机械创新设计精选(九篇)

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第1篇：机械创新设计范文

[关键词]实践创新;机械原理;教学方法

[中图分类号] G642 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2016）11-0111-03

机械原理是一门介绍机械中常用机构和一般工作条件下常用参数范围内的通用零部件设计的基本知识、基本理论和基本方法的重要的专业基础课，是机械类及相关工程类专业的必修课程。在机械原理这门课程中，学生要掌握“三大机构”和“三大分析”。“三大分析”即机构结构分析、机构的运动学分析和机构的动力学分析的基本知识;“三大机构”即连杆机构、凸轮机构和齿轮机构的设计与综合。机械原理课程的培养目标是使学生具有创新机构运动方案的设计能力，即针对不同的设计任务，综合运用多学科的相关知识，提出多种机构运动方案，并进行综合评价确定最优方案。因此，它又是一门多学科、实践性很强的学科。[1]

一、机械原理教学中存在的问题

当今世界，科技发展日新月异，技术快速发展，而我们的教材一直是经典教材，课程的内容跟不上科学研究的发展，也跟不上技术的实际应用，甚至存在有些知识点是实际应用中多年弃之不用的技术等问题。结合这几年授课经验，笔者发现，机械原理教学中存在如下几点不足：

第一，缺少实践教学环节，缺少学生创造性思维能力和实际设计能力的培养。

第二，重理论知识系统性而轻工程应用背景的介绍。如连杆机构中转动副（铰链），学生从书本上见到的只是杆是直线和铰链是圆组成的机构运动简图，对于现实生活的机械产品难有较好的感性认识。特别是在大四做毕业设计结构设计的时候，构件与构件之间的实际的铰链的装配关系容易出错。

第三，缺少对机械设计新技术、新发展和新成果介绍，以及机构解析法设计的内容。

第四，与其他课程联系少，往往是就机构分析而机构分析，可通过设立综合性强的课题，将机械原理与工程力学、机械设计结合进行综合性设计，或结合设计比赛进行串接。

第五，在实践环节，每年都做同一个题目“减速器的课程设计”，只是每个学生的数据不同而已，没有体现“以学生为中心”的教育理念，使得该环节程序化，制约了学生的创新能力。

以上问题的存在，使得本来是创新性强、思维发散灵活、创作激情澎湃的机械原理教学，有可能变成理论实际脱节、教学过程枯燥、学习目标盲目、学习激情减退、教学质量下降的灌输式教学。[1]

二、要善于提出问题，引导学生主动思考

在教学过程中，需要将学生的地位至于教学的核心。让学生参与到教学活动里，在进行教学之前可以设置多重问题，让学生在问题的引导下层层深入，自主进行深入学习，提高学习的兴趣和效率。

机构自由度计算是机械原理教学中的重点内容之一，教师要做到深入浅出地讲授构件和运动副产生约束作用，由此自然给出平面机构自由度计算公式。不仅加入了理论知识，还使用一些简短视频和动态图，让学生了解各个运动副之间的关系，便于理解和识别复合铰链、虚约束等特殊情况。增加一些趣味性和实际生活中常见并且熟悉的机构进行分析，或者对看起来复杂的机构进行简化。引领学生在计算自由度的时候建立对机械原理的最初理解以及兴趣。鼓励学生将学到的机构进行应用。建立简化机构和对机构原动件到从动件进行顺序分析的解题思路。提出机构，让学生自由分析和进行计算，再进行讲解。培养学生分析和解决问题的能力。

齿轮机构在各种机器中应用广泛，在讲授这部分知识时，利用在实验室不同类型齿轮机构的模型和视频、联系实际进行理论知识的讲解，可以加强学生知识的理解。首先要建立对一般齿轮类型的认知。了解齿轮传动在实际应用中的重要性，再提取最普通的直齿圆柱齿轮进行分析。可以让学生自己探索分度圆，齿根圆，模数等的意义。通过对齿廓的研究了解渐开线各个参数的意义，了解为什么渐开线是最常用的齿廓，从而了解渐开线的优点。再通过实际啮合状态，提出啮合相关的问题，包括啮合规律、传动比、重合度等疑问。在研究斜齿轮、蜗轮蜗杆传动时，让学生类比齿轮的公式，进行公式的推断，从而了解其与渐开线直齿圆柱齿轮的异同。通过让学生研究对不同齿轮加工方法的异同，了解齿轮的加工过程。按照从实际到理论，从设计到制造的顺序，提出不同阶段的问题，引领学生建立系统的齿轮方面的知识。了解不同阶段不同的公式以及公式的来源。[2]

三、注重实践创新

我校教师带领学生连续参加第四、五、六、七届全国大学生机械创新设计大赛（慧鱼组）。2014年我校学子一举斩获一等奖，不仅取得了我校在此项赛事中的最好成绩，还实现了我校在该赛事一等奖奖项的零的突破，为学校赢得了荣誉。还带领学生参加了江苏省第五届机械创新设计大赛暨第六届全国大学生机械创新设计大赛获省二等奖，不仅要求学生设计出作品，并且要做出实物，进行现场模拟。据悉，全省独立学院获得的最高奖项为二等奖，且只有三项，我校即占其中之一。今年我们争取再接再厉取得好名次。

第七届（2016年）全国大学生机械创新设计大赛的主题为“服务社会――高效、便利、个性化”;内容为“钱币的分类、清点、整理机械装置;不同材质、形状和尺寸商品的包装机械装置;商品载运及助力机械装置”。我们选择关于钱币的分类、清点、整理机械装置的设计。

在当今的社会生活中，人们越发注重绿色出行，因此公交车出行越来越成为人们优先选择的公共交通设备。然而，现如今公交车上钱币分类主要依靠人工或者简易的投币装置，这样的方式成本高并且效率低下。这都预示着新型的多功能投币机械将会被人们广泛使用，其需求量将会越来越大。作品一设计的是新型公交车投币箱。利用简单的滑道及杠杆机构进行纸币及硬币的分离，再以简单的滑道机置对不同面值的硬币进行分类，如图1所示。由两个滑道构成主要结构，上面一个滑道两点固定，主要是给硬币和纸币一个下落的初速度，下面的滑道是一个杠杆结构，硬币的质量完全可以压下杠杆落入硬币箱，人们把硬币从投币口投入，经过一系列物理反应，达到分离的目的。此结构简单，不需要能源输入，只需要小小的改动就能更便利。主要创新点：1.没有科幻元素，处处体现实用化。简单的机械结构容易制造，并且出现故障容易修理。2.无须通电和供能，因此投币机十分安全并且节能、受到的使用限制也会大大缩小。3.设计制造成本低，可批量生产，便于推广。此设计不仅功能齐全、可靠性高，并且机械装置简单，大大降低了公交公司的生产成本，价格的低廉也将会赢得广泛的客户群。由于成本低，可以批量生产，具有广泛的市场性和实用性。

作品二是根据公交车上的投币特点（需要人们一个一个投）设计了该产品，如图2所示。我们根据硬币的直径不同，给它们在轨道上安排了不同的出币口，使得不同面额的硬币进入不同的空间内。由于目前我国新版人民币有三种圆形硬币，其直径依次为：一元硬币25mm、5角硬币22.5mm、1角硬币20.5mm。所以我们将第一个出口处的挡板与轨道的间距设置为21mm（先将一角钱分出），将第二个出口处的间距设置为23mm（再将五角钱分离），最后的出口的间距设置为26mm。这样，不同的硬币就会不同的出口处落出，原理如图3所示。我们在每一个出币口搭建了一个容器，使它的开口直径不超过它所盛装的硬币的直径（装一元的容器直径为40mm，五角的为40mm，一角的为30mm）的两倍;我们又测量出每一种硬币的厚度（一元为1.85mm，五角为1.65mm，一角为1.67mm），然后根据计算，在容器外表面标出刻度（不同的高度对应不同的数量，如：在一元容器外，每隔18.5mm，画一刻度线，标出数字十;在五角容器外，每隔16.5mm，画一刻度线，标出数字十;在一角容器外，每隔16.7mm，画一刻度线，标出数字十）。主要创新点： 1.可进行硬币的分类。2.可计数根据测量硬币堆积的厚度，从而计算出硬币的数量。3.将轨道分段衔接。4.原理简单，结构简单。5.系统还具备升级和扩展的潜能。本作品结构简单，可后续添加其他功能，较好地满足了硬币发展的需求。

作品制作历时四个月，经过多次改造。从刚开始产品设计的构思到最后整个作品的制作完成都充分发挥了学生的创新意识，培养了学生综合设计能力与团队协作能力，提高了学生针对实际需求进行机械创新、设计、制作的实践能力。[3]

四、总结

通过这次研究课题的实践，不仅让学生学到了许多了专业知识，而且培养了其解决问题的能力。其次，团队管理也是很重要的，一个团队核心就是通过合作去开展工作，这样才能发挥最大的效益。合作就需要良好的管理，对于不同的问题需要设立讨论小组，对问题进行研究，集众人之力去解决问题。最后笔者认为，本次研究关键就是不断反思问题，从反思中取得突破。研究是个连续的过程，在每个阶段发现问题才能确定接下来工作的方向，这样不断进行反思总结，才能取得突破，取得最后的胜利。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 孙亮波.在机械原理教学中引入机械创新设计项目的研究与实践[J].机械，2010（12）：21-23，33.

[2] 殷勇辉，高志，章兰珠.提高机械原理课程教学质量的思考与实践[J].中国大学教学，2014（6）：57-59.

第2篇：机械创新设计范文

【关键词】机械行业 机构构型 探讨 创新设计

随着当今社会中我国经济的不断提升以及科技的不断进步，使得各行各业之间的竞争日益激烈。创新是一个企业在激烈的社会竞争中不被淘汰，得以快速发展的前提，企业只有实现不断地创新，才能够提高整体的生产作业效率，才能够变得更加节能、环保、更加符合未来社会发展的需要。因此较为传统的机械行业要想得到更好的发展就必须进行创新，而机械机构构型设计上的创新是机械行业实现创新的基础，也是机械行业创新设计的最为关键的一个部分。

一、机械机构构型的创新设计理论

机械机构作为机器的一个重要的组成部分，其设计的合格与否直接决定了机器质量的合格，因此在进行机械机构构型的创新设计时，一定要准确的掌握机械机构的设计原理。机械机构构型的设计是一个较为抽象的设计过程，在设计过程中并不存在任何的设计依据，但是这样的话要实现机械机构构型的创新设计就十分的困难，由此可见掌握机械机构构型的设计理论就显得十分的重要。下面将从两个主要的方面论述机械机构构型创新的设计理论。

（一）机械机构的组合原理

在进行机械机构构型的创新设计时，必须运用多样的机构组合，因为较为单一的机构无法满足相应的机械机构创新设计。例如：齿轮机构虽然有很好的运动性能和动力特性，但是由于其运动的方式较为简单，无法满足较为复杂的机械机构运动；棘轮机构虽然可以进行间歇性的运动，但是其运动特性较差，无法满足复杂特性的机械运作；连杆机构虽然使用较为方便，运动也较为简单，但其无法满足较为特殊的机械运动；凸轮机械虽然可以完成任何的机械运作，但是由于其调控性能较差，难以满足需要多方面调控的机械的运作。由此可见，在实际操作中，较为简单的或是单一的机械机构是无法实现机械设备的多方面运作以及较为复杂机械特性的发挥，这对于机械设备的使用是十分不利的。所以在进行机械机构构型设计时，应当运用机械机构的组合原理，将不同的机械机构联系起来，一起运用，这样既能够取长补短，还能够使机械机构将其特性发挥到极致，长远的看，就能够实现机械行业的创新。

（二）机械机构的变异原理

所谓机械机构的变异原理就是，在确定的原有的机械机构的基础上，通过一系列的机构化处理或是排列，使原有的机械机构发生变化，最后转化为新的机械机构。具体的操作方法是，先选择一个原始的机械机构，然后通过各种方法对机械机构的构成以及其所受到的约束条件进行相关的分析，进而通过一系列的处理，例如：采取一定的措施实现原始的机械机构系列化，并进行相应的排列组合，进而找出其中不同的结构形式；同时再通过一些测试找出这个原始的机械机构所受到的约束条件。最后依据这个原始的机械机构中所存在的不同的机构形式以及所受到的约束条件，找出更加符合所需要的运行条件，最终转变为一个新型的机械机构模式，进而实现机械机构的创新设计。

二、机械机构构型的创新设计使用原则

机械机构虽然是一个较为传统的机械行业，但是在长时间的发展过程中也形成了许多原则。虽然机械机构的创新设计所依据的原理不多，其创新设计大部分需要设计者的探索，但是关于机械机构的创新设计并不是任何没有规矩的，必须依据相应的原则。下面就几个主要的机械机构构型创新设计使用原则展开论述。

（一）缩短机构运动链原则

在机械机构运动过程中，应当尽可能的缩短机械机构的运动链，因为较长的机械机构运动链，不仅会使机械机构构型的成本增加，还会使机械机构的运行出错率增加，进而影响到机械机构整体的质量，这样就不利于机械行业的发展。因此在对机械机构构型进行创新设计时，应当考虑到缩短机构运动链这一原则，确保机械机构的质量以及相应的效率，这样就会在一定程度上减少机械机构的成本支出。

（二）恰当选择原动机原则

恰当选择原动机原则也是机械机构构型创新性设计时所需要考虑的一个重要的因素。因为大部分的机械机构构型都是由不同的机构组成的，而这些机构的连接物就是原动机，原动机有高副和低副之分，不同的机械机构之间所采用的原动机不同，这就需要设计者在进行机械机构构型的创新设计时，充分的考虑到各个机构之间的不同，采用合适的原动机进行连接，充分发挥出各个机构的长处，促使机械机构运行的更加顺利，进而促使机械行业整体在未来社会中的更好发展。

（三）缩小机构尺寸原则

除了上述的两个重要的原则外，在进行机械机构构型的创新性设计时，还应当考虑到缩小机械尺寸这一原则。缩小机械机构的尺寸在机械机构构型的设计中也发挥着十分重要的作用。为了使机械机构充分的发挥其所具有的特性，缩小机械机构的尺寸是一个很有用的措施。当机械机构的尺寸在一定程度上减少后，不仅能够使机械机构的特性得到充分的发挥，还能够使机械机构的整体性能得到有效的发挥。为此在进行机械机构构型的创新性设计时，应当尽可能的选择凸轮或是两岸等，这样就能够提高机械机构的使用效率，使机械机构的整体性能得到加强，

三、结束语

随着现代社会中科技的不断进步，传统的机械行业要想实现绿色、节能，并且逐步走入人们的生产生活中，就必须实现创新，而机械行业要想实现创新就必须从机械机构构型上着手，因为机械机构构型是机械行业设计的核心，只有机械机构构型的设计实现创新，才能够使机械行业在未来激烈的社会竞争中得到更好的发展。

参考文献：

[1]杨国星 .试析机械机构构型的创新设计[J].科技资讯，2012，，16，（7）

[2]胡健 浅谈机械机构构型的创新设计[J].科技风，2011，（17）

第3篇：机械创新设计范文

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。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。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。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。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

第4篇：机械创新设计范文

关键词：机械结构；创新设计；优化；变元法

中图分类号：TH122 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）05-0104-02

当前，人们在对机械结构设计展开评价时，通常所使用的方法为模糊综合评价法。即在挑选一个最优方案时，对机械的关键零部件展开可靠性设计，以达成结构的最优化。本文拟选用钻井转盘为大家详细介绍变元法在机械结构设计中的运用。

1 变元法简介

变元法的含义通常有两个：

①定义机械结构的变元，主要包括如下七个部分：数量、形状、材料、位置、联接、尺寸、工艺。

②借助改变这七大变元，创新性的构造出更多的结构方案。下面为大家详细地介绍变元法中所包含的七类变元。

1.1 数量变元法

机械设备结构里零件相关部分的元素，比方说轮廓线、工作面及加工面，甚至于整个零件都可以看成是基本元素，可借助更改机械结构里基本元素的数量达成机械结构的改变。

1.2 形状变元法

更改机械结构零件的表面形状和零件的类型及规格均可以获得不一样的结构方案。

1.3 材料变元法

零件采用不一样的工程材料通常会造成此零件尺寸结构的相应变化，同时加工工艺也会产生变化，进而影响整台机械的结构，所以借助改变材料变元可以形成不同的结构方案。

1.4 位置变元法

借助改变机械结构里基本元素间的布局位置可获得不一样的结构方案。

1.5 联接变元法

此变元法通常包含两层意思：

①联接方式，包含螺纹联接、铆接及盈联接等。

②对每一类联接方式均具有多类联接结构。借助改变联接方式及联接结构获得不一样的结构方案。

1.6 尺寸变元法

尺寸包含长度及角度等，借助改变零部件和构件的尺寸可获得一样的机械结构。

1.7 工艺变元法

结构设计和工艺有着异常紧密的联系。鉴于零件的制造工艺不一样，零件与机械的制造费用、质量和性能也会不一样，进而影响机械设备的结构。

2 机械结构应注意的防腐蚀细节

机械结构的防腐蚀设计对于机械结构的创新及优化而言具有至关重要的意义，为了更好地完成机械结构的优化，各机械设计企业在进行机械设计的过程中理应注意如下防腐蚀细节：

①必须确保设备的机械结构于停车期间完全空干，以防止因介质残留淤积而造成的腐蚀。

②防止间隙结构的出现，以杜绝腐蚀介质的入侵。

③高温及高质量浓度将导致沉淀物及冷凝物的出现，进而增加腐蚀几率，因此设计人员在结构设计时必须避免此类现象的出现。

④异类金属接触可能导致接触性腐蚀出现，因此设计人员在进行结构设计时理应尽可能地将异类金属有效地隔绝开来。

⑤避免高速流体接触流道壁面，以降低侵蚀腐蚀。

⑥遵守最小化表面积原则，也就是说在容积一样的情况下让结构被腐蚀的表面积最少，比方说球体结构最好，其次便为圆柱体。

3 机械结构创新设计与变元法应用

我们在对某一结构的设计方案展开评价时，理应对其将带来的经济效益、所具有的工艺性、技术可行性等相关指标进行综合的考量，随后从诸多备选结构方案中选出最佳的结构方案。在机械结构方案已然确定的情形下，也可对重要结构或零件展开不同变元的研究，甚至于变元间展开综合的联合修改，已实现优化设计的目的。此外，也可选用某些数学模型，之所以建议大家选择数学模型，主要是由于数学模型能够较好地介绍结构设计中的尺寸及数量变元，同时还能够对材料变元展开间接的介绍。

以机械设备的不同要求及特征为依据，综合使用不同变元，使用设计人员掌握的经验和知识，借助创造性思维的方法，设计出不一样的机械结构。比方说如下转盘结构。

在以上三大结构图里，假如把结构设计方案1（如图1所示）里的锥齿轮间与主轴承二者之间的位置进行调整，且借助调整位置变元，接着再改变水平轴位置的左轴承形状，即借助更改形状变元后得到结构设计方案2（如图2所示）。假如更改方案1里的主轴承及齿轮的尺寸、大小与数量，且借助调整二者的数量变元与尺寸变元，随后再调整齿轮构件及轴承零件的位置，再改变位置变元，即能够得到设计方案3（如图3所示）。从以上分析上我们可以得出这样一个结论：即以上三大不同类型的转盘结构方案都可采用变元法较好的实现。如果进一步运用变元法，同样可以获得更多类型各异的结构设计方案。

借助对比以上三大结构方案，综合研究社会效益可行性与制造工艺等诸多内容，我们可以得出这样的结论：方案2系三大方案中最佳结构组合。某一机械结构方案的综合评估，理应以实际使用效果充当最后评估的事实依据。如果对转盘结构里的齿轮构件展开进一步的可行性分析与优化设计，同时对滚动轴承和齿轮工作展开弹性流体压研究，接着实施精密计算，均能够为改善转盘结构设计提供诸多参考数据。

4 结 语

深入分析机械创新结构设计对于机械行业的发展而言具有举足轻重的作用，它不仅能够更好地满足当前社会对机械设备不断升高的要求，实现各类机械零件的最佳组合，同时还可以推动机械行业的可持续发展。因此各机械设计企业理应在机械设备设计过程中充分采用创新设计理念，寻找最佳结构设计，以设计出更多的结构方案，推动企业自身的发展，最终促进社会的良性发展。

参考文献：

[1] 徐慧勇.浅析机械结构设计中的创新设计[J].黑龙江科技信息，2010，（30）.

第5篇：机械创新设计范文

关键词：TRIZ理论，创新设计，机械产品，

二十一世纪全世界范围内机械产品激烈竞争，各个国家都很重视如何提高产品的设计水平，增强其竞争实力。而产品设计最主要的目标就是对产品进行创新，满足消费者的需要并且占据市场更重要的位置，所以，要想增强机械产品自身的竞争实力，最根本的途径就是重视创新设计。创新设计理论又叫做TRIZ理论，是设计的核心理论，目前已经在机械产品创新设计中被广泛应用，可以提现企业的核心竞争力。1946年，前苏联G.S.Altshuller创立了TRIZ理论，指的是发明问题的解决理论。以这个理论为基础，军事工业得到了很大的发展。二十世纪九十年代开始流入美欧，在某些企业当中开始应用并且推广，取得了很多发明专利，随之也产生了经济效益，当很多国家兴起了TRIZ理论研究和推广的热潮。1998年之后，TRIZ理论开始在中国出现，不少科研机构把TRIZ理论作为技术创新的首选，积极的进行探索。这篇论文主要是探讨TRIZ理论主要内容以及在机械产品创新设计中的应用。

1.TRIZ理论基本内容概述

TRIZ理论的观点是，发明问题的关键是解决冲突，而解决冲突需要遵守相关的原则：对系统的某个零部件或者性能进行改进时，不可以影响到系统或者相邻的其他零部件以及性能。冲突主要包括技术冲突和物理冲突，物理冲突指的是如果对一子系统出现相反的要求时所出现的冲突，系统的某个部分同一时间出现两种相反的状态，主要是由一个参数造成的。技术冲突的含义是系统的某个部分性能增强造成了有害以及有用两种结果，也可以理解为有益作用被引入或者有害作用被消除，造成其他的一个或者几个子系统性能降低，这种问题主要是由两个参数造成的。

G.S.Altshuller在理论当中提出了四十条冲突解决原理，也就是发明原理以及冲突解决矩阵的含义，各种领域的相互冲突的特性通过高度的概括，抽象成为三十九个技术特性参数（也叫做通用工程参数），矩阵中的行代表冲突恶化的参数，列代表冲突改善的参数。针对技术冲突，可以以冲突矩阵为基础，找到对应的发明原理，从而找到解决问题的办法；针对物理冲突，通常利用分离原理了可以找到解决办法，发明原理和分离原理之间具有一定的关系，一条分离原理，可以对应很多条发明原理。

2.TRIZ理论在机械产品创新设计中应用

2.1.TRIZ理论在机械创新设计中应用的步骤程序

将TRIZ理论应用到机械创新设计当中，主要的步骤是：对机械系统问题进行分析，明确关键的技术功能，找到造成系统中问题的参数，对冲突的类型进行判断。如果系统中的问题主要是由一个参数造成的，属于物理冲突；如果是由两个参数造成的，属于技术冲突。可以通过分离原理解决物理冲突，对分离方法进行确定，包括时间分离、空间分离、整体和部分的分离、基于条件的分离，根据实际的分离原理和解决冲突的发明原理的对应关系，找到解决问题的办法。技术冲突，第一步要确定恶化技术特性参数和改善技术特性参数，再以冲突矩阵为基础，找出对应的发明原理，从而找出解决问题的办法。最后，把推荐的对应的发明原理应用的具体的问题上，对每一个原理在具体问题上的实现和应用进行探讨。

2.2.呆扳手的创新设计案例

设计初期的呆扳手在松开或者拧紧六角螺母或者螺栓时，因为螺母或者螺栓受力点在两条棱边，很容易变形，因此无论是松开还是拧紧都比较困难。而新的设计需要避免原来设计当中的缺陷。后来美国一项以冲突矩阵为基础的专利解决了这个问题。这个专利是从三十九个通用工程参数当中选择一对特性参数：1）提高质量的参数：物体所产生的有害因素，可以对螺母或者螺栓减少磨损。2）可以造成负面影响的参数：制造精度，全新的改进有可能造成制造的困难。然后把上面的两个参数代进冲突矩阵，可以得到下面四条发明理论，即是：维数变化、小对称、抛弃与复制、修复。通过分析维数变化以及小对称这两条发明原理可知，经过创新的呆扳手工作面的某些点可以和螺母或者螺栓的侧面相接触，而不仅仅是接触棱边，因此解决了这个问题。

通过这个实例可以说明，机械产品的某些参数或者特性进行改进之后会造成其他参数和特性的恶化，可以通过冲突矩阵来解决这种技术冲突，这说明在机械产品设计当中应用TRIZ理论时具有价值的。

2.3.某飞机的航空发动机引擎罩的创新设计案例

某飞机的航空发动机引擎罩在设计时，表现出来的技术冲突是：一方面希望发动机可以吸入较多的空气，另一方面又希望发动机罩和地面之间的距离可以不减少。把它转化为物理冲突：应该将发动机罩的直径加大，这样有利于吸入空气，但是直径又不宜过大，避免机罩和路面的距离减少。

这个物理冲突可以用空间分离原理进行解决。空间分离所对应的发明原理当中有No.4不对称原理。根据这个原理，可以把原来的对称设计变更为不对称的设计。如下图所示。

图1：发动机罩改进设计方案示意图

3.结束语

第6篇：机械创新设计范文

关键词： 机械类本科教育 机械创新设计 能力培养

引言

机械工业是一个国家制造业发展的重要领域，机械类工程设计人员的设计能力对国家制造业的发展起到了关键作用。我国机械工业工程师的受教育层次和规模数量都已达到了很高的层次，但对机械工程设计人员创新能力的培养，还处于摸索阶段。因此，探索一套现实可行的学生机械创新设计能力培养方法，是形成工程创新能力的重要基础[1][2][3]。

根据我国普通高等学校机械类本科教育的现状和特点，总结出我国目前学生机械创新设计能力培养方法存在的不足，制定一套符合我国高等教育实际情况的学生机械创新设计能力培养方法，在普通机械类本科教育教学活动中具有非常重要的意义[4][5]。

1.学生机械创新设计能力方面的主要问题

1.1创新设计理论教学深度严重不足

目前，大学生的机械创新设计理论教学主要依靠课堂教学完成，由于机械创新能力的培养需要坚实而丰富的理论基础，因此，与机械创新设计理论相关课程的课堂教学活动就显得尤为重要。机械创新设计相关的课程主要包括：《机械创新设计》、《机械原理》、《机械设计》、《机械工程三维设计》等。这些课程目前的计划学时较少，因此，学生在课堂教学中只能学到最简单的基础知识，而深层次的理论知识却没有掌握，使得学生在进行机械创新设计实践活动时缺乏足够的理论支撑。

1.2创新设计实践教学平台和实践环境建设不足

学生进行机械创新设计活动的最终成果是创新设计作品，而这些作品的制作需要学生通过大量的设计、制造、装配、调试、修改活动才能完成。作品的制造、装配、调试需要相应的实验设备、加工设备、调试环境作为支撑，否则，无论多么完美的设计，都无法转化为实际的创新设计作品。

而目前国内普通高等本科院校机械类专业的创新类实验教学平台普遍不足，很多构思类机械创新实验无法开展。

1.3创新设计软件培养不足

学生的机械创新设计作品需要通过计算机三维设计软件完成设计、理论分析、强度校核、完善修改后，才进入实际生产制造阶段。在作品的整个设计、制造、调试、修改过程中，三维设计软件起到了关键作用，因此需要强化对学生的计算机三维设计方法培训，让学生能够熟练掌握现代计算机设计软件的使用，从而高水平地完成设计作品。

1.4缺乏企业工程实例教学过程

机械工程方面的创新能力培养，必须紧密结合企业实际的工程项目设计、制造、装配、试验等过程。如果没有相应的工程实例教学，学生就无法把所学到的理论知识和工程实际相结合，就不会对理论知识有更直观、深层次的理解。

1.5创新设计能力培养没有与毕业设计、就业相结合

培养学生机械创新设计能力的最终目标是使其在工作以后能够更好地完成相关的工程设计工作，只有把创新能力培养和毕业设计、学生就业相结合，才能最大限度地发挥学校教育的作用，使学生更快、更好地适应今后的工作环境。

2.创新能力培养经验的学习途径

2.1学习其他高校的主要经验

目前的大学生机械创新设计类比赛主要有全国大学生机械创新设计大赛、全国大学生3D设计大赛、全国大学生机器人大赛等，另外，还有与之对应的省级比赛。可以在参加各类比赛的过程中，通过交流沟通、学术论坛等活动，学习其他高校在培养学生机械创新设计能力方面的先进经验，从而完善我校的培养方法。

2.2通过参访国家重点实验室、国家工程中心等机构学习培养经验

在机械工程领域有很多国际知名的国家重点实验室、国家工程中心，通过对这些国家级科技创新机构进行学习访问，了解他们在培养人才机械创新设计能力方面的方法和手段，从而完善我校在这方面的培养方法。

2.3通过教师在职培训引进经验

教师攻读博士研究生、已有博士学位的教师进入博士后工作站、流动站学习深造，可以大大开阔我校教师的视野，提高教师的科研水平。同时，也可以引入国内外先进的科研方向和创新能力培养方法、体制，从而完善我院的学生创新设计能力培养方法。

2.4分析企业在机械创新设计能力方面的经验

可以通过走访周边知名企业调研其在培养员工创新设计能力方面的主要经验；通过学生就业洽谈等机会了解企业对学生创新设计能力的要求；通过毕业生回访了解已经毕业的学生对母校培养方法的意见。

2.5基于各种学生创新设计类大赛学习经验

在指导方法上把各种学生创新设计大赛和理论教学、实践教学相结合；学生培养过程中强调用理论指导工程设计实例，用工程设计实例牵引学生理论学习；在创新方法上强调灵活运用各类工程设计软件。

3.建立学生机械创新设计能力培养体系

3.1总体培养体系分析

可以从学校层面对学生机械创新设计进行制度建设，建立一整套符合本校实际情况的培养制度，主要包括：教师辅导、激励制度；学生组织、激励制度。

3.2教师辅导、激励制度的建立

学生获取知识主要来源是教师，教师在学生机械创新设计能力培养的各个环节中起到了非常重要的作用，只有教师对学生创新设计能力的培养实现制度化和规范化，才能稳定持续地实施学生的创新能力培养。教师辅导制度的建立，需要在培养方案制订、教师大纲修改、授课计划实施等方面入手。首先，只有培养方案中包含了与学生创新设计相关的内容，才能使教师有的放矢，带着目标进行辅导工作；其次，在教学大纲的修改方面，要做到与时俱进，及时更新相关领域的最新成果，从而为学生奠定最新的创新设计思维基础；最后，授课计划的实施也起到关键作用，教师只有灵活掌握授课计划的实施过程，才能根据学生的学习、创新、设计过程进行跟踪教学，从而实现因材施教。教师激励制度的建立，需要从经济奖励、科研奖励等方面入手，首先，要对教师辅导成果进行考评，根据考评对教师进行合理经济奖励，从而激发教师参与学生机械创新设计能力培养的动力；其次，可以对参与辅导学生的教师进行科研方面的奖励，给予一定的优惠政策。

3.3学生组织、激励制度的建立

学生是机械创新设计活动的主题，因此，学生在机械创新设计能力培养的各个环节中发挥主体作用，只有把学生创新设计活动及其相关规则实现制度化和规范化，才能稳定持续地实施学生创新能力的培养。学生组织制度的建立，需要从学生动员、学生启发、学生分组实现设计等方面入手。首先，在对学生进行创新设计能力培养之前，需要充分对学生进行思想动员，让学生了解机械创新设计的兴趣所在，从而自发地参与其中；其次，在学生产生兴趣后，需要通过创新方面的教学，对学生进行思维启发，从而激发学生的潜在创造力；最后，让学生自由组队，按照课题小组长负责制的原则，使学生能够通过团队协作的方法完成自己的创新设计作品。学生激励制度的建立，需要在经济奖励、荣誉奖励方面入手，首先，要对学生机械创新设计成果进行考评，根据考评对学生进行合理经济奖励，从而激发学生参与机械创新设计能力培养的动力；其次，可以对参与的学生进行荣誉方面的奖励，让学生感到从事机械创新设计活动的光荣性，给予一定的优惠政策。

4.创新能力培养“双结合”理念

把“双结合理念”，即创新理论与创新设计实例相结合；学生创新实践与创新工具、手段相结合作为理论知识和教学目标之间的“桥梁”，通过“双结合理念”把理论知识转化为实际创新能力，按照产生兴趣初步了解理解概念深入思考灵活运用的顺序建立培养方法，从而激发学生学习欲望。在此基础上建立起一套符合实际情况的学生机械创新能力培养体制。

5.结语

通过学生机械创新设计能力培养体系的建立，建立能够同时培养学生“创新意识”和“创新设计能力”的培养方法、相关制度，完善学生创新能力培养的相关制度，提高普通高等教育的学生机械创新设计能力培养水平。

参考文献：

[1]周海，王黛萍.应用型本科人才的机械创新设计能力培养探索[J].机械设计与制造，2010（10）：174-175.

[2]李俭，唐茂.以创新能力培养为导向的机械类专业实践课程改革研究[J].教育教学与研究，2012（11）：87-89.

[3]许忠美.现代机械设计方法研究[J].考试周刊，2011（67）：154-155.

[4]郭童军，陈功备.独立学院机械类专业教学改革探索[J].考试周刊，2012（91）：8-9.

第7篇：机械创新设计范文

【关键词】 机械设计 创新能力 教学方法

《机械设计基础》作为高职高专机械类和近机类专业一门重要的技术基础课，其主要任务是培养学生掌握常用机构和通用机械零件的设计原理、方法和机械设计的一般规律，具备设计一般简单机械和应用标准、规范、手册、图册等技术资料的能力。如何激发学生的学习热情，使学生具备良好的创新意识和一定的机械创新设计能力，为将来的工作打下坚实的基础，一直是我们教学改革和研究的重点内容。通过近几年的教学探索和实践，笔者总结了几点行之有效的教学方法。

1 案例分析法

“兴趣是最好的老师。”创新能力的培养首先是激发学生的创新兴趣。我们通过在课堂上引入工程实例及全国大学生机械创新设计大赛的优秀作品，并在实践教学环节开放实训基地及实验平台，很好地调动了学生的积极性。

《第四届全国大学生机械创新设计大赛决赛作品选集》中收录了沈阳工业大学机械工程学院设计的便携式万向千斤移。该千斤移巧妙地利用了可控双向棘轮的特点，设计了平移和旋转重物的机构[1]。在间歇运动机构这一章的教学中引入该实例，并在实训实验环节让学生对比分析普通千斤顶和该便携式万向千斤移，丰富了教学案例，拓展了学生视野，提高了教学效果。

通过对大量成功的机械创新设计实例的分析来介绍机械创新设计方法是我们在教学过程中的具体做法。因为这些方法正是通过这些成功的创新设计实例表现出来的，通过对这些具体、生动实例的分析，使学生能够更容易理解和掌握这些创新方法，也更容易激发大家参与创新实践活动的兴趣和自信心。学生认识到以自己的知识技能水平进行创新设计是完全有可能的，学习主动性大大增强。

2 类比总结法

传动装置作为机械系统中最重要的组成部分之一，其传动形式分为机械传动、流体传动（液压及气压传动）和电力传动。而《机械设计基础》主要学习各种常用机械传动机构的原理及设计。机械传动能适应各种运动和动力的应用要求，得益于各种机构的各类演变。把握了运动及动力传递的各种机构的特点，就能从根本上学好《机械设计基础》。因此从传动的本质入手，让学生在运动及动力传递形式的类比总结中对所学知识系统吸收，是学好本门课程，培养创新设计能力最有效的方法之一。

《机械设计基础》中机械原理的部分主要包括平面连杆机构、凸轮机构、间歇运动机构、齿轮机构、蜗轮蜗杆及螺旋机构等。从运动形式的转换来看，能实现往复直线运动和圆周转动之间相互转换的机构有曲柄滑块机构、凸轮机构、齿轮齿条、蜗轮蜗杆和螺旋机构等。然后在这些机构中，分析比较传动角与压力角，很容易看出每种机构在传动中的优缺点。比如：铰链四杆机构有最小传动角的要求，凸轮机构要求最大压力角小于或等于许用压力角等。

从传力的大小来看，凸轮和齿轮这样的高副机构因为是点或线接触，易磨损，所以没有铰链四杆机构在传力大的场合应用广泛。

从运动速度的方面研究，曲柄摇杆机构有急回特性，为了定量研究，就引入了行程速比系数和极位夹角的概念。凸轮机构从动件的运动规律有等速运动规律、等加速等减速运动规律、简谐运动规律、摆线运动规律等。齿轮机构则有适用的速度和功率范围广的特点。

还可以从是否可以实现空间传动及传动的角度、传动比、传动效率等不同方面进行总结分析。让学生在庞杂零碎的知识点中间找到一条线索，理清思路。可以采用同学们喜闻乐见的形式，比如就传动比这一个单项对所学传动形式进行比较排序。采用类比总结法对于带传动和链传动、齿轮传动和蜗轮蜗杆这样的章节，教学效果尤为明显。教师可根据实际情况给学生布置专题研究。通过类比总结法可以有效培养学生思维的开放性、多向性及自由性，而这些正是创造性思维的基本特征[2]。

3 逆向思维法

通过逆向思维的训练，让学生灵活应用基本机构。逆向思维对于培养创新能力极为重要。在《机械设计基础》这门课程中，很多机构的演变都是逆向思维的结果。螺旋传动的实例最为明显。普通螺旋传动的应用形式有：螺母不动螺杆回转并作直线运动，如台虎钳；螺杆不动螺母回转并作直线运动，如千斤顶；螺杆回转螺母作直线运动，如机床工作台；螺母回转螺杆作直线运动，如应力实验机观察镜螺旋调整装置。

曲柄摇杆机构中一般都是曲柄做主动件，如果逆向思维，让摇杆做主动件，则会出现死点位置。死点虽然不利于传动，因为其压力角α=90°，即传动角γ=0°。然而运用逆向思维，利用死点的特性来工作，就有了夹紧机构。

4 “三最”法

通过“三最”法，即课程学习中涉及到的有关最大、最小、最优的问题，发散学生思维，培养学生的创新能力。曲柄滑块机构就是由曲柄摇杆机构中的摇杆长度增至无穷大演变而来的，还有齿轮齿条中的齿条也是将齿轮半径增至无穷大演变而来。这是“最大”的例子。而曲柄摇杆机构中极位夹角θ最小为0°时，行程速比系数为1，即说明该机构不再具有急回特性。最优的问题，恰恰是机械设计的核心。机械创新设计包括两个部分：一是改进完善生产或生活中现有机械产品的技术性能、可靠性、经济性、实用性等；二是创造设计出新机器、新产品，以满足新的生产或生活需要[3]。而机构的优化设计就是推陈出新的法宝。通过“三最”法，让学生在所学普通问题中发现特殊情况，对特殊情况进一步研究，找到普遍与特殊的关系，寻求突破口，找到创新点。

机械创新设计是推动人类文明进步的事业。从事机械创新设计工作需要掌握一定的机械设计知识，需要了解创新设计的方法，需要有克服困难的勇气，更需要有对追逐成功的兴趣。提高创新设计的水平需要不断学习新的知识和方法，更需要不断地参与创新设计的实践活动，从实践中学习和领悟。能够通过《机械设计基础》的教学激发学生的创新热情，培养学生的创新意识，开发学生的创新潜能，对于学生学习后续课程和将来的工作实践都有着至关重要的意义。“想象力比知识更重要。”如何在教学中形成一整套系统的创新设计理论方法，将是我们以后的努力方向。

参考文献：

[1]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.

第8篇：机械创新设计范文

关键词： 全国大学生机械创新设计大赛 高职学生 培养创新能力

一、机械创新设计大赛的参赛过程

全国大学生机械创新设计大赛是全国高校范围内的四大竞赛之一，旨在提高大学生创新设计能力、实践操作能力和工程实践能力。第五届全国大学生机械创新设计大赛（2012年）的主题为“幸福生活——今天和明天”，内容为“休闲娱乐机械和家庭用机械的设计和制作”。大赛的目的在于引导各高校注重培养大学生的创新设计能力、综合设计能力与团队协作精神；加强学生动手能力的培养和工程实践的训练，提高学生针对实际需求进行创新思维、机械设计和工艺制作等实际工作能力；吸引、鼓励广大学生踊跃参加课外科技活动，为优秀人才脱颖而出创造条件。

我们依据大赛主题设计制作了参赛作品——休闲娱乐机械“快乐不倒翁”。快乐不倒翁由不倒翁形的外壳、带有安全带的座椅及支架、四根带有滑轮的支撑、弹簧组成，利用连杆滑块原理实现让小朋友坐在快乐不倒翁中进行任意方向的摇晃而不会倒下，使小朋友在玩乐的同时得到平衡能力和感官的锻炼。连杆滑块的作用、弹簧伸长量的限制、安全带的使用使得玩乐过程更加安全。

1.参赛作品的设计制作全过程。

（1）机械的功能构思（以一定的知识为基础，以创新思维为导向的功能原理设计）；

（2）机械系统设计（整体方案设计）；

（3）机构的几何参数综合设计（自由度、受力、运动与动力分析）；

（4）机械零件设计（支撑杆、滑轮、弹簧、底座等）；

（5）零件制造装配调试（零件到成品完成）。

2.参赛作品的创新点。

（1）认知创新：作品实现了不倒翁的载人。

（2）结构创新：连杆滑块机构的应用，由安全带和弹簧的拉伸限位保证安全。

（3）动力创新：作品由坐在里面的儿童发力带动玩具及其自身的摇动，节能环保。

二、机械创新设计大赛中的若干问题

看着快乐不倒翁从零件到整个作品的完成，让我们有种成就感，但在准备比赛作品过程中也暴露出高职教育的若干问题。

1.高职学生的综合能力有待提高。

机械创新设计大赛对于高校素质教育的实施、大学生实践能力、创新能力的培养与提高产生了巨大的推动作用，已成为检验高职工科类大学生实践能力和创新能力的标尺。大赛要求高职学生知识面广，具备机械、电子、材料、加工等多方面较高的综合知识与技能。对作品的表现形式要求较复杂，要求有完整的设计说明书，要使用计算机辅助设计，要有三维模型和动画，要进行三维仿真，要有视频录像，要有作品实物。

在准备比赛作品过程中，学生的创意和思路很不错，可是实现过程中遇到问题不知如何解决，拿不出一套完整的、合理的方案来实现自己的设计，反映出日常教学中理论知识不扎实、不能理论联系实际、缺少有效的实践机会。

高职学生缺乏系统观念，需要综合考虑作品的功能、结构、可操控性等各种因素时，只注重预先设定的功能实现，对其他因素考虑较少。主要原因是高职高专缺乏诸如《机电一体化系统设计》等相关的专业课。

高职学生的实际工程设计能力不足，往往将设计重点放在了作品功能设计及实现上，而对结构强度、材料性能等方面的考虑不足。造成这一现象的原因是缺乏实际工程设计经验。

高职学生的基础理论知识不够扎实，对一些常见机构、零件的结构、功用、特性不了解或认识不深，比如机械结构方面对构件材料、形状、尺寸、加工方法、装配方法等考虑不周。原因是相关专业基础课的课时量不够。

2.高职学生的合作意识、团队精神有待强化。

机械创新设计大赛以团队为单位竞赛，团队对于训练高职学生为集体完成一项任务而进行协作与分工、组织和管理非常有利，可有效缩短学生参加工作后人际关系的磨合期。在团队组建初就应该有严格的纪律和明确的分工，避免出现创新团队组织涣散、分工不明确、队员间相互依赖缺乏奉献精神的现象。

3.高职学生的创新意识缺乏不足。

《高等教育法》明确规定：“高等教育的任务是培养具有创新精神和实践能力的高级专门人才。”说明创新能力培养是高职教育的一项重要任务。在准备比赛作品过程中，高职学生的创新意识明显不足，过多依赖指导老师。主要表现：具有创新意识，但不善于利用和创造条件；思维相当敏捷，但缺乏创新性思维的方式；有创新的灵感，但缺少必备的创新技能；有创新的兴趣与热情，但缺乏毅力。主要原因是高职院校缺乏培养学生创新意识的有效机制。培养学生的创新意识是一个系统工程，必须更新教育思想、转变观念，构建创新教育体系，不断增强学生的创新意识：善于观察、突破定势、巧妙构思、方案新颖、实用简单、功能适当、便于制作。

三、培养高职学生创新能力培养的几点建议

1.改革和完善实践教学体系和内容，提高高职学生的实际动手能力。

实践环节是理论结合实际的桥梁，是培养高职学生由知识型向能力型转变的重要途径，在培养学生的创新能力方面有着不可替代的作用。拓宽学生的知识面这就要求高职院校丰富实践教学环节的教学内容，改革实践教学模式。实践实训条件应包括机械创新实训室（机械原理、机械设计、机械创新设计）、机械工程软件实训室（autocad、pro-e、ug、cimetron等）、虚拟仿真实训室等。实践教学内容应减少验证性的，多采用项目驱动方式。借助这些实训条件帮助学生积累实际经验，培养他们的动手能力、分析问题与解决问题的能力和协作能力。

2.加强引导创新实践过程，增强高职学生的人文底蕴。

帮助高职学生明确设计目标，学习必要的设计知识，避免创新设计中的盲目性，同时还要增强人文底蕴，通过多种途径让学生开阔视野，鼓励他们多涉猎一些色彩、造型、工业设计史等方面的知识，这些知识不仅可以帮助学生设计出较好的作品，而且它向学生传达的理念中很多是可以直接套用到创新设计中的。

3.健全机制，构建高职院校创新平台。

建立学生创新实践基地平台，组织比赛。以创新社团为载体，塑造学生的创新人格；以创新比赛为平台，激发创新欲望；以制度为保障，保持创新积极性；以学习能力培养为落脚点，培养高职学生的创新能力。

参考文献：

［1］徐起贺.机械创新设计［M］.北京：机械工业出版社，2012.

［2］高霄汉.由机械创新大赛看工科机械类大学生创新能力培养.河南教育（高校版）2009，（9）.

第9篇：机械创新设计范文

关键词：机械原理；教学改革；机械创新设计

中图分类号：G642.0文献标识码：A文章编号：1674-9324（2018）02-0128-02

一、引言

“机械原理”是机械工科专业的一门技术基础课，主要研究各种机构的共性问题[1，2]，机械原理课程理论抽象，研究内容宽泛，并对前期的基础课程有较高的要求，因此導致很多学生产生畏惧心理，觉得机械原理课程深奥，内容枯燥、课程索然无味。

与机械创新大赛相结合的“机械原理”教学是利用机械创新设计大赛，通过创新设计大赛作品的制造，促进学生对课程内容的学习，督促学生自己提出问题、分析问题、解决问题，最后最大化地激发学生的机械创新能力[3，4]。目前，湖南文理学院有效地将机械创新设计大赛与机械原理课程相结合，并取得了卓有成效的成果。

二、与机械创新大赛相结合的“机械原理”教学的实施过程

通过多年来参与机械创新设计大赛，我校对机械创新设计大赛与机械原理课程教学相结合积累了大量的经验，下面对其实施过程予以介绍。

（一）主办机械创新设计大赛的主题解析会

委派骨干老师参加历届的机械创新设计大赛主题解析会，对每一年的机械创新设计大赛的比赛主题有一个正确和深刻的理解，避免以后的作品出现跑题现象。骨干老师参加完主题解析会后，召集所有的学生和全院的老师，在学院内部把主题解析清楚，并以自由提问和临场解答的方式，尽量让学生理解每一届的主题。另外还邀请2名在往届机械创新设计大赛中取得优秀成绩的学生介绍经验，一方面让学生了解机械创新设计大赛的整个流程，另一方面提高学生参与机械创新设计大赛的积极性。

（二）开展与机械创新设计大赛主题相一致的工程创新三维设计大赛

为了提高全体学生的学习积极性，并进一步认识机械原理课程对于机械产品设计的重要性，我校在全体大二学生中主办工程创新三维设计大赛，并要求全体学生自发成立三人协同小组，为各个协同小组配备一名指导老师。在此阶段，学生在小组内充分讨论和互相学习，并阶段性地与指导老师探讨设计方案，通过反复查找资料和充分的方案论证，最终完成产品三维图形的绘制。完成此过程，学生需要自发学习机械原理的相关知识，并与指导老师充分交流。为了完成三维图形的绘制，学生还需要自学三维制图软件。通过2个月左右时间的训练，各个小组基本都能拿出一个合理的方案。学院组织三维设计大赛评比，由学校挑选的5名专业老师作评委，评选出优秀作品15件参加下一阶段的实物制作，并为期间表现优秀的小组和作品颁发奖状，一方面是对学生工作的肯定，另一方面也是对他们的鼓励，提高他们学习的积极性。

（三）实物作品的制作

进入实物作品的制作阶段，首先要解决的就是经费的来源。我校历来就重视学科竞赛，教务处有专用的用以支持学科竞赛的经费，学院内部也为实物制作预留了一定的经费。因此，此阶段所需费用得到彻底解决。更为重要的是，为了让学生尽早尽好地完成作品的制作，我们对所属的机械厂和加工中心作了硬性要求，学生提出作品加工要求后必须在3个工作日内得以满足，并要求学生自己完成作品的机械加工，这样做的目的也是为了提高学生的生产实践能力，让学生能够掌握产品的制作流程，也为机械制造基础课程的学习打下良好的基础。

三、近几年学生的机械创新设计大赛成果

自从学院将机械原理教学与机械创新设计大赛相结合后，老师和学生在思想上都更加重视学科竞赛，学校也加大了机械创新设计大赛作品的经费投入，近几年涌现出大量高质量的机械创新设计作品，在省内竞赛中也取得了显著的成绩。以下为湖南文理学院机械工程学院在近两届机械创新设计大赛获得的一等奖和二等奖的作品汇总表。

实践证明：在课程在近三年的考试中，2006届学生机械原理课程及格率只有56.5%，2007届学生机械原理课程及格率提高到81.2%，说明了机械创新设计大赛促进了机械原理课程的学习，这为学生今后从事机械设计、研究和产品的开发创新奠定了重要的基础。与机械创新大赛相结合的“机械原理”实践教学极大地提高了学生分析问题和解决问题的能力，提高了学生学习知识的兴趣。通过与传统教学法的结合，使学生掌握了机械原理课程的基本概念和核心能力，提高了其机械创新设计能力。

四、结束语

机械原理是机械工科专业一门重要的专业基础课，为了增强学生对机械原理课程的适应能力和挖掘其开发创新能力，通过与机械创新大赛相结合的“机械原理”教学改革，可以显著提高学生的机械原理知识和机械创新设计能力。

参考文献： 

[1]赵永杰，程西云.机械原理课程探究式教学改革与探索[J].大学教育，2014，（9）：141-143. 

[2]施火结.机械原理教学内容及课程体系的改革[J].教育教学论坛，2012，（s5）：69-71. 

[3]周永清.机械原理创新教具学具进课堂[J].实验技术与管理，2016，33（2）：11-13.