机械创新设计范文

导语：如何才能写好一篇机械创新设计，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

篇1

在人类社会不断向前发展的进程中，始终都是由社会生产力的增长为推动力，促进社会发展。要知道创新是一个民族进步的灵魂．是国家兴旺发达的不竭动力。一个没有创新能力的民族，是不能再立足于竞争激烈的世界之林的。我们作为国家未来的希望，国家发展的主心骨。高中生更应该在努力学习科学文化知识的同时，加强对机械方面的创新设计能力。结合日常生活，发现机械创新之美。

2机械创新设计的特点

作为一名热爱机械创新设计的高中生，在课余时间我已经进行和多次的机械创新设计的尝试工作。我发现机械创新设计具有一些独特的特性。例如:进行机械创新设计需要设计者进行反复验证，多次筛选，并且在每一个设计环节内都会有特定的优化设计的方案，各个环节之间的联系也比较紧密，从整体看，可以发现机械设计工作还具有系统化整体化的特点。同时，在进行机械创新设计工作中，能感受到多门学科的交叉和渗透，这就需要设计者能够掌握多种类型的知识，合理运用创造性与发散思维，基于复杂的学科知识进行思考和判断，从创新设计的复杂性特点出发，进行设计。另外，我们高中生在尝试机械创新设计时，前期可以先引用或参考外国先进创意产品进行设计，这不是单单进行简单的模仿或改造，而是了解机械创新设计特点的第一步。

3创新设计方法

(1)在进行创新设计时，最常使用的一种创新方法就是模仿生物进行机械设备的创新设计，这种方法是进行对自然界生物机能分析类比、总结特性，并将自然生物的特点融合进行新机械设备中。目前，我们看到已经出现了模仿人类手臂的机械抓手、模仿蜥蜴等爬行动物的海底机器人等等，这些都是设计者仿照自然生物特点进行设计的机械设备。而对于高中生来说，进行的机械创新设计也可以从这一角度进行思考，细心的对日常生活环境和大自然中的生物特性进行观察，获得设计灵感。(2)参考外国先进创意产品进行设计，也是很有效的一种设计方法。这主要要求设计者先选择合适的国外的科技成果或先进产品，经过一段时期的分解研究并全部将设计优点进行消化吸收后，再进行改进强化工作，并在技术或产品中加入自己的想法，开发产品新的使用用途，从而设计出全新的机械设备。(3)“移置技术法”创新设计方法，顾名思义这一方法就是要将一个领域中的先进技术应用到另一个领域中，进行设计工作。例如，纳米技术作为一种先进科学技术，本是一种物理领域的材料，但是在经过研发之后，可以应用在机器创造、服装设计等领域，并且生产出了非常多的纳米机器、纳米服装。所以，高中生进行机械创新设计也可以从这一角度出发。

4创新设计思维

机械创造设计者必先要有新颖性的思维，也就是创新思维，这是设计者可以进行创新设计的根本原因。作为高中生，自身接受教育的程度和社会实践都比不上专业的机械设计人员高，所以所具有的设计思维的整体深度、广度和系统性也会存在很大的差异。所以与专业机械创新设计人员不同，高中生需要具有的创新思维，只需要将书本以及课堂中学到的知识进行整合，并添加一定的想象力，将设计思路进行开阔，扩展可以联想到的最大范围，满足机械创新设计的要求。同时，除创新思维外，我们高中生也要重视创新过程中的灵感思维，这一思维是指在设计过程中经过长时间并艰苦的思考后，突然产生思想火花，从而推动创新瓶颈期的结束，解决设计中未能解决的问题的思维活动。一般情况下，灵感的出现会受到一定因素的影响，可以是突然看到家里微波炉的加热过程，又或者注意到了教室中的全自动喷水黑板擦擦拭黑板的印记，从而受到启发。这是我们是潜在创造力的升华，是创新设计从量变到质变的思维过程。在进行机械设计时，要有意识地激发自身创新设计思维，进行创新素质的培养，促进自己厚积薄发地涌动出创新的灵感。

5提高机械创新设计水平的策略

5．1结合学校相关课程进行创新意识。提高机械创新设计水平，要注意培养自己日常生活中的创新意识，尤其是在学校学习的过程中。课程教学时传授知识的过程，在这一期间培养其自己对创新知识的敏感度以及对知识的联系意识。在相关课程教学过程中，对老师讲解知识时，所结合的专业知识以及该领域内科技前沿的创新成果进行记录，并在课后进行查阅，并对老师教学过程中组织的小组讨论环节，积极发言与同组的同学交换想法，大胆的说出自己的新思想、新方法，在同学们不同的思维中激发创新灵感的出现。并且对老师所举出的每一项设计案例，持求异存疑的逆向思维，必要时可以申请实验室进行验证。对书本上的知识，进行实际应用，时刻保持创新意识，促进创新能力的提高。5．2多接触现代化先进的设计方法与手段。随着计算机技术的发展和现代化仪器的不断出现，机械设计的方法和手段更新速度越来越快，所以，我们不能仅仅局限于课堂学习中所接触的创新设计知识，要自发的紧跟机械科技发展的脚步。可以使用家中的电脑定期查阅网页、订阅有关机械科技设计创新杂志进行了解最为先进的设计方法和手段。5．3加强机械创新设计实践。对于我们高中生，课业压力重，可以进行机械创新设计实际的机会和时间少之又少，但是可以发现学校和少年宫等组织会定期举办一些科技创新实践活动，可以借助这一活动，磨炼自己的创新技法。例如:科技制作竞赛、机械创新设计大奖赛、机器人大奖等比赛都可以积极参与。

6结语

在21世纪，我国将会面临更多的挑战以及更多竞争，为了强化机械领域的竞争力以及增强自身的机械创新设计水平，我们需要积极地去认真地学习机械创新设计，并且要虚心学习国内外有关的先进的设计方法，制定安全合理的机械设备的设计方案。另外，为保证设计出的机械设备的安全性，我们必须始终以高标准严要求进行设计工作，提高机械创新设计的可靠性、实用性。让我们高中生设计的机械设备也能走向市场，并能在生活和相关生产领域进行应用。这不仅是对自身能力的肯定，更能提高日常生活质量或者应用行业的生产先进性。

作者:闫栋宇 单位:石家庄第二中学高三六班

参考文献:

［1］王利华，李理，史书龙，张振军，李冬梅．机械创新设计中刨浩性思维的研究［J］．内袭古民族大学学报(自然科学版)，2005．

［2］王晶．第四届全国大学生机械创新设计大赛决赛作品选集［M］．北京:高等教育出版社，2012．

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关键词：机械零部件；创新思维；创新方向；创新办法

1 机械零部件设计状态

机械零部件设计是人类实现某种预期目标进行的一种创造性活动。传统机械零部件设计特点是以长期经验积累为基础，通过力学、数学建模及试验等所形成的经验公式、图标、标准及规范为依据，运用条件性计算或类比等方法进行设计。与现代机械零部件设计方法相比较而言，设计中存在试验计算过程复杂、设计工作显得繁琐、工作量较大等问题。为了解决这一问题，我们要开动脑筋，进行大胆创新。

2 机械零部件的创新思维

2.1 类比思维设计零部件

类比思维就是基于某一相同点，将外观、性质、用途不完全相同甚至完全不相同的事物进行比较分析，从中找出能达到目的的最佳方案。如由鸟、蜻蜓等飞行动物的存在，成功的研制出飞机，运用蜻蜓羽翅高频率舞动成功的研制出减震装置。比照人类的功能，成功研制出机械人。根据蚊子翅膀高频率震动，以其结构与相关的零部件进行比较，帮助人类解决零部件疲劳损坏的问题。

2.2 发散思维创造新方案

发散思维又称辐射思维或求异思维。是以欲解决问题为中心，思维者打破常规，从不同方向，多角度、多层次、多方位的考虑问题，求出多种答案的思维方式。例如：两个零件组合问题，常规采用螺栓、焊接、胶粘、铆接等，运用发散思维思考，可得到用电磁力、摩擦力、压力差、真空、冷冻等方法。围绕问题中心映射出更多有益的方案，发散思维是创造的主要形式之一，在技术创新和方案设计中具有重大意义。

2.3 逆向思维走出全新捷径

逆向思维也叫求异思维，它是对司空见惯的似乎已成定论的事物或观点反过来思考的一种思维方式。敢于“反其道而思之”，让思维向对立面的方向发展，从问题的相反面深入地进行探索，树立新思想，创立新形象。当大家都朝着一个固定的思维方向思考问题时，而你却独自朝相反的方向思索，这样的思维方式就叫逆向思维。人们习惯于沿着事物发展的正方向去思考问题并寻求解决办法。其实，对于某些问题，尤其是一些特殊问题，从结论往回推，倒过来思考，从求解回到已知条件，反过去想或许会使问题简单化。

比如在设计发电机时，你为转子达不到所要求的转速而苦恼时，是不是可以运用逆向思维，让定子也转呢，我国发明家苏卫星正是运用了这一逆向思维发明了“两向旋转发电机”定子也转动，发电效率比普通发电机提高了四倍。苏卫星说，我来个逆向思维，让定子也“旋转起来”。这是他得以发明的思维基础，也是他对创造发明思想的一大贡献。

3 机械零部件创新方向

3.1 性能更好，缺陷更少

对于零部件在使用过程中表现出来的缺陷，应用创新思维，采取针对性的改进措施来克服，从而提高其性能，是机械零部件创新的方向之一。这样做，一来能够提升整机的使用性能，二来也能提高机器运行中的安全性。比如汽车的刹车制动装置，现有的汽车在刹车时通常是刹车片从里向外扩张从而抵住轮毂以达到制动目的，这经常导致制动效果不够理想，对此，我们是否可以试着设计从内和外双向同时压紧制动的刹车模式呢？！又比如，某些场合的大皮带轮，往往在采用辐条式结构之后重量仍然过大，对此，我们完全可以采用同样能够满足强度要求的新型轻型复合材料，而不是一味只知道用铸铁或钢来制造。

3.2 维护方便，更宜人

很多机械零部件在使用和维护过程中经常会出现拆后重装失准的问题，导致零部件更换过于频繁，造成了不必要的浪费；设计不够人性化也是常遇到的问题。分析发现，前者大多出现在过盈配合以及硬度差别较大的场合，后者大多出现在需要经常与人体接触的零部件上。对于前者，我想我们有必要尝试着以间隙配合并辅以其他联结方式（比如螺栓联结等）来代替一些过盈配合，对需要可能拆卸的零件配对时尽量使其接触表面硬度接近；对于后者，我们的机械设计人员应当多从宜人的角度，来对某些零部件作一些必要的改进，比如将直接与人手接触的零部件表面的粗糙度降低一些。

3.3 制造更简单，更高效，成本更低

加工费时和废料过多也是当代机械零部件制造过程中经常存在的问题，要解决这个问题我们必须进行创新设计。首先，要想缩短时间，我们可以试着缩短加工工艺路线，比如将引孔——检验——钻孔——扩孔——倒角——铰孔——检验改为引孔——钻孔——倒角——铰孔——检验，只要采用较大一点直径的钻头，则既可满足要求，又可缩短加工时间。要节约材料减少废料，我们就要在材料切割时合理的布局，在同一块材料上大小零件搭配布置，并且尽量将有相似边的用料布局在一起。这样一来，制造更简单，更高效，成本也降低了。

4 机械零部件的创新方法

要充分运用机械学理论和方法，包括机构学、机械动力学、摩擦学、机械结构强度学、传动机械学等及计算机辅助分析的不断发展，对设计的关键技术问题能作出很好的处理，一系列新型的设计准则和方法正在形成。计算机辅助设计是把计算机技术引入设计过程，利用计算机完成选型、计算、绘图及其他作业的现代设计方法。计算机技术促成机械零部件设计发生巨大的变化，并成为现代机械设计的重要组成部分。目前，计算机技术向更深更广的方向发展，主要表现为基于专家系统的智能软件；计算机系统集成化，动态三维造型技术。

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关键词:现代设计方法;机械创新设计;研究

中图分类号:TH12 文献标志码:A 文章编号:1671－1602(2016)10－0044－02

1现代设计的定义和方法

现代设计是把传统的设计理论和设计方法作为基础，把计算机的应用作为标志，是具有信息化时代特征的新型设计技术。目前，现代设计已经逐渐发展到产品规划、产品制造、产品营销、产品运行、产品回收等各个层面，除开传统设计的理论和方法外，与设计相关连的技术和学科，特别是自动化的技术、制造工艺、材料知识、自然科学的知识、系统的管理技术等在现代设计中也是十分必要的内容。现代设计的方法是对把产品作为目标的知识的总称，其涵盖的内容和方法非常广泛，主要包括可靠性的设计、优化的设计、有限元的设计、计算机的辅助设计、价值工程等。

2机械设计

机械设计是属于综合性较强的工程技术，其在社会生活和生产中有着无可替代的重要作用。例如:人类生活所需的各种用品和工具，工业生产中所需的各种仪器和设备等都和机械设计紧密相连。在机械设计中，主要把机械设计的过程分为以下四个阶段:①产品规划的阶段;②方案设计的阶段;③技术设计的阶段;④制造和试验的阶段。

3机械创新设计的思路

机械的创新设计是设计者在对创造力充分发挥的前提下，使用现有的科学技术进行创造性的构思，从而设计出实用性、创造性、新颖性的产品。在机械创新设计中要着重解决的问题是对机械产品的创造模式、机理、方法、过程等进行探讨，通过对机械产品的程式化、算法化、符号化、定量化来强化机械设计的质量、效率、可靠性。虽然机械创新设计要基于机械设计的传统方法，但是机械创新设计更追求创造性，因为要加强机械产品的竞争力就必须强调设计的创新性。在机械创新设计中，虽然设计的投入只有产品总投入的5%，但是设计的决策在产品投入中占70%。由于在设计阶段就要对产品的结构、性能、成本、质量、维护等因素进行确定，且创新设计不仅是关于产品使用周期的设计，还是关于用户和市场的设计，因此只有通过机械设计的创新才能使机械产品具有更加良好的竞争力。机械的创新设计不仅繁杂、耗时、费脑力，还紧张、繁重、费体力，要有效地提升创新设计的效率，就要使用科学的设计工具和设计方法，而设计的自动化便是创新设计的理想目标。在机械的创新设计中，其科学性一方面可以让设计者从系统的层面认识设计，从而有效地避免不良设计;另一方面可以实现设计工具的寻求愿望，因此机械创新设计不仅是设计工作的实际需求，更是机械设计中CAD技术的未来发展趋势。

4现代设计创新的研究

机械创新设计是在设计者对创造力充分发挥的前提下，使用现有的科学技术创造性的构思，从而设计出实用性、创造性、新颖性的产品。机械的优化设计、计算机的辅助设计、有限元设计、系统设计、创新设计等形成了现代设计的系统方法库，且现代设计对利于设计思想和设计方法的学科不断吸收。专家系统、思维科学、人脑研究、人工智能等的发展使创新设计在机械设计中越来越重要，因为不仅专家系统、思维科学、人脑研究、人工智能等已经给创新设计奠定了理论基础，而且创新设计的发展还能促进创造思维的机理解释和科学技术的发展。在机械的创新设计中，创新设计的内容主要包括两个方面:①完善机械产品的经济性、技术性、适用性、可靠性;②设计和创造满足生活和生产需求的新产品。在机械的创新设计中，其关键的核心主要是对机械产品的创造模式、机理、方法进行探索，并对机械产品的创新设计进行定量化和程式化。

5现代设计未来的发展趋势

现代设计是把分析软件和工程设计作为基础，把计算机作为工具，通过现代的设计理念进行设计的新型方法。ADAMS、PRO－E、SolidEdge、I－DEAS、UG、SolidWorks、NASTRAN、ADINA等都是现代设计中使用较多的分析软件。现代设计的方法中，在使用分析软件和计算机的同时，要遵循常规设计的内容，且在现代设计的方法强调中，不能忽视了常规设计的重要作用。现代设计的方法较多，且涉及学科较广，虚拟的设计、优化的设计、计算机辅助的设计、可靠性的设计、并行的设计、有限元的设计等都是现代设计中经常使用的设计方法。由于现代设计方法的通用性较强，比如:在优化的设计方法中，其理论基础不仅可以在机构的和零件的优化设计中使用，还能在建筑工程和电子工程等领域中使用，因此现代设计的发展较为快速。现代设计发展迅速的表现如下:1、机构的计算机辅助设计和计算机辅助设的并行发展。2、机械的优化化设计和优化设计。3、机械的可靠性设计和可靠性设计。4、设计过程更为数字化，既要对工程中确定性变量的数学建模和描述进行完善，还要对非确定性变量的数学建模和描述进行研究。5、设计过程更为智能化和自动化，不仅要对各种方法库、数据库、知识库进行研究、健全、发展，还要对商品软件的研发自学习、自适应、自编程，例如:对信息、数据、知识获取和处理技术的研究。6、对多目标和不可微模型进行优化、对工程的不确定模型和动态的多变量进行优化等优化程序和优化方法的研究，并且优化程序和优化方法的研究已经发展到了对广义工程系统领域的优化。7、对网络的协同设计和并行设计的技术研究、方法研究、软件研究。8、对仿真虚拟的试验研究、对虚拟设计的研究、对快速形成仿真虚拟的研究，这种研究是把计算机的仿真作为研究基础，集智能技术、人机工程、成形技术、多媒体技术、光电传感的技术、并行工程、材料、计算机的图形学等为一体的综合性研究。9、对CAD技术应用、推广、发展的研究，在CAD技术的研究中其关键内容是对功能性较强的商品软件进行研发。10、对微型机电系统的应用技术、设计方法、设计理论进行研究，例如:智能计算、纳米技术、微型机械的系统和微型机器人的系统的设计与计算。11、对关于生态设计的理论研究和方法研究，例如:对绿色的产品进行设计、对生产过程的清洁化进行设计、对产品的可回收进行设计等。12、对基础的设计理论和共性的设计技术进行研究。

参考文献:

［1］魏学忠．现代设计方法在机械创新设计中的研究［J］．硅谷，2010，(23):98．DOI:10．3969/j．issn．1671－7597．2010．23．083．

［2］鲁绪芝，赖惠芬．基于现代设计方法学的机械创新设计研究［J］．现代制造工程，2007，(7):111－113．DOI:10．3969/j．issn．1671－3133．2007．07．035．

［3］武丽．机械产品的现代设计方法及其创新［J］．科技创新导报，2008，(33):184－185．DOI:10．3969/j．issn．1674－098X．2008．33．147．

［4］李旭．现代机械设计的创新方法［J］．科技经济市场，2015，(5):199－199．DOI:10．3969/j．issn．1009－3788．2015．05．146．

［5］罗煜林．现代机械设计方法分析［J］．中国科技纵横，2014，(9):83－83．DOI:10．3969/j．issn．1671－2064．2014．09．061．

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［关键词］课程设计 综合实践 创新

［中图分类号］G712［文献标识码］A［文章编号］1009-5349（2010）11－0199－01

机械设计基础课程的课程设计一直以传统的单级圆柱齿轮减速器为核心设计课题。尽管大多数减速器可以在市场上方便地购得，不过，减速器作为与机械设计课程结合最为紧密的典型实例，仍然可以在课程设计中充当重要的角色。但是，我们也深刻地意识到，以减速器为核心设计课题，在培养学生遵循标准和规范等意识方面绰绰有余，而在培养学生的创新意识方面有所不足。一部分学生由于基础较差等原因，对课程设计没有给予足够的重视。而机械设计基础课程，恰恰是一门非常有利于激发学生创造能力的课程，应当让学生在本课程学习过程中逐渐积累的创造性火种，在最后一个教学环节中得到充分燃烧。因此，我们认为，机械设计基础课程设计的题目，应当是基于减速器，但不限于减速器；基于本课程，但不限于本课程。要灵活多样，因人而宜，适当综合，开展综合实践，从知识性、趣味性、实用性相结合的选题思路入手，在达到教学目的同时，激发学生创新的热情，鼓励学生创新的勇气。

近几年，我们在机械专业的综合实践中，在培养学生创新意识和创造性构思能力、社会调查和分析问题能力、独立思考和协作能力、计算绘图和运用工具书能力、审核设计说明书和图样能力、语言和文字表达能力等方面，进行了大胆的尝试，收到了预期效果。

综合实践与传统的课程设计相比，最大的变化体现在课题的确定上。在仍然保留减速器为核心题目的前提下，适当扩展设计课题。

首先，公布具体的课程设计题目，并由相应的指导教师对每个课题的性质、涉及的相关知识、设计工作量和对学生能力的要求等方面的情况略加阐述。为接近生活和生产实际，训练学生发现问题、研究问题、解决问题的能力，题目中的设计参数和原始数据只有少数是完整给出的，大多数是部分给出的，个别的甚至根本没有给出，区别度大，模糊性强，试图为不同程度的学生留有充分的选择余地。

然后，由学生根据自己的兴趣、爱好、特长、志向、自由组合、自主选题。为充分发挥学生的积极性、体现对学生的信任和支持，也允许少部分学生自己选题。实际情况表明，自己选的题目都有一定难度，学生对课程设计很重视，对自己很负责任。

综合实践大致划分为以下类型：

1.以单级圆柱齿轮减速器为核心的传动装置设计

这是传统的设计题目，设计指导书和参考资料完备，教师也有一定的指导经验，因此仍然保留，也可以同其他题目相对照。

2.教具设计制作题目

由于学生熟悉教具的工作原理，清楚教具的作用，所以积极性很高。他们克服困难，自己动手，先后制作了平面连杆机构连杆曲线演示板、含一个移动副的平面四杆机构演化规律演示板、飞机起落架机构死点位置演示模型等。其中，含一个移动副的平面四杆机构演化规律演示板的制作难度较大，学生想出了许多好办法，保证了质量，也有很大收获。学生还设计制作了压杆稳定演示装置等材料力学教具。

3.校园小机械设计

这类题目趣味性强，有实用价值，因此吸引了大多数学生。如：旗杆及附属装置设计；礼堂幕布自动启闭装置；校门启闭装置；多孔试卷装订机等。这些题目有的虽然看上去并没什么难度，但是随着设计的深入问题便不断出现。有些题目本身就具有一定的难度，在有限的设计时间内无法完全解决，但是仍然可以使学生受到设计训练。比如，申报校门启闭装置题目的学生，首先对自动伸缩门的结构、特性、品牌进行调查，然后，提出了对校门的改进意见，进行了相应的设计计算。

4.动态广告牌设计

目前市场上各种动态广告牌争奇斗艳，许多是依靠机械传动装置工作的，我们要求设计多画面翻转式动态广告牌，有一定的难度。有的同学选用了课堂上没有介绍的蜗杆凸轮间歇机构实现四画面的转换；有的同学还对吉林市的室外广告进行了详细的调查和分析，并提出了建设性的建议；有些同学除了选择正确的传动方案外，还完成了细节设计。通过这类题目的设计，打开了学生的思路，使他们看到了机械设计基础课的应用价值。

5.吉林市标准机械零部件市场销售情况调查

安排这个题目，一是考虑到现场机械维修人员应当了解市场，不仅能够设计，也要学会选用，要有经济意识和价格概念，跑市场的同时也可以学习一些书本上学不到的知识；二是考虑到近年来机械专业毕业生有从事营销活动的趋势，接触吉林市标准机械零部件销售市场，对机械产品的价格、质量、竞争情况有所认识也是必要的，学生终究要走向社会。有些学生原来以为这一组轻松，实际情况恰恰相反，写出一份好的调查报告也不是很容易的事。令人欣喜的是，申报市场调查题目的同学十分认真，最长的一份调查报告达2万字，是从近百家标准件商店搜集来的数据，学生收获很大。

6.自选题目

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随着社会经济的不断发展，我们机械制造技术发展也极为迅速，而且，机械制造是我国重大生产行业之一，对推动我国经济发展有着极大的作用[1]。但是，我国作为一个机械制造大国，在机械结构设计上却欠缺太多，很多机械制造都是模仿其他发达国家的机械设计工艺来进行生产的，虽然一些机械结构设计也发生了改变，而从本质上却依然没有太大的变动，缺乏自主创新设计，一直引用技术会造成我国的机械结构设计会随着发达国家的后面走，无法将其真正的超越，而且，很多机械企业认为创建机械研发中心较为奢侈，这样的思想很难为我国的经济发展、科技发展带来更大的推动作用。我国作为一个经济大国、机械制造大国，不能仅将目光停留在机械的生产制造中，更应将目光放在机械结构设计的创新上，同时要保证机械设计创新不能过于死板，单纯的按照其他机械设计进行修修改改的很难从实质进行改变，需要从机械结构、系统等全方位进行创新，同时，还要注重机械结构设计创新人才的培养，这才是机械结构设计创新发展的根本，而且，通过不断的对机械结构设计的创新，对促进我国经济发展、科技发展有着极大的作用，更有利于早日超过西方一些发达国家的机械科技水平，从而成为世界机械结构设计创新的“领跑人”。

2机械结构设计中的创新设计

机械结构设计中的创新设计，应切实的走上创新道路，按照科学理论的推理，对其进行科学的设想、勇敢去实践，这样才能实现对机械结构设计的创新目的。变元法是机械结构设计创新设计的重要方法之一，而且，变元法的应用范围也极为广泛，能够给设计人员带来一定的创新思路，主要是对产品的关键点进行考虑，再对各个关键点的设计进行论证和调整，从而实现对机械结构设计方案的调整，去除以往机械结构设计的老套方案，提升机械结构设计效果，达到对结构设计的创新目的，具体分析如下。

2.1尺寸的变元

机械结构设计中涉及到的零部件较多，而且，各项零部件结构的形状有着很大的差异性，每个机械结构尺寸、形状等参数都会根据机械使用的情况进行相应的设定，从而实现机械运行的相应功能[2]。利用变元法对机械结构各个零部件尺寸进行变元设计，实现对形状、尺寸等参数进行优化的目的，不断的提升机械的运行效果。另外，在尺寸变元的基础上，可以对机械结构形态、尺寸等进行创新，主要结合机械市场的发展形势、机械的使用趋势等来实现对机械结构的创新目的。

2.2材料的变元

机械结构设计中应用到的材料种类极为繁多，各部分结构都会结合使用情况的不同采取不同的原材料制成，而且每个零部件材料加工的方式也有所不同，同样材料在加工不同零件的情况下也可能出现不同的加工方式，而最终的目的是要通过合理的加工方式来将材料的最佳效能发挥出来，这样才能有效的提高机械的使用效率[3]。变元法中所提到的材料变元，主要根据对材料的变元方式来实现对机械结构设计的创新和研究。例如，在对一种材料进行加工的过程中，如果想得到理想的刚性材料的作用，需要将这类刚性材料应用到相应的部件，也可以说，对机械结构的设计，需要根据材料的性能来进行相应的调整。因此说，在对机械结构设计创新的过程中，必须注重材料的性能发挥，这样才能更好的完成机械结构的创新设计。

2.3工艺的变元

加工工艺技术对机械结构设计的创新有着极大的作用，机械的任何结构在完成理想设计之前，都必须有着可靠的加工工艺作为支持，这样才能有效的提高机械结构创新的效果[4]。变元法中所提到的工艺变元主要是根据工艺技术选择的不同，来实现对各个元器件产生相应的作用，从而实现对机械整个结构产生作用。工艺手段与结构尺寸、材料性能等变元有着很大的差异性，工艺手段选取和使用的合理性，直接影响到机械结构的质量和性能，因此，机械结构创新设计必须对工艺手段进行创新设计，利用新颖的工艺手段来确保机械结构设计的创新性。

3结语

篇6

关键词：慧鱼工程技术；机械设计；实践实验教学；创新能力

一、引言

机械设计制造及其自动化专业作为学校向应用型综合大学转变中专业建设的重要组成部分，是培养应用型机械类本科专业人才的主阵地。《机械设计》是该专业重要的专业基础课，专业教学计划围绕《机械设计》教学目标开设了工程实践实验课程，如《机械设计课程设计》《16+2职业技能训练》等，培养学生的综合设计能力、工程实践能力、创新实践能力、团队协作能力等，要求学生能综合利用所学知识解决工程实际问题。但是在实践实验教学环节，教学效果差，一是因为机械设计实验教学所开实验多是认知性实验和验证性实验[1]；二是因为《机械设计课程设计》命题陈旧且单一，缺乏现代设计，无法达到综合训练的目标[2]。为此，本文提出基于慧鱼工程技术的机械设计综合创新实验教学方法，培养学生的综合设计能力、创新工程实践能力等。

二、机械设计实验教学弊端及改进策略

1.机械设计实验教学弊端。《机械设计》是一门综合性很强的专业基础课，以《机械制图》《理论力学》《材料力学》《机械工程材料》《互换性和测试测量技术》《机械原理》等课程为依托，对机械零件设计准则、摩擦磨损及润滑、螺纹连接、轴毂连接、带传动、链传动、齿轮传动、蜗杆涡轮传动、轴系设计、滚动和滑动轴承、机械系统设计以及其他常用零部件设计等知识进行讲解[3]。其课程特点是内容多且杂，存在大量经验公式与图表，教学内容抽象等，多数学生反映内容零乱，找不到重点。为此，通常在制订教学计划开设相应实验课，辅助学生理解并掌握相关知识，如《机械设计课程设计》《机械设计实验》。随着技术的发展，社会对学生的综合创新设计及工程实践能力提出更高的要求[4]，但目前《机械设计课程设计》《机械设计实验》仍然存在一定的弊端，实践实验教学效果差，无法满足社会需求。《机械设计课程设计》是对渐开线圆柱齿轮二级减速器进行设计，该实践项目存在一些弊端：一是课程设计命题陈旧且单一，是对通用渐开线圆柱二级齿轮减速器进行设计，主要内容为机械方案设计、传动系统详细设计、装配图绘制及减速器设计说明书，相关设计技术指导书成熟，网络资源丰富，学生设计时基本是依葫芦画瓢，查手册，套公式，设计过程就是仿造，部分学生存在抄袭、买卖现象，严重影响教学秩序和教学质量；二是重视二维装配图，轻视二维零件图、爆炸图和三维建模及装配的训练，不足以满足机械设计综合训练的要求。机械设计实验方面，主要包括机器组成及典型机械传动零件感性认识、传动试验（齿轮传动、带传动和链传动等）、机械传动轴系部件设计与分析。由于我校教学计划安排，无明确的机械设计实验有关课程，仅在《机械设计》理论教学时，组织学生参观机械典型零部件多功能语音教学示范箱，加深对《机械设计》各章节的理解。为弥补《机械设计》实践实验课程的不足，我校除了积极对《机械设计课程设计》教学内容、教学方式以及考核方式做调整外，还积极探索以16+2实践周“专业技能训练”作为实验实践教学的补充，但由于不规范存在教学效果差的问题。2.设计实践实验教学，对大学生工程实践能力的培养具有重要的意义[5]。为此，我校对《机械设计课程设计》教学进行创新改革，积极探索机械设计综合创新实验教学。Fischertechnik，即“慧鱼”，是德国人基于六面体接体发明创造的工程技术智趣拼装模型，包含各类机械构件（齿轮传动、丝杆传动、链传动、皮带传动、连杆机构、凸轮机构、减速器等）、电气元件（电机、电气开关、气动零件、各类传感器、控制器、导线及导线接头等）和编程软件等模块。该模型是《机械设计》的理想教学工具。基于此我校，利用Fischertechnik模型搭建机械创新人才培养平台，结合教师科研、机械工程专业学科竞赛与大学生创新创业训练计划项目等，在16+2实践周“职业技能训练”时发布机械设计综合创新实验题目，学生自由组队，综合利用《机械原理》《材料力学》《理论力学》《机械设计》《机械制图》等课程知识，合理分工，利用Fischertechnik组合模型，完成相关综合创新实验设计任务，力求达到培养综合设计能力、工程实践能力、创新实践能力、团队协作能力等的教学目标。

三、机械设计综合创新实验教学示例

为解决菠萝采摘生产效率低、人工成本较高、果农劳动强度高、芒刺对果农伤害较大等问题，我校17机械班某组学生基于慧鱼组合模型设计了一款小型手扶式菠萝自动采摘机。右上图为菠萝采摘机部分功能装置，分别为成熟识别装置、传输装置，考查学生对《机械设计》教学中电动机、减速器装置、齿轮传动、皮带传动、链条传动/螺栓连接等知识的理解与掌握。基于慧鱼工程技术的机械设计综合创新实验教学中，我校学子在第八届全国大学生机械创新设计大赛（慧鱼组）中获得国家三等奖1项，立项大学生创新创业训练计划项目国家级2项、省级1项，发表省级以上科技学术论文3篇，申报专利1项。目前，我们正在以国家级大学生创新创业训练计划项目为依托，积极备战中国—东盟高校创新创业教育联盟大学生创意机器人设计大赛和第九届全国大学生机械创新设计大赛，期望取得优异成绩。

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关键词：机械工程；设计思维；优化创新

企业生产过程中需要将机械工程设计进行更加全面的发展，使得整体管理符合时展的需求，提高设计的创新性，保证机械工程设计与时展相互协调一致，对科技使用能力进行全面管理，进一步增强社会管理的科学性，将机械设计思维进行创新，进而保证整体创新的科学性，因此在管理中需要对机械工程的设计思维进行创新。

1 机械工程创新设计的重要性

在进行机械设计的过程中需要将创新能力进行全面提升，加速机械工程设计的智能化处理，将专业设计管理系统运用到科技发展中，从而实现机械工程创新设计的智能化和模块化处理。机械工程创新设计的探索可以提升设计人员的创新性，使得设计人员自主的对机械工程设计进行创新，对机械工程创新设计进行全面推广，这样可以促进系统的不断更新，实现创造财富的目的，确保机械工程设计整体质量的提升。同时，创新设计可以增加机械设计在整体行业中的竞争力，有助于企业更加全面的掌握产品和技术的更新，为企业的发展创造出更大的价值，保证企业的社会效益和经济效益稳步增长。

2 机械工程设计创新发展缓慢的原因

2.1 缺乏专业的技术人才

创新是时展的根本，也是事业发展的重要组成部分，创新型人才能不断的对新科技进行推广，使新科技得到全面的发展，在机械工程设计中创新是非常关键的，但是在进行实际工作中还存在创新意识缺乏的情况，在进行设计中设计人员仍然采用传统方法，这一问题和大学阶段的教育情况存在一定的联系，许多学校将教学重点放在理论方面，忽视了对优化创新能力的培养，造成学生在实际学习中将关注的焦点放在了理论学习方面，而实践创新能力较为匮乏，实践中出现较多的问题，使得创新发展也难以进行。

2.2 缺乏资金技术支持

我国虽然大力提倡进行创新能力的培养，但是在实际操作中还是存在较多的问题，和发达国家差距较大，与我国经济水平也存在较大的差距，出现这种情况的原因主要是我国政府对于创新性思维的认识是不充分的，长期以来我国仍然是采用机械设计研究院的方式进行创新发展，一旦出现问题都是企业内部对问题自行解决，设计部门各项措施较为滞后，发展中出现问题没有得到及时解决，在发展中缺乏相应的动力，造成企业发展和实际情况存在一定的偏差，企业管理缺乏动力，导致创新能力出现滞后。同时，政府相关部门没有针对创新设计方面设立专项资金，而是采用单一的口号形式，使得企业在进行创新的过程中缺乏资金的支持，造成机械工程创新设计滞后。

2.3 缺乏科学理论作为指导

在进行创新的过程中因缺乏科学的理论作为指导，造成整体管理中理论知识的匮乏，一些创新方式和实际情况存在不符合的状况，这些创新理论使用到实际生产中对工程的创新造成严重的影响，一些企业按照错误的方式进行机械工程的创新设计，不仅不会对企业的生产效率有所提升，而且还会对企业现有的生产方式造成不良影响，对现阶段的发展造成一定的影响，造成企业发展出现严重的问题，影响企业的发展进步，企业因此出现生产规模的倒退，这也是机械工程创新性较为缓慢的原因，对于我国科技创新产生不利影响。

3 提升机械工程创新的措施

3.1 提升设计人员的创新能力

学校在进行机械工程设计的过程中需要对学生的实际创新能力进行大力培养，在校期间积极开展实践活动，掌握全面的管理方法，增强学生的实践性，让学生在实践中学习创新，善于将理论知识转化为实践能力，从而全面的对实践能力进行培养，提升创新意识。其次在进行设计的过程中将设计人员的工作能力进行转变，积极培养设计人员的发散性思维，擅于找到设计中新的想法，并积极进行实践，从而进一步促进设计的可行性。

3.2 加强对机械工程设计思维创新的专项资金和技术支持

在进机械工程思维创新的过程中，首先国家需要针对该项目设立专门的资金，并将一些有价值的项目介绍给企业，通^政府的扶持将创新意识进行全面的提升，增强企业的自主创业意识，积极引导企业的各项行为。其次，企业之间可以加快信息的交流与沟通，将先进的技术进行共享，全面的整合资源，对技术进行研发，将技术进行整合，为技术的发展提供必要的支持，加快企业之间的相互沟通与联系，提升技术创新能力。

3.3 制定科学的创新理论

在管理的过程中企业可以制定更加科学的创新理论，结合实际情况对工程设计思维进行创新，避免盲目创新带来的各项问题，更加科学的对创新思维进行提升，要求设计人员突破传统的思维模式，运用超前发展的理念进行思考，摆脱传统落后的思维模式，不能仅仅追求生产的量化，还要追求质量上的革新，提升技术设备上的改造能力，在进行创新创新思维不能盲目，要结合企业实际发展需求有选择的进行创新，只有这样才能与那些同领域同等竞争，不会在时代的发展过程中被淘汰。

4 结束语

创造力是竞争的核心力量，机械工程设计也不例外，在其中进行全面的技术创新，将最新的知识产权应用到工程设计中，对科技进行全面的创新，使用更加科学的创新意识和创新思维，从而进一步提升机械工程设计思维创新能力，增加资金投入，以此达到机械工程设计创新的最终目的。

参考文献

[1]王斌.机械工程设计思维的创新优化[J].河南科技，2013，18：126.

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关键词：机械设计；创新；能力培养

一、引言

当今科技经济竞争已成为当今世界的各国之间的主要竞争。科技创新是我国经济发展的动力，对科技和经济的进步具有极为重要的影响。其中机械创新对于制造业来说是能否开发新产品，缩短产品更新周期的核心部分。只有不断开发出新的技术与产品才可以使我国的制造业处于良好的发展势头。所以机械创新是一个国家经济发展的重要组成部分，同时也是国际市场竞争中抢占科技和产品制高点的关键。在提倡建设创新型国家的形势下，如何正确认识并积极探索适应机械类学生的创新设计教育，对于培养具有创新意识、创新激情、创新思维及创新能力的机械设计人员，具有重要的现实意义。

二、创新机械设计

机械创新设计就是让设计者在掌握传统的设计相关理论与原理的前提下，发挥设计者的创新能力，设计出独特性、新颖性、具有一定实用性的机械设计的实践活动。设计过程中具有如下特点：

1.机械创新设计具有一定的学科交叉性，例如对力学、电学、机械学、甚至美学知识的运用设计出与众不同的设计。

2.应用先进的数学工具代替传统的设计经验与思路设计出更优的设计。

3.创新设计是一个反复比较与修改的设计。所以机械创新教育是通过新的教育方式培养学生在机械设计方面尽量合理的涉及力学、电学、机械学、美学以及相应的数学知识。通过对这些学科从概念到详细设计反复论证和严谨的科技设计计算而得到最终的设计结果。现今TRIZ设计、公理化设计等创新设计力图的提出为创新设计通过了一定的理论基础。同时CATIA、UG等相应的三维软件的发展、虚拟样机仿真技术的进一步成熟为机械创新设计通过了方便的验证工具，使机械产品的创新设计周期大大缩短。因此，对学生进行创新机械设计教育，培养学生的创新思维，创新意识以及创新能力是极其必要的。

三、机械创新设计教育的探索与实验

当今我国高等教育方面与西方发达国家比较，在创新设计教育等方面还存在很大的差距。工科类学生在工程实践与实验方面远落后于发达国家。多年的应试教育导致我们的高等教育仍然还是以理论教学为主。学生可以获得较好的考试成绩，但是在实际工作中的能力相对于成绩就大打折扣。更不要说像西方发达国家学生具有较强的创新能力和动手能力。如何改变这一现象已经成为我国高校面临的一个问题。国内高校也开始探索相应的解决办法，开始逐步摸索、开展相应的改革。首先我们应该在师资队伍建设上加强，这才是创新设计能力培养的根本。开展机械创新设计教育，需要高水平的师资作保证，由于机械创新设计涉及机械电子、计算机技术、光学等众多领域的科学知识，因此，教师除了在认识上对创新设计教育给予足够的重视外，还要求不断学习掌握广博扎实的专业知识，同时，还要深入科研第一线，在实践中积累创新设计知识资源，进而为学生创新设计能力的培养奠定坚实基础。其次传统的课程体系是以知识传授为特征的基础课、专業基础课及专业课的三层楼模式，而创新的课程体系以能力结构为特征，以创新能力培养为主线的课程模式能力结构可分为：专业基本能力；表征专业属性的能力；对机械产品的结构设计能力、计算机辅助设计软件的应用能力等专业拓展能力；在专业基本能力的基础上，拓展专业口径，提升专业业务水平的相关能力，如机械产品机电控制系统的设计能力等就业适应能力，逐步加强实验教学的比重。

四、创新机械设计教育改进的一些建议

第一，高校应该尽量注重对实验室教师的培养与待遇的提高，提高教师的积极性。同时尽快建立配套的适应教学改革的实验室。实验室的建设与布置应以培养符合实际需要的机械类应用型人才为标准，并且在学校加大实验室建设费用的同时，可以通过为该行业企业提供一定服务的方式取得企业的支持，从而获得一定的资金以及宝贵的实际经验资源帮助。逐渐减少对论文的考核，增加对实践工程项目的考核。第二，改善实验内容和实验手段。内容陈旧，手段落后的实验内容应该放弃，应多增加结合实际，与现实情况相符合的满足设计性、综合性以及创造性的实验。摒弃由教师进行动手操作，学生负责观察记录的教学方式，采用以学生自己思考，自己动手，教师辅助的启发式教学，使学生在学习过程中真正掌握工作能力。进一步地提高相应的实验课程学时。第三，在注重学生的主体作用时，也应重视教师在教学中的引导作用。建立相应的创业教师团队，学校给以相应的支持。通过各种全国各种大赛达到开阔眼界，让教师与学生同时都得到提高。教师也要加强理论学习，只有教师的理论实践知识，操作水平得到提高，才能更好地引导学生去学习，去创新，最终培养出符合现实国际大环境下要求的应用型综合人才。

五、总结

随着机械新产品开发与激励的市场竞争，对高等教育机械类专业的教学内容和教学方法提出了新的要求，即机械创新设计教育机械创新设计能力的培养，是一项综合复杂的系统工程，必须依靠改革教学内容教学手段。最终提高我国高等教育中创新教育的短板。

参考文献： 

[1]罗玉军.大学生机械创新设计指导案例与分析[J].赤峰学院学报（自然科学版），2015，（06）. 

[2]张燕，王娟，史留勇.机械创新设计实践教学改革的建议[J].热带农业工程，2014，（03）. 

[3]牟向伟.大学生机械创新设计教学改革思考与实践[J].佳木斯教育学院学报，2012，（05）. 

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一般而言，在对机械产品的结构进行设计时，其主要就是对产品的总体结构、各部分的配置以及产品的外形进行设计。一般由于客户对机械产品的功能会有不同的要求，因此对机械结构方案的设计也不尽相同。对机械产品结构进行设计时，其根本要求就是要能设计出不同结构形态的产品，从而设计出新型的机械产品结构形状[2]。社会经济的发展，使得人们对机械产品功能以及结构需求有了更高的要求，对机械产品结构设计的要求也随之提高，因此设计人员必须要满足客户的使用功能以及安装，要能充分利用有限的空间，尽量将机械产品的功能进行集中设计。如传统的办公室，其环境无法有效改善的原因就是不同类型的复印机、扫描设备以及打印机等，无法对文档设备进行一体化处理。为了满足人们的需求，办公厂家开始改进和设计办公机械设备，采用综合和离散的创新思维模式，在有效保证产品的基本形状和构造的前提下，设计并制造出多功能一体机，将复印、扫描以及打印等文档处理功能集中于一体，使办公环境得到有效改善。

2机械产品运动方案创新设计

对机械产品运动方案进行设计时，设计人员必须要以客户对产品功能的需求为依据，从机械产品结构的原理出发，构思和设计机械产品功能原理。运动方案的设计是一个系统运动方案的设计，主要包括原动机、执行部件以及传动机构等设计，从而来有效满足机械产品结构功能的运动性能，其能有效解决机械产品在实际过程中存在的问题[3]。一般来说，机械产品运动方案设计的好坏对产品的使用性能、工艺、成本以及结构等方面的能力有着直接的影响，运动方案的设计是对产品的社会效益、环境、经济性、性能以及整体质量的确定，机械产品设计过程使用过程以及后续产品制造的基础就是运动方案的设计。就机械产品结构来说，可以采用不同的运动方案来实现机械产品的具体功能，当然不同的功能需要不同的机构来实现，因此机械产品运动方案的设计是整个设计工作的关键，设计人员必须要从产品功能的实际需求进行具体分析，充分利用创新思维，从而来优化设计产品的活动架构，使产品运动方案更具可行性。如对汽车前驱和后驱的运动方案进行设计，一般传统的后驱运动方案由于存在动力效率较低、牵引力不足、车内空间小、安装复杂、驱动部件多以及较高的生产制造成本等问题，已经无法适应时展的需求。汽车生产厂商为了满足人们对汽车机动性以及舒适性的要求，不断对汽车的运动方案进行创新设计，采用逆反和移植的创新思维方式，前置发动机，促使汽车前轮的传动机构与发动机的输出轴直接相连，从而驱动汽车前轮的运动。这样的驱动方式虽在一定程度上增加了前轮的负载，使得轮胎的磨损量加大，但是能明显简化汽车的驱动机构，减少零部件数量，有效降低汽车的造价，且能有效下降汽车整车的重量，有效改善汽车的加速性能，缩短刹车的距离，降低油耗；另外将发动起前置，能使车内的空间得到大量释放，提高汽车的舒适性。

3机械产品动力能源创新设计

随着能源应用技术、材料加工技术以及制造技术的不断发展和进步，设计人员在选择机械产品动力能源的过程中，一般选择不同的能源，包括太阳能、电能、天然气以及石油等能源。在设计的过程中，设计人员可以将自身的创造性思维进行充分有效的发挥，改进或者重新设计机械产品的各个系统，在机械产品的动力能源中应用更多更好的清洁能源[4]。如以汽车为例，现今公共交通工具中应用较为广泛的就是电动汽车，电动汽车主要使用的就是电能，其相较于传统的燃油汽车，电动汽车不会排放有害气体造成大气污染，在单位电能生产过程中，电动汽车所排放的污染物与传统燃油汽车相比较，电动汽车造成的污染也能得到明显控制。电动汽车的有效使用，能降低大气污染的程度，且其能充分利用晚间用电低谷时出现的富余电力，有效提高发电设备使用效率，降低能耗，达到节能减排的目的，提高其经济效益。电动汽车的应用是创新思维在机械产品动力能源设计中的具体体现。

4结束语

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关键词：现代机械；设计方法；理论；研究

中图分类号： S611 文献标识码： A

前言：现代的机械设计需要创新，所以设计人员必须具备全新的创新理念，充分发挥其主观能动性的同时，能够熟练操作现代设备进行分析处理，以设计出质量更高，更能满足用户需求的机械设备，这同时也是机械设计的发展的一贯要求和准则。

自从我国高等院校提倡素质教育以来，对学生的培养由知识型向创新能力型转变，对于机械类学生来讲，就是要注重培养他们的机械创新意识和创新能力。机械原理与机械设计课程是机械类专业中一门重要的技术基础课程，主要教学研究内容是常用机构和通用零件的基本知识和设计方法，根据院校教学目标的不同，课程通常安排 1-4 周不等的实践教学环节，即课程设计。课程设计环节是学生综合运用所学理论和技术进行机械系统设计的一次综合实践训练，是对学生所学设计理论、设计方法和设计能力的锻炼和检查，通常的做法是在学完本课程的全部理论课之后，由教师给定若干题目和设计方案，学生被动接受进行课程设计，这种课程设计教学模式强调的是对学生基本设计能力的训练，不利于学生进行创造性能力的培养。为主动适应高等院校对于学生素质能力培养的要求，加强对学生的创新意识和创新能力培养，我们对机械原理与机械设计课程设计实践教学模式改革进行了探索和实践，并取得了明显的成效。

1 机械类创新能力的培养

1.1 创新思维能力的培养

创新思维能力是创造力的源泉，爱因斯坦说过：“想象力比知识更重要，因为知识是有限的，而想象力概括着世界的一切，推动着进步，并且是知识进化的源泉。”因此，培养创新思维能力对于机械类学生来讲更为重要，包括逻辑思维能力、思维转换能力、分析综合能力、分解协调能力等。创新设计能力离不开创新思维，而思维总是从问题开始的，为了激励学生的创新思维，应该在课堂教学以及设计实践过程中不断地提出问题、分析问题、解决问题、再提出新问题，迫使学生跟着教师的思路去积极思考，不仅掌握现有知识，更要通过不断地学习新的知识、新的能力来对所要研究的内容进行综合归纳和比较。出新问题本身就是创新。思维转换能力是用已有知识解决复杂问题的能力，将复杂问题简单化，在于培养学生的独立解决问题的创新设计能力；分析综合能力首先从机械（机器和机构）分析开始，逐步弄清其本质和内在规律，然后在此基础上进行机械综合，综合就是设计，就是创造；分解协调能力即先将复杂的大系统“分解”为若干简单的小单元，以便应用已学知识和方法进行分析，可对复杂事物总体进行全面透彻地了解与掌握。

1.2 创新设计能力培养

有了创新思维，还需要有敢于创新的机械设计能力，包括原理方案设计、传动方案设计、执行机构设计、结构设计等。为了更好的培养学生根据需求设计机械系统、零部件的能力，初步掌握在机械工程设计实践中使用各种技术（现代机电技术、现代测试技术）、技能和现代化工程工具的能力，具有对机械设计问题进行系统表达、建立模型、分析求解和论证的能力，我们建设了机械装备创新基地，对学生进行现代机械设计技术和设计方法的教学与培训，使学生掌握当前主流商业软件的使用方法，并进行相关的创造性的装备设计与分析，提高综合设计素质与技能，以加强学生创新设计能力的培养。

1.3 创新实践能力培养

创新实践能力是创新思维和创新设计两个层次的深化和提升，包括实验设计能力、制造加工能力、分组协作能力和组织管理能力等。创新实践是学生将创新设计内容动手制作转换成实物的过程，通过这一环节的实践，不仅锻炼了学生的动手能力，而且加深学生对机械系统知识的理解，提高了学生的设计积极性，锻炼了分组协作能力和组织管理能力。并且在学生之间通力合作亲自动手制作出自己设计的机器模型后，会产生一种发自内心的成就感，这种成就感是不断激发学生创新思维和创新设计能力的源泉。

2、现代机械设计方法的基本特点

以自动化设计取代人工设计。充分利用先进的计算机硬件及软件平台，极力提高人机结合的设计系统的自动化水平，以提高产品的设计质量，这是现代机械设计方法的基本特征。以动态建模取代静态模型。典型的如以机器结构动力学计算取代静力学计算，以实时在线测试数据作为评价依据等。以定量计算取代定性判断。如以有限元计算非规则零件的尺寸和刚度，取代传统设计的经验类比法确定箱体各部分壁厚等。以变量取代常量如最优化设计中用随机变量取代传统设计方法中通常以经验常量校核的粗略数据处理方法。以优化设计取代可行性。设计用设计变量恰当地建立设计目标的数学模型，从众多的可行性解决方案中求其最优解。强调从设计阶段就并行地综合考虑产品整个生命周期中各方面的要求与相互关系，避免串行设计中可能发生的干涉与返工。

3、人-一机学的设计

任何机器设备,不论其自动化程度有多高,都需要人的控制、管理和维修,才能发挥其效能。因此,在设计机器的时候,必须对整个“人—机系统”作通盘的合理设计。

人—机学的主要研究内容大体上包括三个方面:

(1)机器系统中直接由人操作或使用的部件如何适合于人的使用。机器系统中直接由人操作或使用的部件如各种显示仪表、示波屏、操纵器、驾驶盘、开关、，驾驶工作台、以及各种照明装置等等。这些装备都必须适合于人的使用，才能保证工作效率达到最优。人—机学所要解决的不是这装备的工程技术设计问题，而是从适合于人的使用的角度，向设计人员提供必要的参数和要求。比如怎样设计仪表才能保证人看得清晰，而且辩读迅速;怎样设计操纵器才能使人应用时得心应手，既方便而又工效高，怎样的照明条件使人视觉效率达到最优等等。

(2)环境控制和生命保证系统的设计要求生产和科技的发展，促使人类向自然界的各个领域深人进军，人们也就面临了种种特殊的环境条件。比如在航空、宇航、潜水、南北极考察等情况下，就会经受缺氧、高温、低温、失重、振动、噪声、污染、辐射以及气压变化等等特殊条件。为了战胜这些不利的环境因素，保证机器正常工作和从保证人体安全、舒适和工作效率出发，为工程设计人员提供这方面的设计参数和要求。

(3)人机系统总体设计

为了提高整个人机系统的效能，还必须;决整个机器系统与人体相配合的问题。比如适器系统如何与人的信息传递特性相配合，机P系统的特性如何与人在操纵活动中的传递函当相配合;如何通过人、机双重优化控制来提砰机器系统性能等等问题。

结语：

振兴机械工业,促进机械产品的升级换代,提高机械产品的质量和技术水平的关键在于设计,因为一个机械产品,设计水平不高,制造再好,也是一个落后的产品。要提高机械设计的质量,就必须对传统的机械设计方法进行全面的改革,将传统的机械设计工作从经验的、类比的、静态的和手工计算方法改革成科学的、合乎逻辑的、动态和计算机辅助设计的先进的机械设计方法。

由于现代机械设计理论和方法还在不断的发展,它的研究内容和应用范围还在不断的扩大,这就需要我们去探索、总结和提高,其中以动态设计、优化设计和计算机辅助设计为它

的核心。希望从事机械工程研究和机械设计的同志们共同努力,为提高机械设计水平而总结

出一套符合我国国情的现代机械设计理论和方法。

参考文献：

［1］ 孙靖民 6 机械优化设计［H］9 北京: 机械工业出版社，

［2］ 赵松年 6 现代设计方法学［H］9 北京: 机械工业出版社，

［3］ 濮良贵 6 机械设计［H］9 高等教育出版社