機械創(chuàng)新設計

前言

本版是在第一版的基礎上進行修訂的，主要做了如下幾項的工作：①在第3章“機械系統(tǒng)方案設計的創(chuàng)新”中增加了“產品規(guī)劃的創(chuàng)新問題”，“方案設計的評價”兩節(jié)內容；在3.3節(jié)還增加了建立形態(tài)矩陣的創(chuàng)新方法。②在第4章“機構的創(chuàng)新設計”中增加了“廣義機構的應用”一節(jié)。③在第5章“機械結構設計與創(chuàng)新”中增加了“用模塊拼接法進行結構的創(chuàng)新”一節(jié)。④在第6章“反求設計與創(chuàng)新”的第3節(jié)“反求實例分析”中增加了精度反求實例與圖像資料的反求設計實例。⑤本版還增設了第8章“創(chuàng)新實例與分析”。⑥本版還重新編排了章節(jié)，增加了習題內容，更改了原書文字及插圖的錯誤。本書在討論與分析過程中注意聯(lián)系工程實際問題，注意闡明各種創(chuàng)新方法的實際功能效果，并引入了大量實例說明與解釋各種創(chuàng)新技法，引導學生進行觀察、對比、分析，培養(yǎng)學生的學習興趣與情感。主要內容包括以下幾方面。創(chuàng)新設計基礎知識：在創(chuàng)造學基礎上探討了創(chuàng)新思維方法；在創(chuàng)造原理的基礎上通過實例對常采用的創(chuàng)新技法進行了分析與論述。①機械系統(tǒng)原理方案設計的創(chuàng)新：概述了機械系統(tǒng)的基本概念，包括機械系統(tǒng)的組成、機械系統(tǒng)的相關性以及機械系統(tǒng)發(fā)展過程中的進化理論和機械系統(tǒng)設計的內容；重點論述了產品規(guī)劃階段，原理方案設計階段的創(chuàng)新問題。比較詳細地介紹了TRIZ的沖突問題解決理論；編寫了部分原理解目錄；還提出了原理綜合時關于資源的利用問題等。②機構的創(chuàng)新設計：包括機構變異設計與創(chuàng)新、機構組合設計與創(chuàng)新、機構再生設計與創(chuàng)新以及廣義機構等。③機械結構設計與創(chuàng)新：包括實現(xiàn)零件功能的結構創(chuàng)新、適應材料性能的結構創(chuàng)新、方便制造與操作的結構創(chuàng)新等。④反求設計與創(chuàng)新：論述了反求設計的概念、反求設計的類型、反求設計的過程以及反求設計的創(chuàng)新問題。⑤典型機械的創(chuàng)新與進化：介紹了對人類社會與技術的發(fā)展影響比較大的機床、動力機械、機器人、以及應用最廣泛的自行車的產生、發(fā)展與進化。從中可以看出創(chuàng)新對社會發(fā)展的推動，反過來社會的發(fā)展也拉動了創(chuàng)新。⑥創(chuàng)新實例與分析：主要是通過大學生在創(chuàng)新活動中的創(chuàng)新產品來進一步說明創(chuàng)新的過程及各種創(chuàng)新技法的運用。

內容概要

本書共分為8章。第1章為緒論，介紹了創(chuàng)新設計的概念、創(chuàng)新教育與創(chuàng)新人才的培養(yǎng)；第2章為創(chuàng)新設計的理論基礎，主要以創(chuàng)造學的理論為依據，結合實際問題分析了創(chuàng)新思維的方法，以及各種創(chuàng)新的技法；第3章為機械系統(tǒng)方案設計的創(chuàng)新，簡單論述了機械系統(tǒng)的特性，重點論述了產品規(guī)劃與原理方案的創(chuàng)新思路，以及構型的綜合問題；第4章為機構的各種創(chuàng)新方法，分別就機構的變異與演化、機構的組合、機構的再生等創(chuàng)新設計技法進行分析與論述；第5章為機械結構的創(chuàng)新設計，分別從機械結構的功能，結構元素的變換，以及材料、加工、裝配、輸送等方面討論了機械結構創(chuàng)新的要求與實現(xiàn)途徑；第6章為反求設計與創(chuàng)新，介紹了反求設計的概念，反求設計的內容與過程，以及反求實例分析；第7章介紹了幾種機械系統(tǒng)如機床、動力機械、機器人、自行車的創(chuàng)新過程與發(fā)展歷史；第8章是創(chuàng)新實例與分析，主要介紹了全國機械創(chuàng)新設計大賽的優(yōu)秀作品，并簡單分析了各項作品的創(chuàng)新過程。各章后附有習題與練習。     本書可作為高等學校教材，也可供有關教師及工程技術人員或科研人員參考。

書籍目錄

1 緒論  1.1 創(chuàng)新設計概述  1.2 創(chuàng)新教育與創(chuàng)新人才的培養(yǎng)  習題2 創(chuàng)新思維與技法  2.1 創(chuàng)新思維  2.2 創(chuàng)新技法  習題3 機械系統(tǒng)方案設計的創(chuàng)新  3.1 機械系統(tǒng)  3.2 產品規(guī)劃的創(chuàng)新問題  3.3 方案設計的創(chuàng)新問題  3.4 方案設計的評價  習題4 機構的創(chuàng)新設計  4.1 機構的變異設計與創(chuàng)新  4.2 機構組合設計與創(chuàng)新  4.3 機構再生設計與創(chuàng)新  4.4 廣義機構的應用  習題5 機械結構設計與創(chuàng)新  5.1 實現(xiàn)零件功能的結構設計與創(chuàng)新  5.2 結構元素的變異與演化  5.3 適應材料性能的結構設計與創(chuàng)新  5.4 方便制造與操作的結構設計與創(chuàng)新  5.5 用模塊拼接法進行結構的創(chuàng)新  習題6 反求設計與創(chuàng)新  6.1 概述  6.2 反求設計的內容與過程  6.3 反求實例分析  習題7 典型機械的創(chuàng)新與進化  7.1 機床  7.2 動力機  7.3 機器人  7.4 自行車  習題8 創(chuàng)新實例與分析  8.1 多功能齒動平口鉗  8.2 機械式停水自閉水龍頭  8.3 防傾翻輪椅  8.4 省力變速雙向驅動殘疾人車用驅動裝置  8.5 自由輪椅  8.6 飲料瓶撿拾器參考文獻

章節(jié)摘錄

插圖：①教育的指導性打破注入式，用統(tǒng)一方式塑造學生的局面，強調發(fā)揮學生特長，自主學習；教師從傳授知識的權威變?yōu)橹笇W生的顧問。②教育的綜合性不滿足于傳授和掌握知識，強調綜合運用知識，解決問題的綜合能力的培養(yǎng)。③教育的社會性從封閉校園走向社會，由教室走向圖書館、工廠等社會活動領域，開展網絡、遠程教育。④教育的終身性由于知識迅速交替，由一次性教育轉變?yōu)槿鐣K身性教育。⑤教育的創(chuàng)造性改變教育觀，致力于培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神，提高創(chuàng)造力。根據以上特點，我國高等教育人才培養(yǎng)也正開展由專才性向通才性過渡，努力培養(yǎng)并造就出大批具有創(chuàng)新精神與創(chuàng)新能力的復合型創(chuàng)新人才。如何培養(yǎng)與造就一大批高素質的創(chuàng)造型、開拓型人才？則是創(chuàng)新教育必須面對的問題。首先必須更新教育思想和轉變教育觀念。教育不僅是教，更重要是育。教也不只是傳授傳統(tǒng)的知識，還要傳授如何獲取知識。育就是培育、培養(yǎng)、塑造。其次要探索創(chuàng)新的人才培養(yǎng)模式。不只是在課堂上教，在學校里教，更要走出教室，走向社會。積極組織學生開展課外科技活動與社會實踐，給學生創(chuàng)造一個良好的探究與創(chuàng)新的條件與氛圍。當然還要注重教學內容的改革與更新。在教育中，發(fā)明創(chuàng)造的觀念，創(chuàng)新的能力是與知識同樣重要的內容。開設機械創(chuàng)新設計課程也正是教學內容改革的措施之一。它不僅是傳授一些創(chuàng)新技法，而且要激發(fā)學生的興趣，讓學生產生主動獲取知識的愿望；同時還要培養(yǎng)善于思維、善于比較、善于分析、善于歸納的習慣。1.2.2創(chuàng)新，人才的特點1.具有如饑似渴地汲取知識的欲望，以及濃厚的探究興趣。這樣，才能容易發(fā)現(xiàn)問題，提出問題，解決問題，并形成新的概念，做出新的判斷，產生新的見解。陶行知有句名言：“發(fā)明千千萬，起點是一問”。1903年諾貝爾醫(yī)學獎獲得者丹麥科學家芬森就是一例。芬森到陽臺乘涼，看見家貓卻在曬太陽，并隨著陽光的移動而不斷調整自己的位置。這樣熱的天，貓為什么曬太陽？一定有問題！帶著濃厚的探究興趣，他來到貓前觀察，發(fā)現(xiàn)貓身體上有一處化膿的傷口。他想，難道陽光里有什么東西對貓的傷口有治療作用？于是他就對陽光進行了深入地研究和試驗，終于發(fā)現(xiàn)了紫外線——一種具有殺菌作用，肉眼看不見的光線。從此紫外線就被廣泛地應用在醫(yī)療事業(yè)上。具備強烈的創(chuàng)新意識與動機，和堅持創(chuàng)新的熱情與興趣。只有這樣，才會把握機遇，深入鉆研，緊追不舍，并確立新的目標，制定新的方案，構思新的計劃。因為創(chuàng)新的一個重要特征就是社會的價值性，即為社會進步與人們生活的方便而進行的工作。許多科學家正是帶著這種強烈的責任感與使命感，做出了重要的貢獻。法國的細菌學家卡莫德和介蘭，為了戰(zhàn)勝結核病，經歷了13年的艱苦試驗，成功地培育了第230代被馴服的結核桿菌疫苗——卡介苗。具備創(chuàng)新思維能力和開拓進取的魄力。只有這樣，才能高瞻遠矚，求實創(chuàng)新，改革奮進，并開辟新的思路，提出新的理論，建立新的方法。

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