《机械创新设计》选修课（doc 7页）
第一章
创新实践可分为3个阶段（1）了解问题：目标是什么？未知量、已知量是那些？情况如何？能满足情况的需要吗？能否决定未知量，是否足够，是否重复或抵触？可以画张图，引入合适的标志，把情况的各部分加以分解。（2）设计方案：遇到过这个问题吗？知道相关的问题吗？可能运用什么原理？通过不同的方法设计各种方案，并进行优化。
（3）执行方案：实施设计方案，在每一步骤中对方案修改完善，必要时重新设计方案，以取得最好的成效。任何一个创新几乎都要经过上述3个阶段，一般最困难的是第二阶段，最关键的往往是第三阶段。
创新设计设计类型的内容特点，一般将设计分为下面3种：
1开发性设计在工作原理、结构等完全未知的情况下，针对新任务提出新方案，开发设计出以往没有过的新产品。2．变型设计 在工作原理和功能结构不改变的情况下，对已有产品的结构、参数、尺寸等方面进行变异，设计出适用范围更广的系列化产品。3．适应性设计
亦称反求设计。针对已有的产品设计，在消化吸收的基础上，对产品作局部变更或设计一个新部件，使产品更能满足使用要求。 开发设计以开创、探索创新，变型设计通过变异创新，适应性设计在吸取中创新。创新是各种类型设计的共同点。
二、设计思路和设计过程1．产品规划阶段——明确设计任务和要求，提出设计任务书
2．原理方案设计阶段——确定工作原理，分解子系统，绘制方案简图
3．技术方案设计——进行总体设计和结构设计，完成产品全部生产图纸，编制设计说明书、工艺卡等技术文件
4．改进设计机械的功能要求
1）运动要求：如运动规律、轨迹、行程、速度、加速度、转 速、调速范围、运动的精确性等。（2）动力要求：传递的功率、转矩、力、加速性能、效率等。
（3）安全要求：强度、刚度、稳定性、热力学性能、摩擦特性、振动、机械工作的安全性及操作人员的安全性等。
（4）经济要求：设计和制造的经济性、使用和维护的经济性等。
（5）可靠性和寿命要求：包括零部件和机械实现预期功能的可靠性，零部件和机械的耐磨性、疲劳强度、失效和使用寿命等。
6）机动性要求：对尺寸、体积、重量、功率的要求。
（7）环境保护要求：防止污染（噪声、废气、废水、废尘），防止“三漏”（漏气、漏水、漏油），无公害和绿色产品等。8产品造型要求：如美观、人性化，外观、色彩与环境 的协调等。
创新设计的三种方法1．开发性设计 在工作原理、结构等完全未知的情况下，针对新任务提出新方案，开发设计出以往没有过的新产品。2．变型设计
在工作原理和功能结构不改变的情况下，对已有产品的结构、参数、尺寸等方面进行变异，设计出适用范围更广的系列化产品。3．适应性设计亦称反求设计。针对已有的产品设计，在消化吸收的基础上，对产品作局部变更或设计一个新部件，使产品更能满足使用要求。
开发设计以开创、探索创新，变型设计通过变异创新，适应性设计在吸取中创新。创新是各种类型设计的共同点。
第二章人类的思维方式可以归纳为如下几种1．形象思维与抽象思维
形象思维也称为具体思维，是人脑对客观事物和现象的具体形象的反 抽象思维是以抽象的概念、判断和推论为形式的思维方式，概念是客观事物本质属性的反映，判断是两个以上概念的联系，推论则是两个以上判断的联系。形象思维具有灵活、新奇的特点，而抽象思维较为严密。2．发散思维与收敛思维发散思维又叫分散思维、求异思维、开放思维等。它是根据提供的信息，多方位寻求问题的答案的思维方式 收敛思维也叫集中思维、求同思维等。是一种在大量设想或多方案的基础上寻求某种最佳答案的思维方式。在创造活动中，提出的方案越多，选择最优方案的回旋余地就越大，但光有发散思维并不能使问题得到有效的解。既需要有充分的信息为基础，设想多种方案，又需要对各种信息进行综合、归纳，多方案优化。
发散思维与收敛思维的有效结合组成了创新活动的一个循环过程。3．逻辑思维与非逻辑思维逻辑思维是抽象思维方式。它是严格遵循逻辑规则按部就班、有条不紊进行的思维。它的主要方法是分析、归纳、综合与演绎。非逻辑思维是一种不严格遵循逻辑规律，突破常规，通过想象、直觉、灵感等方式进行的自由思维方式。
4．直达思维与旁通思维直达思维始终围绕需要解决的问题进行思考，旁通思维则将问题转化为另一个问题，间接分析求解。旁通思维后要返归到直达思维，才能较好地解决提出的 创造性思维的特征 1．思维结果的新颖性、独特性
它指思维结果的首创性，具备与前人、众人不同的独特见解，思维的结果是过去未曾有过的。也可以说，是主体对知识、经验和思维材料进行新颖的综合分析、抽象概括，以致达到人类思维的高级形态，其思维结果包含着新的因素2．思维方法的多样灵活性、开放 它指对于客观事物或问题，表现出勇于突破思维定势，善于从不同的角度思考问题，善于提出多种解决方案；能根据条件的发展变化，及时改变先前的思维过程，寻找解决问题的新途径3．思维过程的潜意识自觉性4．顿悟性
创造性思维是长期实践和思考活动的结果，经过反复探索，思维运动发展到一定关节点时，或由外界偶然机遇所引发，或由大脑内部积淀的潜意识所触动，就产生一种质的飞跃，使问题突然得到解决，这就是思维的顿悟性。
影响创造能力的非智力因素
1．兴趣和好奇心2．进取心3．自信心4．勇气5．组织能力 影响创造能力的智力因素包含：
1．想象力想象力就是在记忆的基础上通过思维活动，把对客观事物的描述构成形象或独立构思出新形象的能力。简而言之，想象力是人的形象思维能力，
2．洞察力洞察力指的是深入细致的观察能力。具有这种能力就可以透过现象看本质
3．动手能力动手能力包括制作、试验及绘图等方面的技能。李政道博士曾经说过：动手能力是创造发明者所必备的基本素质。4．智能和知识因素5．创造性思维与创造技法创造性思维的外部表现就是人们常说的创造力，创造力是物化创造性思维成果的能力，在一切创造活动领域都不可缺少，是现代创造者创造能力的最重要因素
第三章创造原理 综合创造原理综合创造，则是指运用综合法则的创新功能去寻求新的创造。它的基本模
式如图所示。2 分离创造原理分离原理在创新设计过程中，提倡将事物打
破并分解，而综合原理则提倡组合和聚集，因此，分离原理是与综合原理思路相反的另一个创造原理。
3 移植创造原理 移植创造具有以下基本特征l）移植
是借用已有技术成果进行新目的下的再创 造，它使已有技术在新的应用领域得到延续和 拓展；2）移植实质上是各种事物的技术和功能相互之间 的转移和扩散。 3）移植领域之间的差别越大，则移植创造的难度也大，成果的创造性也愈明显。4 物场分析原理
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