机械原理与机械设计 下册 第2版 作者 张策 第三十章 创新设计的基本原理与常用技法.ppt

二.机械创新设计的特点 (1)独创性——设计者应追求与前人、众人不同的方案，打破一般思维的常规惯例，提出新功能、新原理、新机构、新材料，在求异和突破中体现创新。 (2)实用性——纸上谈兵无法体现真正的创新。发明创造成果只是一种潜在的财富，只有将它们转化为现实生产力或市场商品，才能真正为经济发展和社会进步服务。设计的实用化主要表现为市场的适应性和可生产性两方面。 (3)多方案选优——机械创新设计涉及多种学科，应尽可能从多方面、多角度、多层次寻求多种解决问题的途径，在多方案比较中求新、求异、选优。以发散性思维探求多种方案，再通过收敛评价取得最佳方案，这是创新设计方案的特点。 第三节 创新原理 一、综合创新原理 综合是将研究对象的各个部分、各个方面和各种因素联系起来加以考虑，从整体上把握十五的本质和规律的一种方法。 二、分离创新设计 分离创新是把复杂的整体离散为简单的局部，把大的问题分解为小问题，或将有点与缺点分离开进行思考的一种思维方法。通过分离可使主要矛盾暴露出来，以便寻求心的解决方案。 三、移植创新 吸取、借用某一领域的概念、原理和方法应用或渗透到另一领域，从而取得新成果的方法就是移植创新。 1）原理移植 2）结构移植 3）材料移植 4）技术移植 5）综合移植 四、逆向创新原理 技术引进与反求工程 技术引进是吸收国外先进技术，促进民族经济高速增长的战略措施。 反求工程就是针对消化吸收先进技术的一系列分析方法和应用技术的组合，它以先进产品设备的实物、软件（图纸、程序、技术文件等）或影像（图片、照片等）作为研究对象，应用现代设计理论方法、生产工程学、材料学和有关专业知识，进行系统地分析和研究，探索掌握其关键技术，进而开发出同类的先进产品。 引进技术的应用与开发一般要经历以下过程： ⑴应用过程——学会对引进的产品或生产设备等硬件技术的操作、使用、维修，令其在生产中发挥作用，并创造经济效益。 ⑵ 消化过程——对引进产品或生产设备的设计原理、结构、材料、工艺、管理方法等进行深入的分析研究，用现代科学的设计理论、设计方法及测试手段对其性能进行技术测定，了解其材料配方、工艺流程、技术标准、质量控制和安全保护等技术条件，特别要掌握其关键技术，做到“知其所以然”。 ⑶创新过程——对引进技术消化综合，博采众家之长，进行创新设计，开发出具有本国特色的新产品，并争取进一步实现技术引进到技术输出的转化，获取更大的经济效益。 五、还原创新原理 所谓还原创新，是将所研究的问题，退回到其本质的原点，然后从该原点出发另辟蹊径，来寻求解决问题的新思路、新方案的一种思维方法。 六、价值优化原理 所谓价值优化，是指在创新设计过程中运用价值工程的理念，探索、研究产品功能与其成本之间的内在联系，设计出具有高价值的产品，一提高其技术经济效果。 (6) 能否代用？可提问：能否用其他材料、元件、原理、方法、结构、动力、结构、工艺、设备？ 人造大理石、人造丝是取而代之的很好范例。用表面活性剂代替汽油清洗油污，不仅效果好，而且节约能源。用液压传动代替机械传动，更适合远距离操纵控制。用水或空气代替润滑油做成的水压轴承或空气轴承，无污染，效率高。用天燃气或酒精代替汽油燃料，可使汽车的尾气污染大大降低。数字相机用数据存储图像，省去了胶卷及胶卷的冲印过程，而且图像更清晰，在各种光线条件下可以拍摄很好的相片。 (7) 能否调整？可提问：能否调整布局、程序、日程、计划、规格、因果关系？ 飞机的螺旋桨一般在头部，有的也放在尾部，如果放在顶部就成了直升机，如果螺旋桨的轴线方向可调，就成了可垂直升降的飞机。汽车的喇叭按钮原来设计在方向盘的中心，不便于操作且有一定的危险性，将按钮设计在方向盘圆盘下面的半个圆周上就可以很好地解决潜在的威胁问题。根据常识可知自行车在高速前进时，采用前轮制动容易发生事故，于是有人就设计了无论用左手或右手捏住制动器，自行车都将按“先后再前”的顺序制动，从而可以大大降低事故的发生率。 (8) 能否颠倒？可提问：能否方向相反、变肯定为否定、变否定为肯定、位置颠倒、作用颠倒？ 将电动机反过来用就发明了发电机；将电扇反装就成了排风扇；从石油中提炼原油需要把油、水分离，但为了从地下获得更多的原油，可以先向地下的油中注水；单向透光玻璃装在审讯室里，公安人员可看见犯罪嫌疑人的一举一动，而犯罪嫌疑人却无法看见公安人员。反之，将这种玻璃反过来装在公共场所，人们既可以从里观赏外面的美景，又能防止强烈的太阳光直接射入。 (9) 能否组合？可提问：能否事物组合、原理组合、方案组合、材料组合、形状组合、功能组