《機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)》選修課（doc 7頁）.doc

1、第一章創(chuàng)新實(shí)踐可分為3個(gè)階段（1）了解問題：目標(biāo)是什么？未知量、已知量是那些？情況如何？能滿足情況的需要嗎？能否決定未知量，是否足夠，是否重復(fù)或抵觸？可以畫張圖，引入合適的標(biāo)志，把情況的各部分加以分解。（2）設(shè)計(jì)方案：遇到過這個(gè)問題嗎？知道相關(guān)的問題嗎？可能運(yùn)用什么原理？通過不同的方法設(shè)計(jì)各種方案，并進(jìn)行優(yōu)化。（3）執(zhí)行方案：實(shí)施設(shè)計(jì)方案，在每一步驟中對(duì)方案修改完善，必要時(shí)重新設(shè)計(jì)方案，以取得最好的成效。任何一個(gè)創(chuàng)新幾乎都要經(jīng)過上述3個(gè)階段，一般最困難的是第二階段，最關(guān)鍵的往往是第三階段。創(chuàng)新設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)類型的內(nèi)容特點(diǎn)，一般將設(shè)計(jì)分為下面3種：1開發(fā)性設(shè)計(jì)在工作原理、結(jié)構(gòu)等完全未知的情況下，針對(duì)新

2、任務(wù)提出新方案，開發(fā)設(shè)計(jì)出以往沒有過的新產(chǎn)品。2變型設(shè)計(jì) 在工作原理和功能結(jié)構(gòu)不改變的情況下，對(duì)已有產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、參數(shù)、尺寸等方面進(jìn)行變異，設(shè)計(jì)出適用范圍更廣的系列化產(chǎn)品。3適應(yīng)性設(shè)計(jì) 亦稱反求設(shè)計(jì)。針對(duì)已有的產(chǎn)品設(shè)計(jì)，在消化吸收的基礎(chǔ)上，對(duì)產(chǎn)品作局部變更或設(shè)計(jì)一個(gè)新部件，使產(chǎn)品更能滿足使用要求。 開發(fā)設(shè)計(jì)以開創(chuàng)、探索創(chuàng)新，變型設(shè)計(jì)通過變異創(chuàng)新，適應(yīng)性設(shè)計(jì)在吸取中創(chuàng)新。創(chuàng)新是各種類型設(shè)計(jì)的共同點(diǎn)。 二、設(shè)計(jì)思路和設(shè)計(jì)過程1產(chǎn)品規(guī)劃階段明確設(shè)計(jì)任務(wù)和要求，提出設(shè)計(jì)任務(wù)書2原理方案設(shè)計(jì)階段確定工作原理，分解子系統(tǒng)，繪制方案簡(jiǎn)圖3技術(shù)方案設(shè)計(jì)進(jìn)行總體設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，完成產(chǎn)品全部生產(chǎn)圖紙，編制設(shè)計(jì)說明書

3、、工藝卡等技術(shù)文件4改進(jìn)設(shè)計(jì)機(jī)械的功能要求1）運(yùn)動(dòng)要求：如運(yùn)動(dòng)規(guī)律、軌跡、行程、速度、加速度、轉(zhuǎn) 速、調(diào)速范圍、運(yùn)動(dòng)的精確性等。（2）動(dòng)力要求：傳遞的功率、轉(zhuǎn)矩、力、加速性能、效率等。（3）安全要求：強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性、熱力學(xué)性能、摩擦特性、振動(dòng)、機(jī)械工作的安全性及操作人員的安全性等。（4）經(jīng)濟(jì)要求：設(shè)計(jì)和制造的經(jīng)濟(jì)性、使用和維護(hù)的經(jīng)濟(jì)性等。（5）可靠性和壽命要求：包括零部件和機(jī)械實(shí)現(xiàn)預(yù)期功能的可靠性，零部件和機(jī)械的耐磨性、疲勞強(qiáng)度、失效和使用壽命等。6）機(jī)動(dòng)性要求：對(duì)尺寸、體積、重量、功率的要求。（7）環(huán)境保護(hù)要求：防止污染（噪聲、廢氣、廢水、廢塵），防止“三漏”（漏氣、漏水、漏油），無公害

4、和綠色產(chǎn)品等。8產(chǎn)品造型要求：如美觀、人性化，外觀、色彩與環(huán)境 的協(xié)調(diào)等。創(chuàng)新設(shè)計(jì)的三種方法1開發(fā)性設(shè)計(jì) 在工作原理、結(jié)構(gòu)等完全未知的情況下，針對(duì)新任務(wù)提出新方案，開發(fā)設(shè)計(jì)出以往沒有過的新產(chǎn)品。2變型設(shè)計(jì) 在工作原理和功能結(jié)構(gòu)不改變的情況下，對(duì)已有產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、參數(shù)、尺寸等方面進(jìn)行變異，設(shè)計(jì)出適用范圍更廣的系列化產(chǎn)品。3適應(yīng)性設(shè)計(jì)亦稱反求設(shè)計(jì)。針對(duì)已有的產(chǎn)品設(shè)計(jì)，在消化吸收的基礎(chǔ)上，對(duì)產(chǎn)品作局部變更或設(shè)計(jì)一個(gè)新部件，使產(chǎn)品更能滿足使用要求。 開發(fā)設(shè)計(jì)以開創(chuàng)、探索創(chuàng)新，變型設(shè)計(jì)通過變異創(chuàng)新，適應(yīng)性設(shè)計(jì)在吸取中創(chuàng)新。創(chuàng)新是各種類型設(shè)計(jì)的共同點(diǎn)。 第二章人類的思維方式可以歸納為如下幾種1形象思維與抽象

5、思維 形象思維也稱為具體思維，是人腦對(duì)客觀事物和現(xiàn)象的具體形象的反 抽象思維是以抽象的概念、判斷和推論為形式的思維方式，概念是客觀事物本質(zhì)屬性的反映，判斷是兩個(gè)以上概念的聯(lián)系，推論則是兩個(gè)以上判斷的聯(lián)系。形象思維具有靈活、新奇的特點(diǎn)，而抽象思維較為嚴(yán)密。2發(fā)散思維與收斂思維發(fā)散思維又叫分散思維、求異思維、開放思維等。它是根據(jù)提供的信息，多方位尋求問題的答案的思維方式收斂思維也叫集中思維、求同思維等。是一種在大量設(shè)想或多方案的基礎(chǔ)上尋求某種最佳答案的思維方式。在創(chuàng)造活動(dòng)中，提出的方案越多，選擇最優(yōu)方案的回旋余地就越大，但光有發(fā)散思維并不能使問題得到有效的解。既需要有充分的信息為基礎(chǔ)，設(shè)想多種方案

6、，又需要對(duì)各種信息進(jìn)行綜合、歸納，多方案優(yōu)化。發(fā)散思維與收斂思維的有效結(jié)合組成了創(chuàng)新活動(dòng)的一個(gè)循環(huán)過程。3邏輯思維與非邏輯思維邏輯思維是抽象思維方式。它是嚴(yán)格遵循邏輯規(guī)則按部就班、有條不紊進(jìn)行的思維。它的主要方法是分析、歸納、綜合與演繹。非邏輯思維是一種不嚴(yán)格遵循邏輯規(guī)律，突破常規(guī)，通過想象、直覺、靈感等方式進(jìn)行的自由思維方式。4直達(dá)思維與旁通思維直達(dá)思維始終圍繞需要解決的問題進(jìn)行思考，旁通思維則將問題轉(zhuǎn)化為另一個(gè)問題，間接分析求解。旁通思維后要返歸到直達(dá)思維，才能較好地解決提出的創(chuàng)造性思維的特征 1思維結(jié)果的新穎性、獨(dú)特性它指思維結(jié)果的首創(chuàng)性，具備與前人、眾人不同的獨(dú)特見解，思維的結(jié)果是過去

7、未曾有過的。也可以說，是主體對(duì)知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)和思維材料進(jìn)行新穎的綜合分析、抽象概括，以致達(dá)到人類思維的高級(jí)形態(tài)，其思維結(jié)果包含著新的因素2思維方法的多樣靈活性、開放 它指對(duì)于客觀事物或問題，表現(xiàn)出勇于突破思維定勢(shì)，善于從不同的角度思考問題，善于提出多種解決方案；能根據(jù)條件的發(fā)展變化，及時(shí)改變先前的思維過程，尋找解決問題的新途徑3思維過程的潛意識(shí)自覺性4頓悟性創(chuàng)造性思維是長(zhǎng)期實(shí)踐和思考活動(dòng)的結(jié)果，經(jīng)過反復(fù)探索，思維運(yùn)動(dòng)發(fā)展到一定關(guān)節(jié)點(diǎn)時(shí)，或由外界偶然機(jī)遇所引發(fā)，或由大腦內(nèi)部積淀的潛意識(shí)所觸動(dòng)，就產(chǎn)生一種質(zhì)的飛躍，使問題突然得到解決，這就是思維的頓悟性。影響創(chuàng)造能力的非智力因素1興趣和好奇心2進(jìn)取心3

8、自信心4勇氣5組織能力影響創(chuàng)造能力的智力因素包含：1想象力想象力就是在記憶的基礎(chǔ)上通過思維活動(dòng)，把對(duì)客觀事物的描述構(gòu)成形象或獨(dú)立構(gòu)思出新形象的能力。簡(jiǎn)而言之，想象力是人的形象思維能力，2洞察力洞察力指的是深入細(xì)致的觀察能力。具有這種能力就可以透過現(xiàn)象看本質(zhì)3動(dòng)手能力動(dòng)手能力包括制作、試驗(yàn)及繪圖等方面的技能。李政道博士曾經(jīng)說過：動(dòng)手能力是創(chuàng)造發(fā)明者所必備的基本素質(zhì)。4智能和知識(shí)因素5創(chuàng)造性思維與創(chuàng)造技法創(chuàng)造性思維的外部表現(xiàn)就是人們常說的創(chuàng)造力，創(chuàng)造力是物化創(chuàng)造性思維成果的能力，在一切創(chuàng)造活動(dòng)領(lǐng)域都不可缺少，是現(xiàn)代創(chuàng)造者創(chuàng)造能力的最重要因素第三章創(chuàng)造原理 綜合創(chuàng)造原理綜合創(chuàng)造，則是指運(yùn)用綜合法則的

9、創(chuàng)新功能去尋求新的創(chuàng)造。它的基本模式如圖所示。2 分離創(chuàng)造原理分離原理在創(chuàng)新設(shè)計(jì)過程中，提倡將事物打破并分解，而綜合原理則提倡組合和聚集，因此，分離原理是與綜合原理思路相反的另一個(gè)創(chuàng)造原理。3 移植創(chuàng)造原理 移植創(chuàng)造具有以下基本特征l）移植是借用已有技術(shù)成果進(jìn)行新目的下的再創(chuàng) 造，它使已有技術(shù)在新的應(yīng)用領(lǐng)域得到延續(xù)和 拓展；2）移植實(shí)質(zhì)上是各種事物的技術(shù)和功能相互之間 的轉(zhuǎn)移和擴(kuò)散。 3）移植領(lǐng)域之間的差別越大，則移植創(chuàng)造的難度也大，成果的創(chuàng)造性也愈明顯。4 物場(chǎng)分析原理5 還原創(chuàng)造原理還原創(chuàng)造的本質(zhì)是使思路回到事物的基本功能上去，6 價(jià)值優(yōu)化原理綜合創(chuàng)造原理 分離創(chuàng)造原理 移植創(chuàng)造原理 物場(chǎng)

10、分析原理 還原創(chuàng)造原理 價(jià)值優(yōu)化原理第四章創(chuàng)造技法基本原理 1主動(dòng)原理 創(chuàng)造者主設(shè)問問題，保持強(qiáng)烈創(chuàng)造沖動(dòng)2刺激原理善吸納信息，對(duì)新鮮事物有強(qiáng)烈的興趣并進(jìn)行追3希望原理 不滿足現(xiàn)狀和已得經(jīng)驗(yàn)，懷疑提問，追求事物理想4環(huán)境原理 有容許探索，從失敗中求成功的社會(huì)環(huán)境 5 量多原理 有盡可能多的創(chuàng)造性設(shè)想和方案，多多益善6群眾原理 人人都有創(chuàng)造力，群眾智慧大于個(gè)人智慧7激發(fā)原理 創(chuàng)造性思維相互激勵(lì)，活化，引伸，改進(jìn)，綜 8自由原理 打破定勢(shì)，不受權(quán)威和傳統(tǒng)邏輯或常規(guī)限制常用創(chuàng)新技法 1 群體集智法2 系統(tǒng)分析法 3 聯(lián)想類比法 4 轉(zhuǎn)向創(chuàng)新法 5 組合創(chuàng)新法 1 智力激勵(lì)法智力激勵(lì)法的四項(xiàng)原則l）自

11、由思考原則2）延遲評(píng)判原則3）以量求質(zhì)原則4）綜合改善原則2智力激勵(lì)法運(yùn)用程序 1）智力激勵(lì)會(huì)的準(zhǔn)備 2）熱身活動(dòng)3）明確問題 4）自由暢談 5）加工整理 412 書面集智法4.1.3 函詢集智法1函詢集智的特點(diǎn)函詢集智法有兩個(gè)特點(diǎn)，也是其優(yōu)點(diǎn)。它不是把專家召集起來開會(huì)討論，而是用書信方式征詢和回答，使整個(gè)提設(shè)想過程具有相對(duì)的匿名性。專家相互之間不見面，有利于克服一些心理障礙，便于充分發(fā)表新穎意見或獨(dú)特看法。輪間反饋則保證了專家之間的信息交流和思維激勵(lì)聯(lián)想類比法4.3.1 聯(lián)想法 聯(lián)想是從一概念想到他概念從一事物想到他事物的一種心理活動(dòng)或思維方式1相似聯(lián)想 相似聯(lián)想是從某一思維對(duì)象想到與它具有

12、某些相似特征的另一思維對(duì)象的聯(lián)想思維。2接近聯(lián)想 接近聯(lián)想是從某一思維對(duì)象想到與它有接近關(guān)系的思維對(duì)象上去的聯(lián)想思維。3對(duì)比聯(lián)想對(duì)比聯(lián)想就是由事物間完全對(duì)立或存在某些差異而引起的聯(lián)想。4強(qiáng)制聯(lián)想 強(qiáng)制聯(lián)想法是綜合運(yùn)用聯(lián)想方法而形成的一種非邏輯型創(chuàng)造技法，是由完全無關(guān)或親緣相當(dāng)遠(yuǎn)的多個(gè)事物及見解之間，牽強(qiáng)附會(huì)地找出其聯(lián)系的方法第五章5.1.機(jī)械系統(tǒng)的概念 由若干機(jī)械裝置組成的一個(gè)特定系機(jī)械系統(tǒng) 機(jī)械系統(tǒng)的組成 一 般機(jī)械系統(tǒng)由動(dòng)力部分、傳動(dòng)部分、執(zhí)行部分和控制（測(cè)控）部分四部分組成。動(dòng)力部分相當(dāng)于人的心臟，為系統(tǒng)提供動(dòng)力源，動(dòng)力部分接受控制系統(tǒng)信息處理部分發(fā)出的控制指令和信號(hào)，完成由其他能向機(jī)械

13、能的轉(zhuǎn)化；傳動(dòng)部分傳遞動(dòng)力與運(yùn)動(dòng)，完成運(yùn)動(dòng)形式、運(yùn)動(dòng)規(guī)律等的轉(zhuǎn)換；執(zhí)行部分是系統(tǒng)的末端，相當(dāng)于人的手和足，是與作業(yè)對(duì)象接觸的部分，用來改變作業(yè)對(duì)象的性質(zhì)、狀態(tài)、形狀、位置等；控制部分包含傳感和控制功能。傳感部分相當(dāng)于人的眼、耳、鼻等感覺器官。它把機(jī)器工作過程中的各種參數(shù)和狀況檢測(cè)出來，變成可測(cè)定和控制的物理量，傳送到信息處理部分，此處相當(dāng)于人的大腦，經(jīng)過信息處理，發(fā)出對(duì)各部分工作的指令和控制信號(hào)。是用來操縱與控制動(dòng)力、傳動(dòng)、執(zhí)行等部分協(xié)調(diào)運(yùn)行，準(zhǔn)確可靠地完成系統(tǒng)的預(yù)定功能。它們之間關(guān)系用框圖描述如圖2機(jī)械系統(tǒng)的相關(guān)性。每個(gè)系統(tǒng)一般都由若干個(gè)子系統(tǒng)組成，子系統(tǒng)又由各種元件與操作構(gòu)成統(tǒng)中的各子系統(tǒng)

14、之間互相影響，互相關(guān)聯(lián)，同時(shí)各子系統(tǒng)也影響著系統(tǒng)，而系統(tǒng)又受超系統(tǒng)的制約。超系統(tǒng)可以理解是系統(tǒng)的環(huán)境，系統(tǒng)得以存在的條件。這種各子系統(tǒng)之間，系統(tǒng)與子系統(tǒng)之間，以及系統(tǒng)與超系統(tǒng)之間相互關(guān)聯(lián)的性質(zhì)稱為系統(tǒng)的相關(guān)性。機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)經(jīng)歷下列四個(gè)階段1）產(chǎn)品規(guī)劃階段主要是進(jìn)行市場(chǎng)需求調(diào)研與預(yù)測(cè)，進(jìn)行國(guó)內(nèi)外信息的研究與分析。論證產(chǎn)品開發(fā)的必要性、可行性，進(jìn)而確定產(chǎn)品的功能目標(biāo)。（2）方案設(shè)計(jì)階段以系統(tǒng)的總功能目標(biāo)為基礎(chǔ)，繼續(xù)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行分析、分解，確定各子系統(tǒng)的分功能及功能元；并針對(duì)各功能目標(biāo)進(jìn)行創(chuàng)新、探索、優(yōu)化、篩選，從而確定較理想的工作原理方案；最后還要針對(duì)不同的工作原理進(jìn)行構(gòu)型綜合，確定機(jī)構(gòu)類型與結(jié)構(gòu)形

15、狀。 （3）技術(shù)設(shè)計(jì)階段在方案原理設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行系統(tǒng)中零部件的尺寸、形狀、結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度、剛度、精度設(shè)計(jì)；繪制出相應(yīng)的工作圖，編制出相應(yīng)的設(shè)計(jì)技術(shù)資料。（4）施工設(shè)計(jì)階段在技術(shù)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上進(jìn)行加工和制造的工藝設(shè)計(jì)；進(jìn)行安裝、調(diào)試、維護(hù)及使用的設(shè)計(jì)與說明。在這四個(gè)設(shè)計(jì)階段中，方案設(shè)計(jì)對(duì)產(chǎn)品的性能、成本、使用與競(jìng)爭(zhēng)力的影響最大，也是最具有創(chuàng)新的階段。功能分類 功能分類就是將系統(tǒng)中輸入與輸出的三要素操作具體化，這將有利于功能的分析，也有利于原理的綜合與構(gòu)型的綜合。功能分類可以按照機(jī)械系統(tǒng)的組成進(jìn)行，也可按三要素變換的物理作用進(jìn)行分類。1按機(jī)械系統(tǒng)的組成進(jìn)行功能分類 按機(jī)械系統(tǒng)的組成可將系統(tǒng)功能分為以

16、下幾類。 （1）驅(qū)動(dòng)功能 為系統(tǒng)提供能量或動(dòng)力，它接受測(cè)控部分發(fā)出的指令，執(zhí)行驅(qū)動(dòng)部分工作。其功能載體為各種類型原動(dòng)機(jī)。如電動(dòng)機(jī)、內(nèi)燃機(jī)等。 （2）傳動(dòng)功能傳遞驅(qū)動(dòng)和執(zhí)行部分之間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。包括運(yùn)動(dòng)形式、性質(zhì)、方向、大小的變換。其功能載體可以是機(jī)械式、液壓氣動(dòng)式或電磁式等（3）執(zhí)行功能實(shí)現(xiàn)和完成產(chǎn)品的最終功能。簡(jiǎn)單系統(tǒng)可用簡(jiǎn)單的構(gòu)件實(shí)現(xiàn)特定的動(dòng)作；復(fù)雜的系統(tǒng)有多個(gè)執(zhí)行功能，各動(dòng)作需要（4）控制功能包括檢測(cè)、傳感與控制。它把系統(tǒng)工作過程中各種參數(shù)和工作狀況檢測(cè)出來，變換成可測(cè)定和可控制的物理量，傳送到信息處理部分，并發(fā)出對(duì)各部分的工作指令和控制信號(hào)。機(jī)構(gòu)能實(shí)現(xiàn)的基本功能 機(jī)構(gòu)能實(shí)現(xiàn)的基本功能可

17、歸納為以下幾類。變換運(yùn)動(dòng)的形式 運(yùn)動(dòng)形式主要有轉(zhuǎn)動(dòng)、單雙向移動(dòng)、單雙向擺動(dòng)以及間歇運(yùn)動(dòng)等。變換運(yùn)動(dòng)的速度 即減速、增速、變速或調(diào)速等。變換運(yùn)動(dòng)的方向 主要指轉(zhuǎn)動(dòng)件的兩軸線可平行、相交、空間交錯(cuò)；對(duì)于空間連桿機(jī)構(gòu)與空間凸輪機(jī)構(gòu)可在運(yùn)動(dòng)空間實(shí)現(xiàn)任意方向運(yùn)動(dòng)的變換。 進(jìn)行運(yùn)動(dòng)的合成與分解 兩個(gè)自由度的機(jī)構(gòu)以及各種差速機(jī)構(gòu)。對(duì)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行操縱與控制 主要指各種離合裝置、操縱裝置。實(shí)現(xiàn)給定的運(yùn)動(dòng)軌跡 機(jī)構(gòu)中的浮動(dòng)構(gòu)件可實(shí)現(xiàn)各種軌跡要求。如連桿機(jī)構(gòu)中的連桿；行星齒輪機(jī)構(gòu)中的行星齒輪以及撓性件傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的撓性構(gòu)件等。 實(shí)現(xiàn)給定的運(yùn)動(dòng)位置 指兩個(gè)連架桿的對(duì)應(yīng)位置，以及浮動(dòng)構(gòu)件的導(dǎo)引位置。 實(shí)現(xiàn)某些特殊功能 有增力

18、、增程、微動(dòng)、急回、夾緊、定位和自鎖等。5.4.3 構(gòu)型綜合的注意的六個(gè)問題1應(yīng)盡量滿足或接近功能目標(biāo)2要力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單3要方便加工制造，提高精度4要保證良好的動(dòng)力特性5應(yīng)注意機(jī)械效益與機(jī)械效率問題6要考慮動(dòng)力源及其形式 第六章1 機(jī)構(gòu)形式設(shè)計(jì)的原則1機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)鏈盡量簡(jiǎn)短 完成同樣的運(yùn)動(dòng)要求，應(yīng)優(yōu)先選用構(gòu)件數(shù)和運(yùn)動(dòng)副數(shù)最少的機(jī)構(gòu)，這樣可以簡(jiǎn)化機(jī)器的構(gòu)造，從而減輕重量、降低成本。此外也可減少由于零件的制造誤差而形成的運(yùn)動(dòng)鏈的累積誤差，從而提高零件加工工藝性和增強(qiáng)機(jī)構(gòu)工作可靠性。運(yùn)動(dòng)鏈簡(jiǎn)短也有利于提高機(jī)構(gòu)的剛度，減少產(chǎn)生振動(dòng)的環(huán)節(jié)。考慮以上因素，在機(jī)構(gòu)選型時(shí)，有時(shí)寧可采用有較小設(shè)計(jì)誤差的簡(jiǎn)單近似機(jī)構(gòu)，

19、而不采用理論上無誤差但結(jié)構(gòu)復(fù)雜的機(jī)2適當(dāng)選擇運(yùn)動(dòng)副在執(zhí)行構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律要求復(fù)雜，采用連桿機(jī)構(gòu)很難完成精確設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)考慮采用高副機(jī)構(gòu)3適當(dāng)選擇原動(dòng)機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的形式與原動(dòng)機(jī)的形式密切相關(guān)，不要僅局限于選擇傳統(tǒng)的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)形式4選用廣義機(jī)構(gòu)不要僅限于剛性機(jī)構(gòu)，還可選用柔性機(jī)構(gòu)，以及利用光、電、磁和利用摩擦。重力、慣性等原理工作的廣義機(jī)構(gòu)，許多場(chǎng)合可使機(jī)構(gòu)更加簡(jiǎn)單、實(shí)用v 應(yīng)使機(jī)構(gòu)具有較好的動(dòng)力學(xué)特性 機(jī)構(gòu)在機(jī)械系統(tǒng)中不僅傳遞運(yùn)動(dòng)，而且還要起到傳遞和承受力（或力矩）的作用，因此要選擇有較好的動(dòng)力學(xué)特性的機(jī)構(gòu)。 1采用傳動(dòng)角較大的機(jī)構(gòu)2采用增力機(jī)構(gòu)3采用對(duì)稱布置的機(jī)構(gòu)2 機(jī)構(gòu)的選型 所謂機(jī)構(gòu)的選型，是指

20、利用發(fā)散思維的方法，將前人創(chuàng)造發(fā)明出的各種機(jī)構(gòu)按照運(yùn)動(dòng)特性或?qū)崿F(xiàn)的功能進(jìn)行分類，然后根據(jù)原理方案確定的執(zhí)行構(gòu)件所需要的運(yùn)動(dòng)特性或?qū)崿F(xiàn)功能進(jìn)行搜索、選擇、比較和評(píng)價(jià)，選出合適的機(jī)構(gòu)形式。 v 第七章1 結(jié)構(gòu)方案的變異設(shè)計(jì) 2 提高性能的設(shè)計(jì)3 結(jié)構(gòu)的宜人化設(shè)計(jì) 4 新型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1 結(jié)構(gòu)方案的變異設(shè)計(jì) 創(chuàng)造性思維在機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的重要應(yīng)用之一就是結(jié)構(gòu)方案的變異設(shè)計(jì)方法。它能使設(shè)計(jì)者從一個(gè)已知的可行結(jié)構(gòu)方案出發(fā)，通過變換得到大量的可行方案。通過對(duì)這些方案中參數(shù)的優(yōu)化，可以使設(shè)計(jì)者得到多個(gè)局部最優(yōu)解，再通過對(duì)這些局部最優(yōu)解的分析和比較，就可以得到較優(yōu)解或全局最優(yōu)解。變異設(shè)計(jì)的目的是尋求滿足設(shè)計(jì)要求的獨(dú)

21、立的設(shè)計(jì)方案，以便對(duì)其進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)，通過變異設(shè)計(jì)所得到的獨(dú)立的設(shè)計(jì)方案數(shù)量越多，覆蓋的范圍越廣泛，通過優(yōu)化得到全局最優(yōu)解的可能性就越大。 變異設(shè)計(jì)的基本方法是首先通過對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的分析，得出一般結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案中所包含的技術(shù)要素的構(gòu)成，然后再分析每一個(gè)技術(shù)要素的取值范圍，通過對(duì)這些技術(shù)要素在各自的取值范圍內(nèi)的充分組合，就可以得到足夠多的獨(dú)立的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。 變異設(shè)計(jì)的目的是為設(shè)計(jì)提供大量的可供選擇的設(shè)計(jì)方案，使設(shè)計(jì)者可以在其中進(jìn)行評(píng)價(jià)、比較和選擇，并進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化。 一般機(jī)械結(jié)構(gòu)的技術(shù)要素包括零件的幾何形狀，零件之間的聯(lián)接和零件的材料及熱處理方式。以下分別分析這幾個(gè)技術(shù)要素的變異設(shè)計(jì)方法。2

22、提高性能的設(shè)計(jì)1 提高強(qiáng)度和剛度的設(shè)計(jì)2 提高精度的設(shè)計(jì)3 提高工藝性的設(shè)計(jì)3 結(jié)構(gòu)的宜人化設(shè)計(jì)1 適合人的生理特點(diǎn)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1減少疲勞的設(shè)計(jì)2容易發(fā)力的設(shè)計(jì) 4 適合人的心理特點(diǎn)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4 新型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1 彈性結(jié)構(gòu)2 快動(dòng)聯(lián)接結(jié)構(gòu)3 組合結(jié)構(gòu) 組合結(jié)構(gòu)是指通過合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，將多個(gè)零件的功能組合到一個(gè)零件上，起到減少零件數(shù)量，便于裝配，降低成本的目的第八章反求設(shè)計(jì) 是以先進(jìn)技術(shù)或產(chǎn)品的實(shí)物、軟件（圖紙、程序、技術(shù)文件等）、影像（照片、廣告等）作為研究對(duì)象，應(yīng)用現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論方法學(xué)、生產(chǎn)工程學(xué)、材料學(xué)等有關(guān)專業(yè)知識(shí)進(jìn)行系統(tǒng)深入的分析與探索，并掌握其關(guān)鍵技術(shù)，進(jìn)而開發(fā)出先進(jìn)產(chǎn)品。運(yùn)用反求技術(shù)，可

23、以縮短新產(chǎn)品開發(fā)的時(shí)間，提高新產(chǎn)品開發(fā)的成功率，是創(chuàng)新設(shè)計(jì)的一種有效方法。 反求設(shè)計(jì)的研究對(duì)象 從工程技術(shù)角度分析，反求設(shè)計(jì)的研究對(duì)象一般分為三類。它們分別是實(shí)物反求、軟件反求和圖片反求。反求對(duì)象應(yīng)該是比較先進(jìn)的技術(shù)或產(chǎn)品；也可能是自然界的產(chǎn)物1實(shí)物反求 實(shí)物反求是指在已有產(chǎn)品實(shí)物的條件下，通過試驗(yàn)、測(cè)繪、分析，確定其關(guān)鍵技術(shù)，再創(chuàng)造出新產(chǎn)品的過程。反求的產(chǎn)品實(shí)物可以是整機(jī)、部件或零件。反求的內(nèi)容包括產(chǎn)品的功能、原理方案、結(jié)構(gòu)性能、材料、精度等。 2軟件反求 在軟件反求過程中，產(chǎn)品樣本、技術(shù)文件、設(shè)計(jì)說明書、使用說明書、設(shè)計(jì)圖紙以及有關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)等均為軟件。反求工作的內(nèi)容主要有，深刻理解圖樣與

24、技術(shù)要求；選擇合適的材料、工藝過程與熱處理方法；試制樣機(jī)并進(jìn)行性能測(cè)試；最后創(chuàng)新出新產(chǎn)品。 3影像反求在影像反求過程中，產(chǎn)品的圖片、照片、廣告介紹，以及參觀印象或影視畫面等均屬于影像。這是反求對(duì)象中信息量最少、難度最大，但也最富有創(chuàng)新性的反求設(shè)計(jì)。反求工作主要是依據(jù)影像提供的產(chǎn)品外形、尺寸、比例，運(yùn)用透視變換與投影以及各種專業(yè)知識(shí)進(jìn)行琢磨、分析、領(lǐng)會(huì)其功能、性能、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)等，然后進(jìn)行從原理方案、構(gòu)型綜合、直到完成產(chǎn)品的創(chuàng)反求設(shè)計(jì)的內(nèi)容與過程 反求設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 1設(shè)計(jì)思想的反求 反求設(shè)計(jì)的最重要內(nèi)容是探求設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)思想。設(shè)計(jì)思想是設(shè)計(jì)者的靈魂，設(shè)計(jì)者會(huì)挖掘個(gè)人的所有知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)用來開發(fā)新產(chǎn)品，

25、是設(shè)計(jì)者本人或設(shè)計(jì)小組全體成員智慧的結(jié)晶。 設(shè)計(jì)思想主要應(yīng)包括設(shè)計(jì)產(chǎn)品開發(fā)的必要性與適應(yīng)性，產(chǎn)品是在何種條件下產(chǎn)生的，為什么要研制開發(fā)這種產(chǎn)品；產(chǎn)品造型的特殊性，這種造型會(huì)產(chǎn)生何種效應(yīng)與影響，是單純?yōu)椴僮髡咛峁┓奖?，還是具有某種特殊功能；產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，有些什么與眾不同的特點(diǎn)，進(jìn)而分析這些特殊結(jié)構(gòu)的特殊原因，以及會(huì)造成的結(jié)果等。設(shè)計(jì)思想的反求是貫穿反求全過程的工作，在反求設(shè)計(jì)中的每一步驟都不要忘記揣摩設(shè)計(jì)者的意圖。2功能原理的反求 功能原理的反求也是一個(gè)分析過程。對(duì)于一個(gè)已知產(chǎn)品，其總功能是已知的，但深入分析其組成結(jié)構(gòu)時(shí)，會(huì)發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品的各組成部分的分功能，乃至功能元并非全了解，因此很有必要首先分析組成產(chǎn)品各部分存在的意義。其次應(yīng)深入分析實(shí)現(xiàn)這一功能的工作原理，是簡(jiǎn)單的機(jī)械效應(yīng)，或是氣動(dòng)與液壓的效應(yīng)，還是電磁等效應(yīng)；是采用了分割，還是合并原理等。掌握了功能原理，就可以變被動(dòng)為主動(dòng)，開發(fā)出實(shí)現(xiàn)同樣功能的不同原理解，也就實(shí)現(xiàn)了從反求到創(chuàng)新的過程。 3結(jié)構(gòu)形狀與尺寸參數(shù)的反求結(jié)構(gòu)形狀與尺寸參數(shù)的反求既是一個(gè)分析過程，也是一個(gè)實(shí)際測(cè)繪過程。反求活動(dòng)中包含有實(shí)物測(cè)量、數(shù)據(jù)處理、誤差分析等內(nèi)容。4材料的反求 材料的反求包括材料成分的反求、材料組織結(jié)構(gòu)的反求、材料的力學(xué)性能反求以及材料的工藝反求。5關(guān)鍵技術(shù)的反求 關(guān)鍵技術(shù)是指那些能夠?qū)崿F(xiàn)同類產(chǎn)品難以達(dá)到的技術(shù)水平、模仿