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機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法范文第1篇

【關(guān)鍵詞】實(shí)用型機(jī)械產(chǎn)品 創(chuàng)新設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)方法 設(shè)計(jì)流程

隨著現(xiàn)代造制業(yè)的高速發(fā)展，機(jī)械行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)日益加劇烈，機(jī)械產(chǎn)品的生命周期越來(lái)越短，外觀新穎、性能優(yōu)異的產(chǎn)品越來(lái)越受到用戶(hù)的歡迎。作為產(chǎn)品的生產(chǎn)企業(yè)面臨著劇烈的生存挑戰(zhàn)。為此，企業(yè)應(yīng)該在不斷提高現(xiàn)有產(chǎn)品的質(zhì)量、降低成本的基礎(chǔ)上，成立新產(chǎn)品研發(fā)團(tuán)隊(duì)，通過(guò)不斷地推出性?xún)r(jià)比高的實(shí)用型新產(chǎn)品，滿(mǎn)足消費(fèi)者個(gè)性化和多樣化需求，才能提高企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力，使自己立于不敗之地。

一、實(shí)用型機(jī)械產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)的思路

任何一種新產(chǎn)品的產(chǎn)生，從研發(fā)到推上市場(chǎng)，都應(yīng)該是經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的科學(xué)論證和實(shí)踐檢驗(yàn)的。企業(yè)的研發(fā)團(tuán)隊(duì)可以從幾個(gè)方面做好產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)的相關(guān)工作：

1.確定產(chǎn)品的市場(chǎng)定位

確定產(chǎn)品的市場(chǎng)定位就是企業(yè)在充分調(diào)查產(chǎn)品的市場(chǎng)擁有量及所處的位置，了解競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手產(chǎn)品定位、用戶(hù)對(duì)本產(chǎn)品的滿(mǎn)意程度等情況的基礎(chǔ)上，針對(duì)用戶(hù)對(duì)該種產(chǎn)品的某種特征、性能和核心利益的要求，研發(fā)出本企業(yè)產(chǎn)品與眾不同的、給人印象深刻、鮮明的形象和獨(dú)特的功能的產(chǎn)品，并通過(guò)一套特定的市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)組合把產(chǎn)品推向市場(chǎng)并使用戶(hù)接受。通過(guò)市場(chǎng)定位，使本產(chǎn)品與其他企業(yè)的產(chǎn)品嚴(yán)格區(qū)分開(kāi)來(lái)，用戶(hù)明顯感覺(jué)和認(rèn)識(shí)到新產(chǎn)品的優(yōu)勢(shì)，從而在用戶(hù)心目中形成良好形象并優(yōu)先選用。

2.確定新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)流程

確定新產(chǎn)品的市場(chǎng)定位后，應(yīng)該寫(xiě)出產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)的可行性分析報(bào)告，包括產(chǎn)品的總體設(shè)計(jì)、關(guān)鍵技術(shù)的實(shí)施、本企業(yè)的生產(chǎn)能力、產(chǎn)品的設(shè)計(jì)周期和生產(chǎn)周期、經(jīng)濟(jì)效果分析等。項(xiàng)目確認(rèn)后進(jìn)行產(chǎn)品的總體設(shè)計(jì)及零部件設(shè)計(jì)、編寫(xiě)工藝文件、樣機(jī)的試制和鑒定，提供樣機(jī)給用戶(hù)試用，并根據(jù)用戶(hù)試用后反饋意見(jiàn)進(jìn)行總結(jié)改進(jìn)，完成產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)評(píng)審和最終定型。接著小批量投入生產(chǎn)，最后根據(jù)市場(chǎng)的需求量確定大批量生產(chǎn)，完成產(chǎn)品的全部開(kāi)發(fā)生產(chǎn)過(guò)程。

二、實(shí)用型機(jī)械產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)的方法

實(shí)用型機(jī)械產(chǎn)品的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，就是設(shè)計(jì)者根據(jù)市場(chǎng)的實(shí)際需要，充分發(fā)揮創(chuàng)造性思維，吸收最新科技成果，運(yùn)動(dòng)現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論與方法，設(shè)計(jì)出更具競(jìng)爭(zhēng)力的機(jī)械新產(chǎn)品。通常創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法可以分為三種：原創(chuàng)設(shè)計(jì)、變異設(shè)計(jì)和反求設(shè)計(jì)。

1.原創(chuàng)設(shè)計(jì)

原創(chuàng)設(shè)計(jì)是指全新的設(shè)計(jì)，是設(shè)計(jì)者根據(jù)機(jī)械產(chǎn)品的外觀與功能要求，通過(guò)建立產(chǎn)品模型、產(chǎn)品工作原理圖，然后根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)原理分別設(shè)計(jì)出產(chǎn)品的動(dòng)力裝置、傳動(dòng)裝置、執(zhí)行裝置和控制裝置等組成部分。產(chǎn)品具有區(qū)別于其它產(chǎn)品的獨(dú)特的外形和功能。

2.變異設(shè)計(jì)

變異設(shè)計(jì)是指通過(guò)改變機(jī)械產(chǎn)品的外型、增加產(chǎn)品的新功能或改變產(chǎn)品的局部結(jié)構(gòu)等方法，使新產(chǎn)品與原有產(chǎn)品有質(zhì)的提高。進(jìn)行變異設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)者要收集和整理具有相同或相似功能特征的現(xiàn)有產(chǎn)品，找出它們外型差異、共有的基本功能和不同的功能，分析其性能優(yōu)劣， 從實(shí)用性出發(fā)，找到突破點(diǎn)，開(kāi)發(fā)產(chǎn)品的新外形或新功能。同時(shí)注意避開(kāi)他人的專(zhuān)利技術(shù)， 創(chuàng)造出比原先產(chǎn)品更加優(yōu)異的產(chǎn)品，以滿(mǎn)足用戶(hù)的需求。

3.反求設(shè)計(jì)

反求設(shè)計(jì)是指設(shè)計(jì)者通過(guò)對(duì)產(chǎn)品實(shí)物樣件表面進(jìn)行數(shù)字化處理如數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理等，利用可實(shí)現(xiàn)逆向三維造型設(shè)計(jì)的軟件如Geomagic軟件對(duì)數(shù)據(jù)點(diǎn)云進(jìn)行處理，重新構(gòu)造實(shí)物的外型曲面，再利用UG、Catia等三維軟件構(gòu)建出產(chǎn)品的CAD模型，通過(guò)修改產(chǎn)品的某些結(jié)構(gòu)參數(shù)得到新產(chǎn)品。

三、鋁塑板剝邊機(jī)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)

鋁塑板是一種新型建筑裝飾材料，廣泛用于大樓外墻、帷幕墻板、舊樓改造翻新、室內(nèi)墻壁及天花板裝修、廣告招牌、展示臺(tái)架、凈化防塵工程等。它的結(jié)構(gòu)是由多層材料復(fù)合而成，上下層為高純度鋁合金板，中間為聚乙烯芯板，其正面還粘貼一層保護(hù)膜。全國(guó)生產(chǎn)廠(chǎng)家數(shù)量眾多，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，達(dá)300家以上。在實(shí)際生產(chǎn)中都碰到一個(gè)相同的問(wèn)題，即鋁塑板按規(guī)格裁邊后，產(chǎn)生的邊角料要求鋁條及塑料條剝離，以便分類(lèi)回收利用。廠(chǎng)家通常都是雇用臨時(shí)工，對(duì)鋁塑條手工剝離，成本高、效率低。解決的方法是設(shè)計(jì)一臺(tái)自動(dòng)剝邊機(jī)，以滿(mǎn)足生產(chǎn)廠(chǎng)家的需要。

1.總體設(shè)計(jì)方案的確定

根據(jù)生產(chǎn)線(xiàn)上的生產(chǎn)情況，分析研究后得到的設(shè)計(jì)思路是在鋁塑板壓制成型后，首先使用刀具按照尺寸規(guī)格裁邊，再經(jīng)由剝邊機(jī)將剪裁出來(lái)的鋁塑邊料進(jìn)行塑料和鋁片的剝離，最后經(jīng)過(guò)粉碎機(jī)將塑料邊粉碎為塑料粒。剝邊機(jī)工作是的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，可以是過(guò)兩滾筒將塑料和鋁片以一定的速度剝離。

2.工作原理

如圖1，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)一對(duì)鏈輪轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)鏈條驅(qū)動(dòng)兩對(duì)滾筒回轉(zhuǎn)。其中，一對(duì)滾筒由主動(dòng)輪與壓輪組成，壓輪將鋁條和塑料條分離并將分離出來(lái)的鋁條壓緊在主動(dòng)輪上，主動(dòng)輪則帶動(dòng)塑料條不斷地從鋁塑邊上剝離，并以一定的速度向前移動(dòng)，從而達(dá)到剝邊的目的。

圖1 系統(tǒng)工作原理

3.關(guān)鍵技術(shù)

通過(guò)機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)將電機(jī)的運(yùn)動(dòng)傳遞給一對(duì)滾筒，并使主動(dòng)輪的線(xiàn)速度v=3m/s。

4.設(shè)計(jì)過(guò)程

圖2 產(chǎn)品總裝圖

圖3 定型產(chǎn)品

確定產(chǎn)品的設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)后，根據(jù)工作原理圖，同時(shí)考慮降低產(chǎn)品的制造成本等因素，產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案采用鏈條傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)等機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)將電機(jī)的運(yùn)動(dòng)傳遞給滾筒，用兩個(gè)彈簧將壓輪壓緊在主動(dòng)輪，保證鋁塑條能不斷地分離。主要零件有：M560-502，60W，220V電機(jī)，配5GU800K變速器及調(diào)速器; m=2，z=24的齒輪;2分23齒的鏈輪，25H-82L的鏈條;滾花滾筒等。經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)計(jì)算，最后得出產(chǎn)品總裝圖（圖2）和零件圖，加工裝配后調(diào)試，對(duì)其不足進(jìn)行修改，投入生產(chǎn)線(xiàn)使用并根據(jù)其生產(chǎn)情況不斷改進(jìn)，最后得到定型產(chǎn)品（圖3），完成產(chǎn)品的創(chuàng)新設(shè)計(jì)生產(chǎn)的全過(guò)程。

5.產(chǎn)品的實(shí)用價(jià)值

鋁塑板剝邊機(jī)投入使用后，其生產(chǎn)率高，成本低，每天剝離工作量相當(dāng)于10個(gè)工人使用手工剝離的工作量，為鋁塑板生產(chǎn)廠(chǎng)家解決了實(shí)際問(wèn)題，得到廣大用戶(hù)的肯定。

四、結(jié)論

實(shí)用型機(jī)械產(chǎn)品最大特點(diǎn)就是其實(shí)用性。本文通過(guò)對(duì)鋁塑板剝邊機(jī)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)過(guò)程的研究，提出了根據(jù)產(chǎn)品的功能快速設(shè)計(jì)制造出滿(mǎn)足用戶(hù)需求的新產(chǎn)品的方法與思路?？梢詭椭髽I(yè)提高產(chǎn)品開(kāi)發(fā)能力、生產(chǎn)組織能力和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。

參考文獻(xiàn)：

[1]平恩順，檀潤(rùn)華，孫建廣.基于TRIZ的機(jī)械產(chǎn)品突破性創(chuàng)新設(shè)想產(chǎn)生過(guò)程研究[J].中國(guó)機(jī)械工程，2014（18）.

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機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法范文第2篇

關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)計(jì)；內(nèi)涵特征；創(chuàng)新方法

隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的不斷深化，機(jī)械產(chǎn)品市場(chǎng)面臨著嚴(yán)峻形勢(shì)。機(jī)械制造業(yè)要想在發(fā)展中處于不敗之地，就必須進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)的改革與創(chuàng)新，不斷研發(fā)運(yùn)用新技術(shù)以適應(yīng)市場(chǎng)發(fā)展的要求。本文針對(duì)現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)的內(nèi)涵特征及創(chuàng)新原則進(jìn)行全面分析，探究性地提出了現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)的創(chuàng)新方法，是機(jī)械制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展的重要保障。

1 現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)的內(nèi)涵特點(diǎn)

現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)是根據(jù)機(jī)械產(chǎn)品的使用要求，通過(guò)對(duì)機(jī)械工作的各個(gè)方面、機(jī)械零件的材料和形狀以及方法等諸多內(nèi)容進(jìn)行構(gòu)思、分析和計(jì)算，并將分析的結(jié)果積極轉(zhuǎn)化成具體的機(jī)械制造方法，作為機(jī)械制造的依據(jù)，從而生產(chǎn)出高質(zhì)量創(chuàng)新產(chǎn)品的一項(xiàng)復(fù)雜的工作過(guò)程?，F(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)與傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)相比，具有一些鮮明的特點(diǎn)。

（1）計(jì)算機(jī)化。隨著高科技技術(shù)的不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)能夠有效地推動(dòng)社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展，并且逐漸不斷介入與運(yùn)用社會(huì)生產(chǎn)的各領(lǐng)域?，F(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)中的優(yōu)化設(shè)計(jì)、系統(tǒng)仿真等各個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程，都需要在計(jì)算機(jī)的幫助下才能完成。

（2）系統(tǒng)性。在現(xiàn)代機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)中常常會(huì)遇到各種相關(guān)問(wèn)題，就需要應(yīng)用現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)系統(tǒng)性觀點(diǎn)來(lái)解決這類(lèi)問(wèn)題。把機(jī)械看成一個(gè)具有特定功能的有機(jī)整體，并且這個(gè)整體中的各部分相互作用、相互聯(lián)系，這充分體現(xiàn)了現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)具有系統(tǒng)性。

（3）動(dòng)態(tài)性。現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)不僅要考慮設(shè)計(jì)產(chǎn)品在靜態(tài)狀態(tài)下的功能作用，更注重產(chǎn)品在工作環(huán)境下的動(dòng)態(tài)功能。機(jī)械設(shè)計(jì)產(chǎn)品的動(dòng)態(tài)功能不僅體現(xiàn)在設(shè)計(jì)對(duì)象方面，也體現(xiàn)在合作協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)組織這個(gè)層面。現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)能夠有效地連接各個(gè)設(shè)計(jì)系統(tǒng)，匯集不同的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，進(jìn)一步提高產(chǎn)品的整體性能。

（4）創(chuàng)造性?？茖W(xué)先進(jìn)的設(shè)計(jì)理論和設(shè)計(jì)工具是現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)的重要基礎(chǔ)，機(jī)械設(shè)計(jì)者通過(guò)對(duì)設(shè)計(jì)過(guò)程、產(chǎn)品材料等方面進(jìn)行科學(xué)分析，能夠真正發(fā)揮出設(shè)計(jì)者的想象力和創(chuàng)造思維，并運(yùn)用各種具有創(chuàng)造性的手段和方法，研究出更多具有創(chuàng)新性的機(jī)械產(chǎn)品。

2 現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)的創(chuàng)新原則

現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)的創(chuàng)新是一項(xiàng)復(fù)雜、耗時(shí)的腦力活動(dòng)。在創(chuàng)新過(guò)程中，機(jī)械設(shè)計(jì)者要遵循機(jī)械設(shè)計(jì)系統(tǒng)化方法之外，還必須遵守設(shè)計(jì)創(chuàng)新準(zhǔn)則，嚴(yán)格約束現(xiàn)代機(jī)械的設(shè)計(jì)過(guò)程。其具體原則如下：

（1）經(jīng)濟(jì)效益最優(yōu)化原則?，F(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)的創(chuàng)新產(chǎn)品必須保證既能最大程度的滿(mǎn)足客戶(hù)要求，又能合理有效的控制生產(chǎn)成本，使生產(chǎn)成本最低廉。這就需要從機(jī)械的設(shè)計(jì)和制造兩個(gè)方進(jìn)行綜合考慮，在設(shè)計(jì)方面，要保證采用合理的設(shè)計(jì)方案，選用正確的材料；在制造方面，要時(shí)刻關(guān)注機(jī)械的加工工藝和裝配工藝，從而實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)最佳性。

（2）生態(tài)效益最好原則?，F(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)的創(chuàng)新產(chǎn)品在制造和使用過(guò)程中都有極高的要求，要求產(chǎn)品本身無(wú)毒、無(wú)害，并且不能對(duì)周?chē)h(huán)境產(chǎn)生污染，屬于綠色環(huán)保產(chǎn)品。這就要求在現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程中，對(duì)于材料的選擇要有極高的要求，原則上盡量選擇低污染或無(wú)污染的環(huán)保材料，避免采用有毒、有害和有輻射性對(duì)人體有害的材料。

（3）安全可靠原則。安全可靠性是機(jī)械設(shè)計(jì)產(chǎn)品質(zhì)量的重要保障。因此在現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程中，必須保證機(jī)械設(shè)備在強(qiáng)度、剛度、耐磨性、穩(wěn)定性及熱平衡性上能夠滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，從而使設(shè)計(jì)出來(lái)的產(chǎn)品安全可靠性。

3 現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)的創(chuàng)新方法

社會(huì)經(jīng)濟(jì)和機(jī)械制造業(yè)的不斷發(fā)展，推動(dòng)了現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)的不斷改革與創(chuàng)新，使現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)的創(chuàng)新方法日趨成熟。當(dāng)前，在現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)中常用的創(chuàng)新方法具有以下幾種：

（1）仿生類(lèi)比設(shè)計(jì)法。這種設(shè)計(jì)方法是利用仿生學(xué)的原理，通過(guò)充分對(duì)自然界的動(dòng)植物進(jìn)行分析與類(lèi)比，從中受到啟發(fā)而產(chǎn)生的一種創(chuàng)造性方法。由于自然系統(tǒng)中的生物具有許多無(wú)可比擬的結(jié)構(gòu)和功能，這就給機(jī)械設(shè)計(jì)者提供了創(chuàng)作的靈感和思路。機(jī)械設(shè)計(jì)者把機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)和生物運(yùn)動(dòng)兩者放在一起進(jìn)行全面的分析與對(duì)比，發(fā)現(xiàn)兩者之間的差異性和相似性，激發(fā)了機(jī)械設(shè)計(jì)者的創(chuàng)作思維，產(chǎn)生了現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)的創(chuàng)新靈感，從而完成了現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)的創(chuàng)新方案。

（2）智力合成設(shè)計(jì)法。這種設(shè)計(jì)方法主要依靠發(fā)揮團(tuán)體精神，注重集體智慧的力量。在現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程中，要以小組為單位，每一位成員都要提出自己的設(shè)計(jì)構(gòu)想，然后進(jìn)行集體分析討論，通過(guò)不同創(chuàng)新構(gòu)想之間的碰撞和融合，抓住瞬間的靈感或潛意識(shí)的新想法，激活和發(fā)散創(chuàng)新設(shè)計(jì)的思維，進(jìn)一步促進(jìn)機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)的全面性。

（3）移植技術(shù)設(shè)計(jì)法。這種技術(shù)設(shè)計(jì)方法具有十分明確的思維，主要是將某一領(lǐng)域內(nèi)的先進(jìn)技術(shù)、方法或者成果直接運(yùn)用于現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)中，或者是把機(jī)械制造業(yè)某一產(chǎn)品的先進(jìn)技術(shù)、方法等應(yīng)用于其他產(chǎn)品。從而設(shè)計(jì)出新的產(chǎn)品。移植技術(shù)設(shè)計(jì)的內(nèi)容較多，既包括技術(shù)設(shè)計(jì)思想，也包括某產(chǎn)品的先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用。移植技術(shù)法可以分為技術(shù)原理式、技術(shù)手段式和技術(shù)功能式移植。移植技術(shù)設(shè)計(jì)法能夠推動(dòng)現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)的發(fā)展，對(duì)促進(jìn)機(jī)械設(shè)計(jì)的創(chuàng)新具有重要意義。

參考文獻(xiàn)：

機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法范文第3篇

關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 教學(xué)模式 教學(xué)實(shí)踐 創(chuàng)新

中圖分類(lèi)號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2015）08（b）-0000-00

基金項(xiàng)目：南京林業(yè)大學(xué)科研啟動(dòng)項(xiàng)目；江蘇省高校自然科學(xué)基金（15KJB470007）。

作者簡(jiǎn)介：李娟（1987-），女，湖北洪湖人，博士，講師，主要從事機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)方面的教學(xué)工作。

0 引言

高等教育的根本任務(wù)是輸送人才，以滿(mǎn)足社會(huì)和人民群眾的多元化需求。為了保證教學(xué)質(zhì)量，取得良好的教學(xué)成果，課程教學(xué)模式應(yīng)當(dāng)與國(guó)家的發(fā)展方向相契合。如何提高課程教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，是當(dāng)前我國(guó)高等教育改革轉(zhuǎn)型中的重要課題[1]。機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)是各高等院校機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)本科生必修的一門(mén)綜合性、實(shí)踐性很強(qiáng)的技術(shù)基礎(chǔ)課程，包括機(jī)械設(shè)計(jì)與機(jī)械原理兩部分的內(nèi)容，是培養(yǎng)學(xué)生綜合設(shè)計(jì)能力、創(chuàng)新能力的重要環(huán)節(jié)，并在整個(gè)專(zhuān)業(yè)中起著承上啟下的作用[2]。

現(xiàn)有的關(guān)于機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)的教學(xué)模式主要著眼于培養(yǎng)學(xué)生掌握課程的理論知識(shí)，采取各種教學(xué)手段，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣[3]。然而這種教學(xué)理念只能從表面上讓學(xué)生不排斥理論知識(shí)的汲取，卻忽視了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，造成了學(xué)生“不逃課但也不思考”、“眼睛盯著講臺(tái)，腦子一片空白”的現(xiàn)象，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力難上加難。筆者根據(jù)教學(xué)過(guò)程中的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，在傳統(tǒng)教學(xué)模式呈現(xiàn)的不足與問(wèn)題的基礎(chǔ)上，從課程體系結(jié)構(gòu)、課程設(shè)計(jì)實(shí)踐、實(shí)驗(yàn)教學(xué)創(chuàng)新與課程考核方式四個(gè)方面改進(jìn)現(xiàn)有的教學(xué)模式，探索培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的方法。

1 課程體系結(jié)構(gòu)

機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)是機(jī)械原理與機(jī)械設(shè)計(jì)兩門(mén)課程的整合，要求學(xué)生了解和掌握常用機(jī)構(gòu)與通用零部件的工作原理、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)等，教學(xué)內(nèi)容繁雜、零散、抽象、枯燥。筆者在教學(xué)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，由于課程連貫性不強(qiáng)，學(xué)生容易產(chǎn)生被動(dòng)、厭煩的情緒，學(xué)習(xí)效率非常低。通過(guò)與學(xué)生溝通交流后，采用互動(dòng)啟發(fā)式教學(xué)模式，效果顯著。

以常用機(jī)構(gòu)為例，這部分內(nèi)容主要包括平面機(jī)構(gòu)自由度分析、平面連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、輪系和間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。課程中基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)的引入十分重要，它決定了學(xué)生接受與其相關(guān)的其他知識(shí)點(diǎn)的難易程度。首先，教師通過(guò)圖片、動(dòng)畫(huà)、視頻等教學(xué)手段列舉一些平常所常見(jiàn)的平面機(jī)構(gòu)器械如健身器材、家用電器、鐘表、自行車(chē)等，引入平面機(jī)構(gòu)的類(lèi)型，與學(xué)生一起討論平面機(jī)構(gòu)的組成部分、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，同時(shí)分析平面機(jī)構(gòu)的自由度。

其次，引導(dǎo)學(xué)生思考，以小組形式討論他們對(duì)平面機(jī)構(gòu)類(lèi)型的判斷，形成師生之間的互動(dòng)，產(chǎn)生共鳴。在此基礎(chǔ)上，發(fā)揮學(xué)生的想象力，對(duì)平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行演變、設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。對(duì)待創(chuàng)新能力有限的學(xué)生，可以通過(guò)講解為主，啟發(fā)為輔，使學(xué)生敢于肯定自己的想法，參與到討論中，提高分析問(wèn)題和創(chuàng)新的能力。最后，在平面機(jī)構(gòu)的知識(shí)框架上進(jìn)行擴(kuò)展，導(dǎo)入凸輪機(jī)構(gòu)、輪系和間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，同時(shí)分析比較各機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、運(yùn)動(dòng)特性，進(jìn)行歸納總結(jié)。

與常用機(jī)構(gòu)相比而言，課程后半部分的的通用零件是為后續(xù)課程提供必需機(jī)械零件的基本知識(shí)，內(nèi)容更為零散。如何將螺栓等常用連接零件，齒輪、帶、鏈等傳動(dòng)機(jī)械，軸、軸承、聯(lián)軸器等軸系零件這些內(nèi)容連貫起來(lái)，是學(xué)好這部分內(nèi)容的關(guān)鍵。學(xué)生往往對(duì)未知、新奇的事物比較感興趣，因此利用學(xué)生的好奇心，教師可以做一些視頻動(dòng)畫(huà)，對(duì)大型機(jī)械設(shè)備內(nèi)部進(jìn)行分段、分層剖析，從而展示零件結(jié)構(gòu)與運(yùn)動(dòng)特性，比如汽車(chē)中的齒輪變速箱，行李輸送機(jī)上的帶傳動(dòng)，自行車(chē)上的鏈傳動(dòng)等等。

在此基礎(chǔ)上，啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生探索機(jī)械零部件的作用與工作原理、失效形式，同時(shí)觀察學(xué)生的反應(yīng)，并與學(xué)生互動(dòng)，適當(dāng)提出一些問(wèn)題，擴(kuò)展學(xué)生思維。其中，合理選擇并設(shè)計(jì)零件尺寸是課程教學(xué)內(nèi)容的重點(diǎn)與難點(diǎn)之一。通過(guò)結(jié)合實(shí)際課題，采取小組共同分析，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)、手冊(cè)進(jìn)行一般參數(shù)的通用零件和簡(jiǎn)單機(jī)械裝置設(shè)計(jì)，提高學(xué)生的協(xié)作能力，激發(fā)成就感，加深對(duì)知識(shí)的掌握程度。

2 課程設(shè)計(jì)實(shí)踐

課程設(shè)計(jì)是加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)的重要途徑，可以鞏固加深對(duì)所學(xué)理論知識(shí)的理解，實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)理論與設(shè)計(jì)實(shí)踐的有機(jī)配合，在工科院校教學(xué)中占有十分重要的地位[4]。通過(guò)課程設(shè)計(jì)，使學(xué)生在掌握設(shè)計(jì)方法的基礎(chǔ)上，培養(yǎng)學(xué)生的繪圖能力與計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)能力。由于接觸實(shí)際工程項(xiàng)目少，學(xué)生剛接觸到課程設(shè)計(jì)時(shí)往往會(huì)覺(jué)得困難。這需要通過(guò)選修課程輔助與外部教學(xué)實(shí)踐兩方面的配合來(lái)提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。

機(jī)械專(zhuān)業(yè)的學(xué)生在大一和大二階段已經(jīng)完成了輔助設(shè)計(jì)課程（機(jī)械制圖，工程制圖與CAD等）的學(xué)習(xí)，為機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程打下了一定的基礎(chǔ)。但是筆者在教學(xué)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，由于空間想象能力有限，一些學(xué)生掌握的并不好，因此在本課程的課程設(shè)計(jì)中，表現(xiàn)非常吃力。教師需要指導(dǎo)學(xué)生選修一些輔助設(shè)計(jì)的課程，如CAD程序設(shè)計(jì)，Pro/E等，幫助學(xué)生對(duì)先修課程進(jìn)行必要的回顧和復(fù)習(xí)，在此基礎(chǔ)上，結(jié)合課程設(shè)計(jì)對(duì)象，鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行程序編寫(xiě)，完成設(shè)計(jì)課題，提高學(xué)生機(jī)械設(shè)計(jì)創(chuàng)新能力。外部教學(xué)實(shí)踐是指通過(guò)積極組織和指導(dǎo)學(xué)生參加各種課外設(shè)計(jì)競(jìng)賽活動(dòng)，借助本課程的知識(shí)學(xué)習(xí)，進(jìn)一步培養(yǎng)和提高學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。同時(shí)，對(duì)于有科研條件的教師，可以進(jìn)一步結(jié)合教師自身的科研項(xiàng)目與課題實(shí)踐，比如利用仿真軟件對(duì)機(jī)械零件結(jié)構(gòu)進(jìn)行強(qiáng)度分析和優(yōu)化設(shè)計(jì)等，使教學(xué)內(nèi)容緊跟學(xué)科前沿，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新科研能力。

3 實(shí)驗(yàn)教學(xué)創(chuàng)新

機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)是必不可少的。在課堂中沒(méi)有完全吃透、完全想明白的知識(shí)點(diǎn)，通過(guò)學(xué)生親身動(dòng)手實(shí)踐，能夠化虛為實(shí)，提高教學(xué)效率。然而，由于設(shè)備資源、實(shí)驗(yàn)課時(shí)的限制，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的開(kāi)展還停留在以教師講解為主，學(xué)生重復(fù)教師示范的形式上，無(wú)法完成實(shí)驗(yàn)教學(xué)的預(yù)期效果[5]。

實(shí)際上，實(shí)驗(yàn)教學(xué)如果能夠走出實(shí)驗(yàn)室，教學(xué)效果事半功倍。我們通過(guò)與企業(yè)合作，一方面讓學(xué)生有機(jī)會(huì)參觀機(jī)械零件實(shí)際的加工過(guò)程，將所學(xué)的理論知識(shí)和生產(chǎn)實(shí)踐結(jié)合；另一方面讓學(xué)生實(shí)際了解到企業(yè)生產(chǎn)加工機(jī)械零件過(guò)程中遇到的技術(shù)難題、局限與實(shí)際需求，啟發(fā)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，開(kāi)動(dòng)腦筋思考問(wèn)題，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，分析問(wèn)題，解決問(wèn)題。同時(shí)，在與企業(yè)技術(shù)工人的交流中，能夠讓學(xué)生們開(kāi)擴(kuò)視野，觸摸世界的前沿工程技術(shù)，使我們培養(yǎng)的人才能夠跟上時(shí)代的腳步。在此基礎(chǔ)上，學(xué)生帶著問(wèn)題和想法，走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，很大程度上提高了學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

4 課程考核方式

課程考核檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的掌握情況，也是教師對(duì)教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果的檢測(cè)。課程考核方式實(shí)行以學(xué)生的綜合素質(zhì)為內(nèi)在基礎(chǔ)的能力考核[6]，包括過(guò)程考核與期末考試。在教學(xué)過(guò)程中，筆者發(fā)現(xiàn)課后作業(yè)的完成情況非常糟糕，這與當(dāng)今電子科技的飛速發(fā)展有關(guān)。由于互聯(lián)網(wǎng)題庫(kù)資源十分豐富，抄襲現(xiàn)象很?chē)?yán)重。通過(guò)調(diào)整過(guò)程考核主次，以隨堂測(cè)驗(yàn)為主，課后作業(yè)為輔，效果顯著。課程進(jìn)行到某一階段，安排一堂課進(jìn)行隨堂測(cè)驗(yàn)，測(cè)驗(yàn)的形式并不局限于理論，形式包括理論知識(shí)重點(diǎn)、難點(diǎn)回顧，零件設(shè)計(jì)，傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)等。在答疑環(huán)節(jié)，安排每周固定的時(shí)間段進(jìn)行答疑，并且根據(jù)學(xué)生的隨堂測(cè)驗(yàn)及作業(yè)情況，指定同學(xué)答疑，這樣可以更加準(zhǔn)確地掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，并根據(jù)答疑情況調(diào)整課程內(nèi)容和課程進(jìn)度。課后作業(yè)盡量以開(kāi)放式的題目為主，結(jié)合現(xiàn)代工程技術(shù)，引導(dǎo)學(xué)生充分利用互聯(lián)網(wǎng)與圖書(shū)館資源，進(jìn)行發(fā)散思維，化不利條件為有利條件，提高學(xué)生收集整理資料的能力，鼓勵(lì)個(gè)性發(fā)展。

5 結(jié)語(yǔ)

新時(shí)代的人才不僅需要掌握知識(shí)，更重要的是掌握學(xué)習(xí)知識(shí)的方法，分析問(wèn)題的能力以及解決問(wèn)題的思路。通過(guò)摸索，筆者在機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)的課程教學(xué)工作中總結(jié)出了較合理的教學(xué)模式，學(xué)生反應(yīng)良好。隨著時(shí)代的發(fā)展，為了培養(yǎng)符合時(shí)代需求的人才，教學(xué)方法的改進(jìn)和教學(xué)效果的提高仍然是無(wú)止境的，繼續(xù)探索與時(shí)俱進(jìn)的教學(xué)模式任道重遠(yuǎn)。

參考文獻(xiàn)

[1] 佟林杰，孟衛(wèi)東.我國(guó)高等教育內(nèi)涵式發(fā)展“四維一體”模式構(gòu)建[J].現(xiàn)代教育管理，2013（10）：44-47.

[2] 張利萍.高等職業(yè)教育《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》能力培養(yǎng)的教學(xué)方法[J].邢臺(tái)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2009，26（3）：16-17.

[3] 張鄂.應(yīng)用型本科院校“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”課程的教學(xué)改革與探索[J].教育教學(xué)論壇，2015（13）：120-122.

[4] 張曉峰.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)的教學(xué)研究與探索[J].科技教育創(chuàng)新，2010（11）：249-250.

機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法范文第4篇

（廣西科技大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院，廣西 柳州 545006）

摘 要：通過(guò)一例大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)活動(dòng)案例和指導(dǎo)教學(xué)方案，分析了機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)活動(dòng)中存在的問(wèn)題，提出了相應(yīng)的指導(dǎo)策略；指出指導(dǎo)教師應(yīng)圍繞能力培養(yǎng)這個(gè)根本目標(biāo)，按照教學(xué)規(guī)范來(lái)實(shí)施學(xué)生的機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)指導(dǎo)工作。

關(guān)鍵詞 ：機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)；存在問(wèn)題；能力培養(yǎng)；指導(dǎo)方案

中圖分類(lèi)號(hào)：G642文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1673-260X（2015）03-0233-03

基金項(xiàng)目：新世紀(jì)廣西高等教育教學(xué)改革工程立項(xiàng)項(xiàng)目——機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)應(yīng)用型本科機(jī)械設(shè)計(jì)系列課程的教學(xué)改革與實(shí)踐（2012JGB181）

1 引言

機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力是機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)生專(zhuān)業(yè)綜合素質(zhì)的體現(xiàn)，是高等工程技術(shù)人才培養(yǎng)的目標(biāo)之一。隨著對(duì)創(chuàng)新能力重視程度的提高和各類(lèi)學(xué)科競(jìng)賽的蓬勃開(kāi)展，越來(lái)越多的大學(xué)生參與到機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)活動(dòng)之中。然而，以學(xué)科競(jìng)賽為導(dǎo)向的機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)，使學(xué)生的目標(biāo)過(guò)份傾向于作品成果本身，而沒(méi)有從中有意識(shí)地學(xué)習(xí)到創(chuàng)新的思維和系統(tǒng)的工作方法。如何培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力是我國(guó)當(dāng)今高等教育研究的重要課題[1，2]，專(zhuān)門(mén)針對(duì)大學(xué)生學(xué)科競(jìng)賽指導(dǎo)的研究也是一個(gè)重要內(nèi)容[3]。雖然機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)系列課程都強(qiáng)調(diào)機(jī)械創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，但多數(shù)學(xué)生實(shí)際上是從參加學(xué)科競(jìng)賽開(kāi)始接觸機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)的。盡管許多學(xué)生在各類(lèi)學(xué)科競(jìng)賽中獲獎(jiǎng)，但是最后卻依然沒(méi)有養(yǎng)成系統(tǒng)的工程素質(zhì)，更不用說(shuō)較強(qiáng)的創(chuàng)新能力。本文總結(jié)了在指導(dǎo)大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)活動(dòng)中獲得的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，對(duì)大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)的行為特點(diǎn)進(jìn)行了分析和歸納，提出相應(yīng)的指導(dǎo)策略，目的是讓機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)活動(dòng)能夠充分發(fā)揮其培養(yǎng)創(chuàng)新能力的作用。

2 大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)活動(dòng)存在的問(wèn)題

目前我國(guó)絕大多數(shù)高校并沒(méi)有開(kāi)設(shè)專(zhuān)門(mén)的機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)的教學(xué)環(huán)節(jié)，學(xué)生的機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)活動(dòng)相當(dāng)于課外科技興趣小組行為，通常是圍繞競(jìng)賽主題進(jìn)行某一機(jī)械作品的設(shè)計(jì)制作，以參賽獲獎(jiǎng)為目標(biāo)所進(jìn)行的一種暫時(shí)性的活動(dòng)。在這樣的背景之下，很多學(xué)生的創(chuàng)新項(xiàng)目具有自發(fā)性特征，缺乏科學(xué)嚴(yán)密性和規(guī)范性。在指導(dǎo)大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)存在下述比較突出的問(wèn)題：

2.1 選題的科學(xué)性不強(qiáng)

學(xué)生自己擬定機(jī)械創(chuàng)新課題時(shí)通常只注意作品的功能性，容易出現(xiàn)兩個(gè)極端：一是基于樸素的常識(shí)而缺乏學(xué)術(shù)內(nèi)涵，如很多學(xué)生把著眼點(diǎn)放在自行車(chē)、健身器材等司空見(jiàn)慣的產(chǎn)品上——第五屆全國(guó)大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽期間，在校內(nèi)評(píng)選準(zhǔn)備參賽的作品時(shí)發(fā)現(xiàn)，24件參選作品中涉及自行車(chē)的有8件，其中6件以折疊功能為創(chuàng)新點(diǎn)；涉及健身器材的4件，均以多功能為創(chuàng)新點(diǎn)，實(shí)質(zhì)上只是把現(xiàn)有的健身器材簡(jiǎn)單的組合在一起；這些作品由于不能在產(chǎn)品的工作原理和主要功能方面做出明顯的改進(jìn)，因此不能算是一個(gè)合適的創(chuàng)新課題，大多數(shù)在評(píng)審中被淘汰了。二是僅憑在傳媒中撲捉到的某些科技信息，動(dòng)輒納米航天，超越自己的能力甚至目前的科技水平，提出一些技術(shù)上難以實(shí)現(xiàn)的構(gòu)思，最后也只能草草收?qǐng)觥?/p>

2.2 開(kāi)發(fā)過(guò)程不規(guī)范

機(jī)械產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)過(guò)程要經(jīng)歷概念開(kāi)發(fā)和產(chǎn)品規(guī)劃、詳細(xì)設(shè)計(jì)、樣機(jī)制作、批量生產(chǎn)等階段，設(shè)計(jì)階段還包括方案設(shè)計(jì)和技術(shù)設(shè)計(jì)。由于沒(méi)有經(jīng)過(guò)系統(tǒng)的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)訓(xùn)練，學(xué)生在設(shè)計(jì)自己的機(jī)械創(chuàng)新作品時(shí)，很難嚴(yán)格遵循上述規(guī)范，缺少產(chǎn)品的規(guī)劃和定位，開(kāi)發(fā)過(guò)程中走一步看一步，不能區(qū)分方案設(shè)計(jì)和技術(shù)設(shè)計(jì)的作用，更不能按照階段任務(wù)去執(zhí)行；沒(méi)有階段性目標(biāo)和完整的技術(shù)文件；容易把目光聚集在某些主要功能上，把這些功能的實(shí)現(xiàn)過(guò)程當(dāng)成整個(gè)產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)過(guò)程，忽略整機(jī)功能和系統(tǒng)的協(xié)調(diào)。

2.3 計(jì)算分析能力不強(qiáng)

據(jù)調(diào)查，專(zhuān)業(yè)知識(shí)欠缺是學(xué)生完成機(jī)械創(chuàng)新的最大障礙[4]。由于專(zhuān)業(yè)知識(shí)不足導(dǎo)致不知道如何開(kāi)始設(shè)計(jì)，或是了解設(shè)計(jì)步驟但不會(huì)運(yùn)用設(shè)計(jì)理論來(lái)解決設(shè)計(jì)中遇到的問(wèn)題，是學(xué)生在創(chuàng)新設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到的最大技術(shù)難題。在上述評(píng)選作品中，幾乎沒(méi)有看到一份完整的設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)，很多設(shè)計(jì)甚至沒(méi)有機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖；尺度綜合、運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析均存在錯(cuò)誤，有的作品沒(méi)有考慮連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)循環(huán)中的死點(diǎn)，有的甚至不能在靜止?fàn)顟B(tài)下保持平衡。相對(duì)而言，學(xué)生針對(duì)齒輪、軸、軸承等通用機(jī)構(gòu)和零件所進(jìn)行的設(shè)計(jì)計(jì)算完成得較好，而對(duì)于那些超越課堂學(xué)習(xí)范圍的專(zhuān)業(yè)機(jī)械以及動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的分析計(jì)算則力不從心。

3 大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)活動(dòng)的指導(dǎo)策略

顧名思義，在大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)活動(dòng)中，指導(dǎo)教師的作用是“導(dǎo)”和“教”——“導(dǎo)”意味著教師不應(yīng)參與具體的技術(shù)工作，而是恰當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)學(xué)生自己完成創(chuàng)新設(shè)計(jì)；“教”即把創(chuàng)新設(shè)計(jì)當(dāng)作一個(gè)教學(xué)過(guò)程，為人才培養(yǎng)目標(biāo)服務(wù)。有的國(guó)內(nèi)專(zhuān)家建議安排一定的創(chuàng)新設(shè)計(jì)課程學(xué)時(shí)，分配到《機(jī)械原理》和《機(jī)械設(shè)計(jì)》等相關(guān)課程當(dāng)中[5]。因此，無(wú)論是從傳授理論知識(shí)還是培養(yǎng)專(zhuān)業(yè)技能的角度，都應(yīng)當(dāng)把指導(dǎo)大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)當(dāng)作一次教學(xué)活動(dòng)，按照教學(xué)規(guī)范來(lái)實(shí)施。

3.1 做好教學(xué)規(guī)劃

指導(dǎo)教師應(yīng)根據(jù)創(chuàng)新設(shè)計(jì)的主題，制定相應(yīng)的教學(xué)目的、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)相關(guān)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，學(xué)習(xí)必要的分析計(jì)算技能，完成一定的工程訓(xùn)練，讓學(xué)生的工程素質(zhì)得到全面提升。

3.2 引導(dǎo)學(xué)生正確選題

引導(dǎo)學(xué)生圍繞創(chuàng)新設(shè)計(jì)主題開(kāi)展調(diào)研，幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)和提出科學(xué)問(wèn)題，結(jié)合學(xué)生自身的興趣和知識(shí)水平擬定合適的創(chuàng)新設(shè)計(jì)題目。

3.3 規(guī)范學(xué)生設(shè)計(jì)過(guò)程

以項(xiàng)目的形式要求學(xué)生按照技術(shù)規(guī)范做好創(chuàng)新設(shè)計(jì)規(guī)劃，提出項(xiàng)目實(shí)施的技術(shù)路線(xiàn)，合理安排項(xiàng)目進(jìn)度。指導(dǎo)教師做好技術(shù)審查、進(jìn)度監(jiān)督工作。

3.4 指導(dǎo)學(xué)生分析計(jì)算

分析計(jì)算能力是專(zhuān)業(yè)知識(shí)的核心內(nèi)容。對(duì)于剛剛進(jìn)入專(zhuān)業(yè)理論學(xué)習(xí)階段的大學(xué)生來(lái)說(shuō)，要求他們具備很強(qiáng)的分析計(jì)算能力是不切實(shí)際的。因此指導(dǎo)教師要根據(jù)設(shè)計(jì)內(nèi)容，明確提出關(guān)鍵零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算和校核計(jì)算項(xiàng)目，指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)相應(yīng)的計(jì)算理論和方法步驟，完成項(xiàng)目設(shè)計(jì)中的分析計(jì)算工作。

需要指出的是：學(xué)生容易把作品的完成當(dāng)作創(chuàng)新活動(dòng)的終點(diǎn)，這不利于充分發(fā)揮創(chuàng)新設(shè)計(jì)活動(dòng)在人才培養(yǎng)方面的作用。因此指導(dǎo)教師應(yīng)與學(xué)生一起做好項(xiàng)目的總結(jié)歸納工作。一方面，歸納項(xiàng)目創(chuàng)新點(diǎn)和價(jià)值，形成技術(shù)成果，讓學(xué)生在創(chuàng)新設(shè)計(jì)活動(dòng)獲得實(shí)際利益；另一方面，總結(jié)工作有助于幫助學(xué)生學(xué)習(xí)體會(huì)工作方法，形成工程能力。

4 機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)活動(dòng)指導(dǎo)案例與分析

第五屆全國(guó)大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽內(nèi)容為“休閑娛樂(lè)機(jī)械和家庭用機(jī)械的設(shè)計(jì)和制作”。自行車(chē)作為最常見(jiàn)的機(jī)械產(chǎn)品，以其為基礎(chǔ)的改造設(shè)計(jì)自然成為了很多準(zhǔn)備參賽學(xué)生的首選題目。在這些學(xué)生自發(fā)擬定的題目中，以折疊和變形為創(chuàng)新點(diǎn)的占絕大多數(shù)，與市場(chǎng)上已經(jīng)存在的產(chǎn)品功能重疊，實(shí)現(xiàn)方案基本雷同，因此都不適合作為創(chuàng)新設(shè)計(jì)題目。針對(duì)這個(gè)現(xiàn)象，指導(dǎo)老師與學(xué)生一起分析了自行車(chē)的功能與大賽的主題，以及可能的創(chuàng)新思路。有一組學(xué)生依據(jù)“仿生法”[6]提出了一種“模擬騎馬運(yùn)動(dòng)的娛樂(lè)型自行車(chē)”的作品構(gòu)思，獲得了指導(dǎo)教師的肯定。

評(píng)選出學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計(jì)題目之后，指導(dǎo)教師根據(jù)創(chuàng)新設(shè)計(jì)內(nèi)容擬定了相應(yīng)的指導(dǎo)教學(xué)方案（表1）。

該方案中，指導(dǎo)教師幫助學(xué)生按照工程項(xiàng)目的形式制定了設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)，包括明確設(shè)計(jì)目標(biāo)、技術(shù)參數(shù)、設(shè)計(jì)內(nèi)容、技術(shù)路線(xiàn)、關(guān)鍵問(wèn)題、進(jìn)度安排等內(nèi)容的修訂，讓學(xué)生學(xué)會(huì)了如何開(kāi)始和規(guī)劃一個(gè)研究課題。

在設(shè)計(jì)階段，要求學(xué)生按照方案設(shè)計(jì)——技術(shù)設(shè)計(jì)的循序，設(shè)計(jì)組成員合理分工協(xié)作，分階段完成相應(yīng)的任務(wù)，按照預(yù)定的時(shí)間節(jié)點(diǎn)定時(shí)匯總更新設(shè)計(jì)成果，明確下一階段目標(biāo)。

在創(chuàng)新設(shè)計(jì)期間，指導(dǎo)教師不直接參與具體的技術(shù)工作，只是起到了引導(dǎo)思考和質(zhì)量把關(guān)兩個(gè)方面的作用，讓學(xué)生通過(guò)查閱資料和分析評(píng)價(jià)，自己完成項(xiàng)目的設(shè)計(jì)和計(jì)算工作。學(xué)生面對(duì)“模擬騎馬運(yùn)動(dòng)的自行車(chē)”這個(gè)課題，一開(kāi)始并不知道從哪里開(kāi)始入手。指導(dǎo)老師把設(shè)計(jì)內(nèi)容分解為一個(gè)個(gè)具體的問(wèn)題，首先讓學(xué)生觀察和分析騎馬時(shí)人體的動(dòng)作要點(diǎn)——身體的起伏、腿和手臂的屈伸、動(dòng)作的協(xié)調(diào)關(guān)系等；然后考慮這些動(dòng)作應(yīng)該如何分解？采用哪種機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)這些分解動(dòng)作？以及機(jī)構(gòu)的時(shí)序和協(xié)調(diào)，人機(jī)工程學(xué)等方面的問(wèn)題。學(xué)生通過(guò)解決這些問(wèn)題，提出和多個(gè)解決方案。指導(dǎo)教師再利用對(duì)各方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)，讓學(xué)生自己選出了方案設(shè)計(jì)的最終結(jié)果。

“模擬騎馬運(yùn)動(dòng)的娛樂(lè)型自行車(chē)”參加了第五屆全國(guó)大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽并在賽區(qū)獲獎(jiǎng)，還獲得國(guó)家專(zhuān)利局授予的實(shí)用新型專(zhuān)利。參加本項(xiàng)目的學(xué)生后來(lái)繼續(xù)開(kāi)展科學(xué)研究，獲得了學(xué)校大學(xué)生科技項(xiàng)目和廣西大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)計(jì)劃項(xiàng)目的資助。

5 結(jié)語(yǔ)

由于大學(xué)生參加機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)活動(dòng)多是被各種科技競(jìng)賽活動(dòng)所吸引，因此在指導(dǎo)大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)活動(dòng)時(shí)，在指導(dǎo)思想上除了看到這些競(jìng)賽活動(dòng)對(duì)機(jī)械創(chuàng)新教育的積極促進(jìn)作用的同時(shí)，也要清楚地意識(shí)到學(xué)生參加機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)活動(dòng)的功利性。功利性目標(biāo)使得一些學(xué)生甚至指導(dǎo)教師只看重結(jié)果不重過(guò)程，從而大大削弱創(chuàng)新設(shè)計(jì)的人才培養(yǎng)作用。這對(duì)這種現(xiàn)象，本文分析了大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)活動(dòng)中容易出現(xiàn)的失誤和不足，從人才培養(yǎng)的角度提出了相應(yīng)的指導(dǎo)策略，希望能為提高機(jī)械專(zhuān)業(yè)大學(xué)生的工程能力有所幫助。

參考文獻(xiàn)：

（1）黃小龍。大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)的探索[J]。中國(guó)電力教育，2010（6）。

（2）黃。機(jī)電類(lèi)本科生機(jī)電液一體化系統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)與實(shí)踐[J]。教育教學(xué)論壇，2013（35）。

（3）任愛(ài)華，孫傳瓊。大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽指導(dǎo)初探[J]。中國(guó)電力教育，2011（6）。

（4）王勝曼，張建華，孫曉燕。影響大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新能力的調(diào)查分析[J]。人力資源管理，2010（6）。

機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法范文第5篇

關(guān)鍵字：機(jī)械;創(chuàng)新設(shè)計(jì);創(chuàng)新思維

中圖分類(lèi)號(hào)：TH122 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1.機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)

（1）機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)人員針對(duì)新的或預(yù)測(cè)的需求，充分發(fā)揮設(shè)計(jì)者的創(chuàng)造力和智慧，利用已有的相關(guān)科學(xué)理論、方法和原理，進(jìn)行新的構(gòu)思，設(shè)計(jì)和制造出新穎、，有創(chuàng)造性及實(shí)用性的機(jī)構(gòu)或裝置的實(shí)踐活動(dòng)。其主要強(qiáng)調(diào)的是人在設(shè)計(jì)過(guò)程中的主導(dǎo)性及創(chuàng)造性作用。因此，人的創(chuàng)新思維在創(chuàng)新設(shè)計(jì)中占主導(dǎo)地位。

（2）機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)的過(guò)程始于形象思維，再經(jīng)過(guò)邏輯推理和判斷及相應(yīng)的綜合分析與決策產(chǎn)生設(shè)計(jì)方案，然后進(jìn)一步將方案具體化，即建立新的結(jié)構(gòu)和機(jī)械系統(tǒng)等模型，進(jìn)而進(jìn)行計(jì)算和技術(shù)細(xì)節(jié)的設(shè)計(jì)。創(chuàng)新設(shè)計(jì)反映出的是和諧統(tǒng)一的技術(shù)美。

（3）機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)是創(chuàng)造設(shè)計(jì)出新機(jī)器和產(chǎn)品，以滿(mǎn)足新的生產(chǎn)和生活的需要。

2.機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)過(guò)程、目標(biāo)及特點(diǎn)

2.1 機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)過(guò)程

根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)及要求確定機(jī)械結(jié)構(gòu)類(lèi)型、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)尺寸及機(jī)械運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)和動(dòng)力參數(shù)，這便形成了機(jī)械設(shè)計(jì)的優(yōu)選方案，而后進(jìn)入機(jī)械結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)階段。機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)與常規(guī)機(jī)械設(shè)計(jì)相比，其過(guò)程沒(méi)有多大差異，它主要強(qiáng)調(diào)的是人在設(shè)計(jì)過(guò)程中的主導(dǎo)性及創(chuàng)造性作用。

2.2 機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)的特點(diǎn)

（1）機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)是多門(mén)科學(xué)技術(shù)交叉、滲透、融合的產(chǎn)物;

（2）機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)是在知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)積累的基礎(chǔ)上，經(jīng)過(guò)思考、推理及判斷，并運(yùn)用創(chuàng)造性及發(fā)散思維的方法而后實(shí)現(xiàn)的;

（3）機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)是在知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)、靈感與想象力的系統(tǒng)中搜索并優(yōu)化出的全新設(shè)計(jì)方案;

（4）機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)是多次反復(fù)，多級(jí)篩選的過(guò)程，每一設(shè)計(jì)階段都有其特定內(nèi)容及方法，各階段之間又密切相關(guān)，形成一個(gè)整體的設(shè)計(jì)系統(tǒng)。

3.機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)思維

3.1 機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)思維的定義

創(chuàng)造性思維是指突破原有的思維模式，重新組織已有的知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)、信息和素材等要素，在大腦思維反應(yīng)場(chǎng)中超序激活后，提出新的方案或程序，并創(chuàng)造出新的思維成果的思維方式。要?jiǎng)?chuàng)造，首先要有創(chuàng)造性思維，創(chuàng)造性思維是人類(lèi)大腦的特有屬性;創(chuàng)造性思維就是“想到別人沒(méi)有想到的觀念”;創(chuàng)造性思維是新穎獨(dú)到的信息加工藝術(shù)，是人腦的各種思維活動(dòng)形式和思維活動(dòng)的各個(gè)要素之間相互協(xié)同進(jìn)行的有機(jī)結(jié)合的高級(jí)整體過(guò)程;創(chuàng)造性思維不同于在設(shè)計(jì)領(lǐng)域常用的邏輯思維，其主要在于創(chuàng)造性思維有創(chuàng)造想象的參與，而且，創(chuàng)造性思維是一種立體思維，通常沒(méi)有固定的延伸方向，它更加強(qiáng)調(diào)直觀、聯(lián)想、幻想和靈感，所以創(chuàng)新設(shè)計(jì)不是靠邏輯推理出來(lái)的，而是靠創(chuàng)造性思維的激發(fā)所產(chǎn)生的。

3.2 機(jī)械創(chuàng)造性思維的基本形式

（1）發(fā)散型思維。發(fā)散型思維就是在思維過(guò)程中，通過(guò)所得到的若干概念的重新組合，大膽地向四周輻射，擴(kuò)散出兩個(gè)或更多個(gè)可能的答案，設(shè)想或解決方式。發(fā)散型思維，就是不墨守成規(guī)，不拘泥于傳統(tǒng)，對(duì)所思考的問(wèn)題標(biāo)新立異，達(dá)到“海闊天空”，“異想天開(kāi)”的境界;發(fā)散型思維能力的高低，取決于知識(shí)面和想象力。發(fā)散型思維具體表現(xiàn)形式有：立體思維，多路思維，反向思維，相關(guān)思維等等。發(fā)散型思維所追求目標(biāo)是獲得盡可能多、盡可能新、盡可能獨(dú)創(chuàng)的，它為機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)提供了多種可能。（2）聚合型思維。聚合型思維就是以某個(gè)思考對(duì)象為軸，從不同的方向和不同的角度，將思維指向這個(gè)中心點(diǎn)以供選擇，達(dá)到解決問(wèn)題的目的。聚合型思維要求思維具有概括性、及時(shí)性、正確性;聚合型思維能力的高低，取決于一個(gè)人的分析、綜合、抽象、概括和判斷推理能力強(qiáng)弱。發(fā)散型思維和聚合型思維都是創(chuàng)造性思維的重要組成部分，兩者互相聯(lián)系，密不可分，任何一個(gè)機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)都必然從發(fā)散思維到聚合思維，再?gòu)木酆纤季S到發(fā)散思維，多次循環(huán)往復(fù)，直到解決問(wèn)題或創(chuàng)造性思維形成。（3）靈感思維。靈感是指經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的思考和探索之后，受某種現(xiàn)象的啟發(fā)，在頭腦中突然閃現(xiàn)的獨(dú)創(chuàng)性的意念或設(shè)想。它是人們的創(chuàng)造活動(dòng)達(dá)到后出現(xiàn)的一種最富有創(chuàng)造性的飛躍思維的智能狀態(tài)。靈感是思維的迅速升華與高級(jí)濃縮，是過(guò)程的省略;靈感既是一種思維形式，又是大腦加工信息的一種高層次功能。（4）想象思維。想象是一種抽象的形象思維活動(dòng)，想象可以是非理性的憑空想象，也可以是理性的在已有確定性基礎(chǔ)上進(jìn)行重新組合或部分更新性質(zhì)的想象。想象思維具有以客觀現(xiàn)實(shí)為基礎(chǔ)，具有高度概括性和形象性及重新組合與再創(chuàng)造等特點(diǎn)，想象是人類(lèi)思維之樹(shù)上最美麗和神奇的花朵。沒(méi)有想象就沒(méi)有創(chuàng)造，創(chuàng)造離不開(kāi)想象，想象是創(chuàng)造的精髓。

4.機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法

4.1 智力合成法

智力合成法是一種發(fā)揮集體智慧的方法。她通過(guò)集體討論的形式，發(fā)散和激勵(lì)創(chuàng)新思維。討論時(shí)，事先要有準(zhǔn)備，目標(biāo)要明確。其原則是：鼓勵(lì)自由思考，隨心所欲，設(shè)想新異;不許批評(píng)別人的設(shè)想;推遲評(píng)價(jià)，不過(guò)早定論;有的放矢，不泛空談;討論者一律平等，不提倡少數(shù)服從多數(shù);及時(shí)歸納、總結(jié)、記錄各種設(shè)想，留作下次再議;最后挑選最合適，最有前途的見(jiàn)解，并審查其可行性。

4.2 仿生類(lèi)比法

仿生類(lèi)比法是通過(guò)對(duì)自然界生物機(jī)能的分析類(lèi)比，從事物不同程度的對(duì)應(yīng)和相似之處的類(lèi)比中得到。