《机械创新设计与制作》以培养大学生创新实践能力为目的,以理论-方法-实践为主线,阐述了创新理论与技法。
《机械创新设计与制作》重点介绍了机械产品创新设计的方法与原则,同时对机电融合创新设计进行了阐述,并基于教育机器人创新平台详细讲述了机械产品的创新设计与制作,促进创新理论在机械产品设计中的实践,以提高大学生的创新实践能力。最后,介绍了创新作品后续工作中的专利保护及应用。
《机械创新设计与制作》可作为高等学校机械工程等专业本科生或研究生教材,也可供相关领域的科技人员参考。
人才的创新精神与创新能力对国民经济的发展具有重要作用,是我国经济实现跨越式发展,缩小与世界发达国家差距的关键因素。如果掌握一定的创新方法与技能,可以使创新工作者在开发过程中达到事半功倍的效果。起源于苏联的TRIZ理论,包含了一套具有完整理论体系的创新方法,在发明创新中具有强大的指导作用。
TRIZ理论与工业联系密切,机械创新设计是工业创新的一部分。机械创新设计的目的是设计出新颖、富有创造性和实用性的新产品。创新的理论与方法只有与机械专业知识结合,才能更好地进行机械创新设计。本书介绍了TRIZ理论的基本知识及其40个经典的创新原理,还介绍了机械机构的基本知识及创新设计相关理论与方法,以期对学生后续的创新设计与实践提供理论指导。
为便于学生创新思想的实现,创新实践平台提供了最佳的载体,学生只需要掌握相关零件的特点,熟悉组装和搭建的规则,就可以利用各种现有构件,搭建各种创新模型。另外,借助与之相配套的软件平台,掌握相关的编程原理和技巧,按照功能要求编写出相应的控制程序,就能够实现机械产品运动的控制。本书通过案例介绍,展现创新实践平台的软硬件,以期有利于学生在创新实践训练中体会创新成果实现的快乐,
将机械创新的想法进行设计制作只是完成创新工作的第一步,为了让创新思想应用到实际并推动社会发展,还需要完成很多后续的工作。比如进行专利申请,将创新成果进行保护;参加科技竞赛,将创新成果进行展示,让更多的人了解相应的创新工作,便于推广应用;还可以利用相关产品进行创业,建立以相关创新产品开发的公司。本书在这方面进行简单介绍,以期对学生的成果保护、转化提供指导。
1 创新设计理论及方法
1.1 TRIZ理论基本概念
1.2 TRIZ理论的40个创新原理
1.3 创新技法
1.3.1 集智法
1.3.2 类比法
1.3.3 移植法
1.3.4 穷举法
1.4 机械创新设计
1.4.1 机械创新设计类型
1.4.2 机械创新设计的一般过程
思考题
2 机构的创新设计与制作
2.1 机构的组成
2.1.1 构件
2.1.2 运动副的种类及代表符号
2.1.3 构件的分类
2.2 常用的基本机构
2.2.1 平面连杆机构
2.2.2 凸轮机构
2.2.3 间歇运动机构
2.2.4 齿轮传动机构
2.2.5 带传动机构
2.2.6 链传动机构
2.3 机构的创新设计
2.3.1 机构变异的创新设计
2.3.2 机构组合的创新设计
思考题
3 机械结构创新设计
3.1 机械结构设计与表达
3.1.1 机械结构设计特点
3.1.2 机械结构件的几何要素
3.1.3 机械结构设计的步骤
3.2 机械结构方案设计的技巧
3.2.1 利用形态变换的方法制定结构方案
3.2.2 由机械结构中的相互关系变换而制定结构方案
3.3 机械结构设计基本准则
3.3.1 满足功能要求的设计准则
3.3.2 满足结构设计的力学准则
3.3.3 满足工艺性要求的设计准则
3.3.4 满足人机学要求的设计准则
3.3.5 考虑维护修理的设计准则
3.3.6 考虑造型设计的准则
3.3.7 考虑成本的设计准则
思考题
……
4 机电融合创新设计
5 创新作品设计与制作
6 创新作品的延伸
参考文献