機械創(chuàng)新設(shè)計

前言

　　當今世界，科學技術(shù)日新月異，以信息技術(shù)和生物技術(shù)為代表的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展，科技與經(jīng)濟的結(jié)合日益緊密，知識對人類社會經(jīng)濟和生活的影響日趨明顯，人類社會已經(jīng)步入了以知識的生產(chǎn)、分配和使用為基礎(chǔ)的、以創(chuàng)造性的人力資源為依托的、以高科技產(chǎn)業(yè)為支柱的知識經(jīng)濟時代。知識經(jīng)濟的社會是創(chuàng)新的社會，創(chuàng)新是知識經(jīng)濟的靈魂，創(chuàng)新更是一個國家國民經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的基石。沒有創(chuàng)新就沒有新興技術(shù)，經(jīng)濟的發(fā)展也就成了無源之水，無本之木。　　為了適應21世紀人才培養(yǎng)的要求，必須更新教育觀念，探索教育改革之路，而教育改革的重點是加強學生素質(zhì)教育和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。創(chuàng)新是科學技術(shù)和經(jīng)濟發(fā)展的原動力，當今世界各國之問在政治、經(jīng)濟、軍事和科學技術(shù)方面的激烈競爭，歸根到底是綜合國力的競爭，實質(zhì)上就是科技創(chuàng)新能力和人才的競爭，而人才競爭的本質(zhì)是人才創(chuàng)造力的競爭。在培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的跨世紀的高素質(zhì)人才上，高等教育具有義不容辭的重要責任。因此，在深化教育體制改革，全面推進素質(zhì)教育的今天，極有必要在高等院校中開設(shè)機械創(chuàng)新設(shè)計課程，以便培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識，掌握創(chuàng)新設(shè)計的基本理論和方法。這也是體現(xiàn)理論與實踐相結(jié)合，知識服務(wù)于經(jīng)濟建設(shè)的有效舉措?！　「呗毟邔＝逃且耘囵B(yǎng)生產(chǎn)一線所需要的新技術(shù)應用型、適應型人才為目標，注重培養(yǎng)學生應用、適應、技術(shù)創(chuàng)新等方面的能力，更應關(guān)注企業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新活動，這對正確定位高職高專教育的功能，規(guī)劃高職高專教育的人才培養(yǎng)模式，更好地為企業(yè)服務(wù)是十分必要的。因此，通過對機械創(chuàng)新設(shè)計課程的學習，讓學生充分了解專業(yè)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，尤其對技術(shù)應用創(chuàng)新的典型案例及創(chuàng)新思路、方法有較全面的了解和較為深入的理解，啟發(fā)學生的創(chuàng)新意識、激發(fā)學生的創(chuàng)新欲望。同時，注重培養(yǎng)學生的獨立思維能力、創(chuàng)新能力、合作能力、科技成果轉(zhuǎn)化能力及分析解決問題的能力。

內(nèi)容概要

　　為了培養(yǎng)面向21世紀的高職高專應用型創(chuàng)新人才，本書系統(tǒng)地介紹了機械創(chuàng)新設(shè)計的基本知識和方法，力求理論聯(lián)系實際，提高讀者創(chuàng)新設(shè)計能力。　　本書主要內(nèi)容有：機械創(chuàng)新設(shè)計緒論；常用創(chuàng)新設(shè)計的基本思維；常用創(chuàng)新設(shè)計的基本原理；常用創(chuàng)新設(shè)計的基本技法；機構(gòu)構(gòu)型方案的創(chuàng)新設(shè)計；機械運動方案的創(chuàng)新設(shè)計；機械結(jié)構(gòu)方案的創(chuàng)新設(shè)計；機械產(chǎn)品的反求設(shè)計與創(chuàng)新；基于TRIZ理論的創(chuàng)新設(shè)計；機械產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計實例分析。本書以機械創(chuàng)新設(shè)計為主線，密切結(jié)合工程實際，通過大量的機械創(chuàng)新設(shè)計實例分析．將設(shè)計過程和創(chuàng)新思維有機結(jié)合，突出體現(xiàn)創(chuàng)新特征，通過對學生創(chuàng)新能力和工程應用能力的培養(yǎng)，提高學生創(chuàng)新意識和解決實際問題的能力，體現(xiàn)高職高專應用教育的特點?！　”緯勺鳛楦呗毟邔Ｔ盒C電類各專業(yè)的教材，也可供有關(guān)教師、工程技術(shù)人員及科研人員參考。

書籍目錄

前言第一章　機械創(chuàng)新設(shè)計緒論　第一節(jié)　創(chuàng)新設(shè)計與社會發(fā)展　第二節(jié)　創(chuàng)造與發(fā)明并不神秘　第三節(jié)　創(chuàng)新人才的培養(yǎng)　第四節(jié)　機械創(chuàng)新設(shè)計的概念及過程第二章　常用創(chuàng)新設(shè)計的基本思維　第一節(jié)　思維的類型及創(chuàng)新思維的特征　第二節(jié)　創(chuàng)新思維的形成與發(fā)展　第三節(jié)　影響創(chuàng)新能力的因素分析第三章　常用創(chuàng)新設(shè)計的基本原理　第一節(jié)　綜合創(chuàng)新原理　第二節(jié)　分離創(chuàng)新原理　第三節(jié)　移植創(chuàng)新原理　第四節(jié)　逆向創(chuàng)新原理　第五節(jié)　還原創(chuàng)新原理　第六節(jié)　物場分析原理　第七節(jié)　價值優(yōu)化原理第四章　常用創(chuàng)新設(shè)計的基本技法　第一節(jié)　到實踐中去尋找創(chuàng)新課題　第二節(jié)　常用創(chuàng)新設(shè)計的基本技法　第三節(jié)　基于組合原理的創(chuàng)新設(shè)計第五章　機構(gòu)構(gòu)型方案的創(chuàng)新設(shè)計　第一節(jié)　機構(gòu)的組合與創(chuàng)新　第二節(jié)　機構(gòu)的演化與變異　第三節(jié)　廣義機構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計第六章　機械運動方案的創(chuàng)新設(shè)計　第一節(jié)　機械產(chǎn)品的方案設(shè)計　第二節(jié)　功能綜合的基本方法　第三節(jié)　功能原理方案的創(chuàng)新設(shè)計　第四節(jié)　機構(gòu)的選型及組合　第五節(jié)　機械運動方案創(chuàng)新設(shè)計的評價　第六節(jié)　機械運動方案創(chuàng)新設(shè)計’實例第七章　機械結(jié)構(gòu)方案的創(chuàng)新設(shè)計　第一節(jié)　實現(xiàn)零件功能的結(jié)構(gòu)設(shè)計與創(chuàng)新　第二節(jié)　結(jié)構(gòu)元素的變異與創(chuàng)新　第三節(jié)　提高性能的結(jié)構(gòu)設(shè)計與創(chuàng)新　第四節(jié)　便于制造和操作的結(jié)構(gòu)設(shè)計與創(chuàng)新　第五節(jié)　機械結(jié)構(gòu)的宜人化創(chuàng)新設(shè)計第八章　機械產(chǎn)品的反求設(shè)計與創(chuàng)新　第一節(jié)　反求設(shè)計技術(shù)概述　第二節(jié)　已知實物的反求設(shè)計與創(chuàng)新　第三節(jié)　已知技術(shù)資料的反求設(shè)計與創(chuàng)新　第四節(jié)　計算機輔助反求設(shè)計　第五節(jié)　電動機減速器的反求設(shè)計第九章　基于TRIZ理論的創(chuàng)新設(shè)計　第一節(jié)　TRIZ發(fā)明問題解決理論概述　第二節(jié)　設(shè)計中的沖突及其解決原理　第三節(jié)　利用技術(shù)進化模式實現(xiàn)創(chuàng)新　第四節(jié)　計算機輔助創(chuàng)新設(shè)計簡介　第五節(jié)　現(xiàn)代機械產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計集成化方法　第六節(jié)　TRIZ理論的發(fā)展趨勢第十章　機械產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計實例分析　第一節(jié)　電動大門的創(chuàng)新設(shè)計　第二節(jié)　抓斗原理方案的創(chuàng)新設(shè)計　第三節(jié)　環(huán)保型手推式草坪剪草機的創(chuàng)新設(shè)計　第四節(jié)　沖制薄壁零件沖床運動方案的創(chuàng)新設(shè)計　第五節(jié)　蜂窩煤成型機的創(chuàng)新設(shè)計　第六節(jié)　飛剪機剪切機構(gòu)運動方案的創(chuàng)新設(shè)計附錄　沖突解決問題矩陣參考文獻

章節(jié)摘錄

　　第一章機械創(chuàng)新設(shè)計緒論　　第一節(jié)創(chuàng)新設(shè)計與社會發(fā)展　　一、刨新是人類文明進步的原動力　　創(chuàng)新是人類文明進步、技術(shù)進步、經(jīng)濟發(fā)展的原動力，是國民經(jīng)濟發(fā)展的基礎(chǔ)?？v觀人類的進步史和中華民族的發(fā)展史，不難發(fā)現(xiàn)，生機勃勃的發(fā)展時期總是充滿了科學技術(shù)的創(chuàng)新，發(fā)展和進步總是伴隨著創(chuàng)新而存在。哪一個國家和民族善于創(chuàng)新，就會發(fā)展和強大；反之，墨守成規(guī)，因循守舊，就會落后和失敗，在世界上就會處于被動挨打的地位。創(chuàng)新在人類社會進步中，不僅對人類科學世界觀的形成和發(fā)展產(chǎn)生了重大而深遠的影響，而且使科學成為一種在歷史上起推動作用的革命力量，極大地促進了人類文明發(fā)展的進程。在歷史上，創(chuàng)新為建立近代科學體系奠定了知識基礎(chǔ)；在現(xiàn)代，也正是創(chuàng)新使人類的視野得到前所未有的拓展?！　≈腥A民族五千年文明史的形成和持續(xù)發(fā)展，充分證明了中華民族是一個充滿智慧、富于創(chuàng)新的民族。西方學者的統(tǒng)計表明，現(xiàn)代社會賴以建立的基本發(fā)明創(chuàng)造有一半以上來自中國。近代以來中國的落后，并不能說明中國人缺乏創(chuàng)新能力，只是這種創(chuàng)新能力在政治、經(jīng)濟、文化傳統(tǒng)以及外來入侵等多種因素的作用下，被埋沒于一個缺乏創(chuàng)新體系的社會之中，從而制約甚至扼殺了民族的創(chuàng)新能力，導致了國家和民族的落后?！　〗詠?，西方一些國家之所以迅速發(fā)展，就是由于他們通過文藝復興等思想運動，使人們從封建專制中解放出來，觀念發(fā)生了根本的轉(zhuǎn)變，為人類智慧和才能的發(fā)展鋪平了道路。在1953—1973年的20年間，世界總共500種重大技術(shù)發(fā)明和創(chuàng)新中，美國就占了一半。正因為如此，它在國際市場上總有最具競爭力的產(chǎn)業(yè)和商品，因此一個多世紀以來，它一直是經(jīng)濟實力最強的國家。僅以美國20世紀80年代以來發(fā)展具有高知識含量、高回報率的經(jīng)濟，向立足于制造業(yè)的日本經(jīng)濟挑戰(zhàn)為例，在日本仍以數(shù)倍于美國的速度發(fā)展汽車、鋼鐵、家用電器等產(chǎn)業(yè)時，美國卻以千倍于日本的速度發(fā)展具有高知識、大信息含量的計算機與軟件產(chǎn)業(yè)，使這些產(chǎn)業(yè)成了美國經(jīng)濟增長的主要支柱?，F(xiàn)在信息產(chǎn)業(yè)已占其國內(nèi)總產(chǎn)值的十分之一，超過了汽車、建筑等重要傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)值。僅比爾?蓋茨任總裁的微軟公司，就曾一度以每周4億美元的幅度增加其資產(chǎn)，它的產(chǎn)值已超過美國三大汽車公司的總和。在知識經(jīng)濟方面的明顯優(yōu)勢，成為美國對日取得經(jīng)濟勝利的重要原因?！　⌒轮袊闪⒑螅覈萍既藛T經(jīng)過艱苦創(chuàng)業(yè)，取得了“兩彈一星”、高速粒子同步加速器、萬噸水壓機等多項重大科技成果，特別是實行專利制度和知識產(chǎn)權(quán)保護法以來，每年的發(fā)明成果數(shù)以萬計。這些成果凝聚著我國廣大科技人員的心血和智慧，是極其寶貴的財富。正是這種永不滿足的創(chuàng)新精神，給我們展現(xiàn)了一個五彩繽紛的“發(fā)明世界”，推動著人類社會的發(fā)展。中國的聯(lián)想集團、方正集團等企業(yè)，其創(chuàng)造價值成倍、幾十倍、幾百倍地增長，充分顯示出知識創(chuàng)新和技術(shù)創(chuàng)新在促進國民經(jīng)濟發(fā)展中的巨大作用?！　≡谑澜邕M入知識經(jīng)濟的時代，創(chuàng)新更是一個國家國民經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的基石。世界各國綜合國力競爭的核心，是知識創(chuàng)新、技術(shù)創(chuàng)新和高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化。對于一個國家而言，擁有持續(xù)創(chuàng)新能力和大量的高素質(zhì)人力資源，就具備了發(fā)展知識經(jīng)濟的巨大潛力。缺乏科學儲備和創(chuàng)新能力的國家，將失去知識經(jīng)濟帶來的機遇。江澤民同志根據(jù)世界發(fā)展趨勢的特點，指出“創(chuàng)新是一個民族進步的靈魂，是一個國家興旺發(fā)達的不竭動力”，尤其強調(diào)科技創(chuàng)新，這確實是對時代脈搏的準確把握，是對近代以來世界歷史發(fā)展，特別是對當前國際激烈競爭　　的科學概括?！　《⑴傩率羌夹g(shù)進步的主要途徑　　技術(shù)進步一般通過技術(shù)創(chuàng)新來實現(xiàn)。技術(shù)創(chuàng)新的綜合體現(xiàn)出一流的技術(shù)產(chǎn)品，所以大到國家的工業(yè)進步，小到企業(yè)的產(chǎn)銷興衰，靠的是在國內(nèi)外技術(shù)市場上占絕對優(yōu)勢的技術(shù)產(chǎn)品。隨著科學技術(shù)的進步，技術(shù)產(chǎn)品更新的速度越來越快，技術(shù)市場將被更加新穎、功能更加齊全的技術(shù)產(chǎn)品所取代。技術(shù)創(chuàng)新包括三個基本方面：一是產(chǎn)品創(chuàng)新，即在技術(shù)變化基礎(chǔ)上的產(chǎn)品商業(yè)化，既可以是全新技術(shù)的全新產(chǎn)品商業(yè)化，也可以是技術(shù)發(fā)現(xiàn)后的現(xiàn)有產(chǎn)品改進；二是過程創(chuàng)新，也叫工藝創(chuàng)新，是指商品生產(chǎn)技術(shù)上的重大變革，包括新工藝、新設(shè)備　　及新的經(jīng)營管理和組織方法的創(chuàng)新；三是技術(shù)的擴散，是指技術(shù)通過市場或非市場渠道的傳播，沒有技術(shù)擴散，創(chuàng)新的技術(shù)就不可能產(chǎn)生最佳的經(jīng)濟效益。　　實現(xiàn)技術(shù)進步一般通過獲得新技術(shù)、新產(chǎn)品來實現(xiàn)，其途徑概括起來有兩條：技術(shù)引進和自主技術(shù)開發(fā)?！　?．技術(shù)引進　　技術(shù)引進可以使企業(yè)在短時間內(nèi)獲得先進技術(shù)，是企業(yè)發(fā)展的有效途徑，但實施和完成技術(shù)引進卻是一件非常不易的事。技術(shù)引進方完成技術(shù)引進有三個重要環(huán)節(jié)：技術(shù)引進、技術(shù)積蓄和技術(shù)普及。技術(shù)引進環(huán)節(jié)較容易做到，但實現(xiàn)技術(shù)積蓄和技術(shù)普及則需付出極大的努力。我國在引進國外先進技術(shù)方面雖然取得不少成績，但為數(shù)不少的技術(shù)引進僅僅做到了第一步，沒能在引進的基礎(chǔ)上消化、改進、發(fā)展和普及，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)有技術(shù)水平較高的進口設(shè)備被棄之不用，有的雖然在應用卻沒有發(fā)揮高水平設(shè)備的先進功能。　　技術(shù)轉(zhuǎn)讓方在技術(shù)轉(zhuǎn)讓時，非常擔心技術(shù)轉(zhuǎn)讓會帶來“飛去來器效應”，即技術(shù)引進者通過自己的開發(fā)，發(fā)展了引進技術(shù)，反過來向技術(shù)擁有者出口更新的技術(shù)和產(chǎn)品，并成為技術(shù)轉(zhuǎn)讓者的競爭對手?；谶@一點，技術(shù)轉(zhuǎn)讓者轉(zhuǎn)讓的技術(shù)往往是即將過時的技術(shù)，自己卻在不斷地研究開發(fā)更新的技術(shù)，以便確保技術(shù)領(lǐng)先的地位。技術(shù)引進者應當明白，任何一家企業(yè)都不會輕易地把自己辛辛苦苦研究開發(fā)出來的最新技術(shù)、最新產(chǎn)品拱手讓人，況且有許多新技術(shù)靠技術(shù)引進是得不到的。以為引進技術(shù)就能使所有問題迎刃而解，是一種不切合實際的非常幼稚的想法。技術(shù)引進的原則是：重視技術(shù)引進，更重視技術(shù)的發(fā)展和推廣，千萬不能放松靠自己的雙手、艱苦奮斗革新技術(shù)、開發(fā)新產(chǎn)品的努力?！　?．自主技術(shù)開發(fā)　　形成自主技術(shù)開發(fā)能力的關(guān)鍵是建立起適合于技術(shù)市場競爭的科技體制和培養(yǎng)出能夠不斷提供創(chuàng)造性成果的人才群體。　　人才領(lǐng)先是創(chuàng)造新技術(shù)、新產(chǎn)品的智力基礎(chǔ)。事實已經(jīng)充分表明，技術(shù)市場上的一切競爭都歸結(jié)為人才的競爭，競爭越激烈，對創(chuàng)新能力的需求越迫切。只有具備人才濟濟的獨到優(yōu)勢，才能不斷創(chuàng)造出占絕對優(yōu)勢的創(chuàng)造性成果?！　∨囵B(yǎng)科技新人需要新理論、新技術(shù)、新方法的武裝，提高在校大學生的機械創(chuàng)新能力，更需要新理論、新技術(shù)及新思想的充實?！　〉诙?jié)創(chuàng)造與發(fā)明并不神秘　　人類歷史上有無數(shù)的發(fā)現(xiàn)、發(fā)明和創(chuàng)新，對人類的生產(chǎn)、生活產(chǎn)生了非常深遠的影響，極大地推動了生產(chǎn)力的發(fā)展，促進了人們生活水平的不斷提高。一談到創(chuàng)造發(fā)明、發(fā)現(xiàn)。人們可能會認為是很神秘的事，以為創(chuàng)新發(fā)明是學者專家的專利品，一般人很難辦到。實際上創(chuàng)造與發(fā)明并不神秘，通過加強創(chuàng)造性思維的訓練，掌握必要的創(chuàng)造技巧，增強自信心，積極投身于創(chuàng)造活動的實踐，不斷提高自身創(chuàng)造力，你也能進行創(chuàng)造與發(fā)明，因此，創(chuàng)造力是每個正常人都具有的能力，不是個別天才人物所獨有的神秘之物。留心生活中身邊的發(fā)明　　只要留心觀察，身邊的小事也會激發(fā)創(chuàng)造的靈感，如魯班根據(jù)野草上的小刺能劃破手的啟發(fā)而發(fā)明了鋸子；瓦特在觀察到水燒開后蒸汽能將壺蓋頂起這一現(xiàn)象而發(fā)明了蒸汽機；人踏在香蕉皮上為什么會滑倒?一般無人思考和探索，而有心人注意到這個問題，通過研究香蕉皮的結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)它是由幾百個薄層組成，因而層與層之間很容易產(chǎn)生滑動現(xiàn)象，由此想到如能找到與香蕉皮相似的物質(zhì)，它會是很好的固體潤滑劑。經(jīng)反復研究，發(fā)現(xiàn)二硫化鉬的結(jié)構(gòu)是極薄的薄層集合體，其層數(shù)相當于香蕉皮層數(shù)的數(shù)萬倍，因此，其易滑性也相當于香蕉皮的數(shù)萬倍，所以二硫化鉬很快成了一種性能優(yōu)良的新型固體潤滑劑，在生產(chǎn)實踐中得到廣泛的應用?！　∥覀兩磉吿幪幱邪l(fā)明，如日常生活中所見的帶收音機和小燈的筆、一次性相機、手搖削水果機、自動曬衣架、折疊自行車等。大家都熟知拉鏈，拉鏈的發(fā)陰據(jù)說開始時是為了代替鞋帶，使穿鞋、脫鞋方便，后來又有人將拉鏈創(chuàng)造性地甩于衣、褲、裙、帽、睡袋、筆盒、公文包、枕套、沙發(fā)墊、筆記本、錢包等方面；而外科醫(yī)生將這項技術(shù)移植到皮膚拉鏈縫合上，這項新技術(shù)可使肌肉和表皮的愈合速度加快，且傷痕極小。一位名叫吉利的美國人，有一次因為要趕火車，起床急急忙忙刮胡子時不小心將臉刮傷了，他坐在火車上就想能不能設(shè)計出不會刮傷臉的安全剃須刀呢?此后，他常常為此事困擾。1895年，有一天他到理發(fā)店理發(fā)時，無意中發(fā)現(xiàn)理發(fā)師正用梳子一邊梳頭，一邊用剪刀剪梳子外的頭發(fā)，他突然由此得到靈感，經(jīng)過多次試制，發(fā)明了安全剃須刀。

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