定：“高等教育的任務是培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實踐能力的高級專門人才。”說明創(chuàng)新能力培養(yǎng)是高職教育的一項重要任務。在準備比賽作品過程中，高職學生的創(chuàng)新意識明顯不足，過多依賴指導老師。主要表現(xiàn)：具有創(chuàng)新意識，但不善于利用和創(chuàng)造條件；思維相當敏捷，但缺乏創(chuàng)新性思維的方式；有創(chuàng)新的靈感，但缺少必備的創(chuàng)新技能；有創(chuàng)新的興趣與熱情，但缺乏毅力。主要原因是高職院校缺乏培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識的有效機制。培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識是一個系統(tǒng)工程，必須更新教育思想、轉(zhuǎn)變觀念，構建創(chuàng)新教育體系，不斷增強學生的創(chuàng)新意識：善于觀察、突破定勢、巧妙構思、方案新穎、實用簡單、功能適當、便于制作。

三、培養(yǎng)高職學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的幾點建議

1.改革和完善實踐教學體系和內(nèi)容，提高高職學生的實際動手能力。

實踐環(huán)節(jié)是理論結合實際的橋梁，是培養(yǎng)高職學生由知識型向能力型轉(zhuǎn)變的重要途徑，在培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力方面有著不可替代的作用。拓寬學生的知識面這就要求高職院校豐富實踐教學環(huán)節(jié)的教學內(nèi)容，改革實踐教學模式。實踐實訓條件應包括機械創(chuàng)新實訓室（機械原理、機械設計、機械創(chuàng)新設計）、機械工程軟件實訓室（autocad、pro-e、ug、cimetron等）、虛擬仿真實訓室等。實踐教學內(nèi)容應減少驗證性的，多采用項目驅(qū)動方式。借助這些實訓條件幫助學生積累實際經(jīng)驗，培養(yǎng)他們的動手能力、分析問題與解決問題的能力和協(xié)作能力。

2.加強引導創(chuàng)新實踐過程，增強高職學生的人文底蘊。

幫助高職學生明確設計目標，學習必要的設計知識，避免創(chuàng)新設計中的盲目性，同時還要增強人文底蘊，通過多種途徑讓學生開闊視野，鼓勵他們多涉獵一些色彩、造型、工業(yè)設計史等方面的知識，這些知識不僅可以幫助學生設計出較好的作品，而且它向?qū)W生傳達的理念中很多是可以直接套用到創(chuàng)新設計中的。

3.健全機制，構建高職院校創(chuàng)新平臺。

建立學生創(chuàng)新實踐基地平臺，組織比賽。以創(chuàng)新社團為載體，塑造學生的創(chuàng)新人格；以創(chuàng)新比賽為平臺，激發(fā)創(chuàng)新欲望；以制度為保障，保持創(chuàng)新積極性；以學習能力培養(yǎng)為落腳點，培養(yǎng)高職學生的創(chuàng)新能力。

參考文獻：

［1］徐起賀.機械創(chuàng)新設計［M］.北京：機械工業(yè)出版社，2012.

［2］高霄漢.由機械創(chuàng)新大賽看工科機械類大學生創(chuàng)新能力培養(yǎng).河南教育（高校版）2009，（9）.

第9篇：機械創(chuàng)新設計范文

關鍵詞：機械原理；教學改革；機械創(chuàng)新設計

中圖分類號：G642.0文獻標識碼：A文章編號：1674-9324（2018）02-0128-02

一、引言

“機械原理”是機械工科專業(yè)的一門技術基礎課，主要研究各種機構的共性問題[1，2]，機械原理課程理論抽象，研究內(nèi)容寬泛，并對前期的基礎課程有較高的要求，因此導致很多學生產(chǎn)生畏懼心理，覺得機械原理課程深奧，內(nèi)容枯燥、課程索然無味。

與機械創(chuàng)新大賽相結合的“機械原理”教學是利用機械創(chuàng)新設計大賽，通過創(chuàng)新設計大賽作品的制造，促進學生對課程內(nèi)容的學習，督促學生自己提出問題、分析問題、解決問題，最后最大化地激發(fā)學生的機械創(chuàng)新能力[3，4]。目前，湖南文理學院有效地將機械創(chuàng)新設計大賽與機械原理課程相結合，并取得了卓有成效的成果。

二、與機械創(chuàng)新大賽相結合的“機械原理”教學的實施過程

通過多年來參與機械創(chuàng)新設計大賽，我校對機械創(chuàng)新設計大賽與機械原理課程教學相結合積累了大量的經(jīng)驗，下面對其實施過程予以介紹。

（一）主辦機械創(chuàng)新設計大賽的主題解析會

委派骨干老師參加歷屆的機械創(chuàng)新設計大賽主題解析會，對每一年的機械創(chuàng)新設計大賽的比賽主題有一個正確和深刻的理解，避免以后的作品出現(xiàn)跑題現(xiàn)象。骨干老師參加完主題解析會后，召集所有的學生和全院的老師，在學院內(nèi)部把主題解析清楚，并以自由提問和臨場解答的方式，盡量讓學生理解每一屆的主題。另外還邀請2名在往屆機械創(chuàng)新設計大賽中取得優(yōu)秀成績的學生介紹經(jīng)驗，一方面讓學生了解機械創(chuàng)新設計大賽的整個流程，另一方面提高學生參與機械創(chuàng)新設計大賽的積極性。

（二）開展與機械創(chuàng)新設計大賽主題相一致的工程創(chuàng)新三維設計大賽

為了提高全體學生的學習積極性，并進一步認識機械原理課程對于機械產(chǎn)品設計的重要性，我校在全體大二學生中主辦工程創(chuàng)新三維設計大賽，并要求全體學生自發(fā)成立三人協(xié)同小組，為各個協(xié)同小組配備一名指導老師。在此階段，學生在小組內(nèi)充分討論和互相學習，并階段性地與指導老師探討設計方案，通過反復查找資料和充分的方案論證，最終完成產(chǎn)品三維圖形的繪制。完成此過程，學生需要自發(fā)學習機械原理的相關知識，并與指導老師充分交流。為了完成三維圖形的繪制，學生還需要自學三維制圖軟件。通過2個月左右時間的訓練，各個小組基本都能拿出一個合理的方案。學院組織三維設計大賽評比，由學校挑選的5名專業(yè)老師作評委，評選出優(yōu)秀作品15件參加下一階段的實物制作，并為期間表現(xiàn)優(yōu)秀的小組和作品頒發(fā)獎狀，一方面是對學生工作的肯定，另一方面也是對他們的鼓勵，提高他們學習的積極性。

（三）實物作品的制作

進入實物作品的制作階段，首先要解決的就是經(jīng)費的來源。我校歷來就重視學科競賽，教務處有專用的用以支持學科競賽的經(jīng)費，學院內(nèi)部也為實物制作預留了一定的經(jīng)費。因此，此階段所需費用得到徹底解決。更為重要的是，為了讓學生盡早盡好地完成作品的制作，我們對所屬的機械廠和加工中心作了硬性要求，學生提出作品加工要求后必須在3個工作日內(nèi)得以滿足，并要求學生自己完成作品的機械加工，這樣做的目的也是為了提高學生的生產(chǎn)實踐能力，讓學生能夠掌握產(chǎn)品的制作流程，也為機械制造基礎課程的學習打下良好的基礎。

三、近幾年學生的機械創(chuàng)新設計大賽成果

自從學院將機械原理教學與機械創(chuàng)新設計大賽相結合后，老師和學生在思想上都更加重視學科競賽，學校也加大了機械創(chuàng)新設計大賽作品的經(jīng)費投入，近幾年涌現(xiàn)出大量高質(zhì)量的機械創(chuàng)新設計作品，在省內(nèi)競賽中也取得了顯著的成績。以下為湖南文理學院機械工程學院在近兩屆機械創(chuàng)新設計大賽獲得的一等獎和二等獎的作品匯總表。

實踐證明：在課程在近三年的考試中，2006屆學生機械原理課程及格率只有56.5%，2007屆學生機械原理課程及格率提高到81.2%，說明了機械創(chuàng)新設計大賽促進了機械原理課程的學習，這為學生今后從事機械設計、研究和產(chǎn)品的開發(fā)創(chuàng)新奠定了重要的基礎。與機械創(chuàng)新大賽相結合的“機械原理”實踐教學極大地提高了學生分析問題和解決問題的能力，提高了學生學習知識的興趣。通過與傳統(tǒng)教學法的結合，使學生掌握了機械原理課程的基本概念和核心能力，提高了其機械創(chuàng)新設計能力。

四、結束語

機械原理是機械工科專業(yè)一門重要的專業(yè)基礎課，為了增強學生對機械原理課程的適應能力和挖掘其開發(fā)創(chuàng)新能力，通過與機械創(chuàng)新大賽相結合的“機械原理”教學改革，可以顯著提高學生的機械原理知識和機械創(chuàng)新設計能力。

參考文獻： 

[1]趙永杰，程西云.機械原理課程探究式教學改革與探索[J].大學教育，2014，（9）：141-143. 

[2]施火結.機械原理教學內(nèi)容及課程體系的改革[J].教育教學論壇，2012，（s5）：69-71. 

[3]周永清.機械原理創(chuàng)新教具學具進課堂[J].實驗技術與管理，2016，33（2）：11-13.