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机械创新设计方案范文1
创新是一个民族的灵魂，是企业的核心文化，现代机械设计离不开创新思维的辅助。本文将论述创新思维的内涵，分析在现代机械设计制造中融入创新思维的重要性，并浅谈如何将创新思维融入到现代机械制造中。
关键词：
现代机械制造；创新思维；融入
创新思维特指人们在实践中有所发现、有所发明的思维活动，具有多向性、跨越性和独特性等明显的特征。现代机械制造对科技的发展具有重要作用，在现代机械制造过程中成功融入创新思维，方能全面提高机械工程质量。本文将简单论述创新思维的内涵，浅析在现代机械设计制造中融入创新思维的重要意义，并从在现代机械制造中体会创新思维的过程，运用发散思维、善用逆向思维等三个方面来探讨将创新思维融入到现代机械制造中的策略。
1创新思维的内涵
创新思维是一种综合能力的体现。这种思维模式不能凭空产生。一方面，创新思维需要以实践为基础，不以实践为基础，思维就会成为幻想。另一方面，创新思维离不开对前人、对他人已有成果的继承，并在继承的基础上进行综合集成，才能更好的实现创新。就思维方式而言，创新思维包括直觉、灵感和想象等因素；既要运用常规的思维方法，又要灵活使用一些非常规的思维方法逆向思维。创新思维具有多向性、跨越性和独特性等明显的特征。创新思维的多向性是指从思维方向去分析，创新思维常常从不同的角度去思考问题。当问题出现之后，会从多种角度、各方面、多层次以及不同条件去构思多种设想，探视多个答案。当某一思路受阻时，能够很快转向另一个方向。与单方向性的思维相比，多向性（多向发散和多路聚合）是创新思维的明显特征之一。创新思维的步骤具有跨越性，创新思维并不排斥一步一步的逻辑推导与分析，但它往往表现为对推理步骤的省略和跨越，也正是这种省略和跨越模式使得创新思维在活动过程中的某些思维活动难以详细描述，以至于在其中起作用的直觉、灵感等思维活动比较微妙。创新思维的结果具有独特性，人们在实践中遇到问题时往往没有现成的答案，许多问题不是用常规的方法就能解决。这就要求人们用独特而巧妙的方法来解决问题。创新思维的“新”主要体现在两个方面，第一是方法新，不是用某一种常规的方法解决问题；第二是结果新，生产和科学中的新发明、新发现，理论上的新见解、新论证常常是独特的。
2在现代机械设计制造中融入创新思维的重要意义
2011年3月，国家出版了《现代机械设计手册》，提出要在现代机械设计制造中融入创新思维，全面提高现代机械的现代化水平，兼顾机械的实用性，追求机械的经济性、通用性和准确性。在现代机械设计制造中融入创新思维，符合机械工程的发展需要，为了提高机械化水平，需要不断创新设计方案，全面推动现代机械走向自动化、现代化和智能化。当代科技竞争非常激烈，在现代机械设计制造中融入创新思维，创新设计方案，改善技术质量，优化机械设备系统，可以提高现代机械的竞争力。而且，在现代机械设计制造中融入创新思维，可以创造出更多的新型机械。任何新产品几乎都是在创新思维的辅助下制造的，现代油漆就是在创新思维的启发下发明的，当人们发现传统油漆虽然光洁美观但是容易老化时，清除过程会很麻烦，某工程师在传统油漆里添加了一种化学药品，这种添加剂的化学性质非常稳定，能够保证油漆刷到墙上不发生任何变化，当清除旧漆时，只需要涂上专门的化学药品就可以全部清除旧漆，现代机械设计制造也一样，需要发现问题，设计解决问题的新方案，然后制造新型机械设备。
3将创新思维融入到现代机械制造中的策略
3.1在现代机械设计制造中体会创新思维的过程创新思维是一个复杂的过程，包括准备、酝酿、明朗和检验四个阶段。在创新思维的准备阶段，工程师可以通过缺点列举法来发现机械设计制造中的问题，然后分析问题，形成有创新价值的课题。进入创新思维的酝酿阶段之后，工程师就要进行钻研与探究，分析问题的根由，设计多种初步方案，进行多方面的实验，以寻求解决问题的途径。明朗阶段是创新思维的突变阶段，经过前两个阶段的准备和酝酿，问题基本上得以解决，也就是机械设计制造的最优方案已完成。最后进入检验阶段，即通过实践来检验机械设计制造方案是否符合客观实际。创新思维的根本目的是解决实践过程中产生的问题，推动认识和实践的发展。
3.2在现代机械设计制造中运用发散思维发散思维又称为辐射思维，它根据已知的事物信息，从不同角度与不同方向思考、寻求解决问题的多样答案，是一种展开性的思维方式。工程师在现代机械制造中运用发散思维时都会具有变通思想，敢于打破传统的机械制造设计，排除既有经验的负面影响，从不同角度、不同侧面甚至不合常规的角度去思考设计方案。而且，发散思维不局限于某一思路，当某一思路行不通时，它会迅速转向其他思路，具有灵活多变性，在发散思维的带动下，工程师可以灵活变通，制作更为完善的机械制造设计方案。
3.3在现代机械设计制造中善用逆向思维逆向思维就是反向探索，也被称作反向法，在现代机械制造中运用逆向思维，工程师要从机械原理和功能结构的反面去思考、探索，打破单方面性质的限制，制作机械制造设计方案，全面提高现代机械的技术质量。结束语综上所述，创新思维是一种综合能力的表现，特指人们在实践中有所发现、有所发明的思维活动，具有多向性、跨越性和独特性等明显的特征。在现代机械设计制造中融入创新思维，可以创造新型机械，提高机械化水平与竞争力。将创新思维成功融入到现代机械制造中，需要在现代机械制造中体会创新思维的过程，运用发散思维，善用逆向思维，这样方能制作出最优的机械制造设计方案，全面提高现代机械化水平。
参考文献
[1]彭少辉.现代机械设计制造工艺综述[J].统计与管理，2014（11）.
[2]江威.略议现代机械设计制造中绿色理念的运用[J].军民两用技术与产品，2015（14）.
[3]张宝坤，王淑霞，王艳.机械设计制造及其自动化的发展方向[J].化工装备技术，2011（4）.
机械创新设计方案范文2
关键词：机械 结构设计 变元创新 方案探讨
中图分类号：TH112 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）01（b）-0096-01
创新是发展的不竭动力，而机械结构设计是一项非常有创造性的工作。因此，要求从事机械结构设计的工作者，应该具备有效的创新思维与意识，用于在日常的机械结构设计实践工作进行中，去努力创新机械结构的功能完善和用途适宜范围扩大，以达到设计优化最大值，从而为促进行业发展，实现强国之梦做出应有贡献力量。
1 对机械结构设计创新的必要性
随着科技水平的飞速发展，机械制造企业产品同质化的现象非常严重，随着市场竞争加剧，机械制造产品要想占有更多的市场份额，必须对其功能与用途不断改进与完善，以独特的优势在市场中胜出竞争对象的产品，从而取得经济社会效益最大化。这也就要求我们从事机械设计的工作者，要花心思，下苦功夫，将工作重心放在对机械设计上，特别是机械结构设计，利用现代机械设计理念，不断创新方法，优化各种结构模块的组合，构建起满足整个产品系统需要的机械结构，与企业一道去赢得市场的竞争，这也是当下机械设计工作者的一项重要而迫切的工作任务。
2 简要介绍机械结构设计的七种变元创新
起源于德国，用于机械产品结构设计创新的一种变元法，它是一种最为科学简便的新方法，极具富有创造性的内涵，主要含有两个方面：一方面是变化法创新有七个变元内容，指的是材料、数量、位置、尺寸、形状、联接和工艺变无元素[1]；另一方面是变元创新在设计中的运用，是在先期确定机械基本结构的前提条件下，将将这些变元元素进行适当的改变调整，从而研究多种变异和改进新的机械结构方案，达到优化设计的目的。下面，笔者接合自己的实践工作经验，分别介绍七种变元创新具体运用在机械结构设计上创新方案，以便满足机械产品整体系统的要求，这也是当前机械工程结构设计创新工作主要采用的手段。
2.1 材料变元
机械产品的材料变元，主要是指通过考虑对产品材料的选择和替换，促使机械零件尺寸结构随之改变，也就直接导致了机械产品加工工艺的随之变化发生，从而达到改变整个产品结构的目的。此元素设计创新，让我们看到了通过调整材料变元，可以创新出不同结构方案。比如要增加机械产品元件结构的强度和刚度，可采用对铸铁通过加强筋和隔板，对钢材料通过加大零件截面尺寸和对塑料材料要求料件筋板与壁厚相近，并均匀对称的[2]不同结构创新设计方法。
2.2 数量变元
机械产品数量变元，是指考虑到把机械产品整个零件或者零件的每一个轮廓、工作和加工的面、线均视为结构基本元素，通过改变调整这些基本元素的数量，来达到对机械产品结构改变的实现目的。比如：为达到力求简单的目标，我们尽量对铸件结构的形状，采用直线形轮廓的设计。又如：为防止螺钉松脱，我们将螺纹连接结构的螺钉、垫圈等设计成一体化，这样在减少零件数量下，实现了防松措施的目标实现。
2.3 尺寸变元
机械产品的尺寸变元，包括有长度和角度以及距离等内容，我们在利用此元素创新时，可考虑通过改变调整零部件构件的尺寸大小，实现对整体结构改变的效果。比如：这增加对破碎物料的细度，我们将两个对称的动力副在机架上的位置进行了调整，从而实现了改变后对破碎物料的细度，比原有的细小了一半的比例。
2.4 形状变元
机械产品的形状变元，是指我们可以从结构的形状上去考虑对整体形状和主要轮廓、设计表面和所用零件等类型和规格进行尝试改变，从而得到不同的结构创新方案，实现改变机械整体结构的目的。此种元素的创新是在机械设计中，将机械工作原理变成技术图纸的主要过程环节。同时为确保结构方案设计正确可靠，形状变元创新设计还须遵循8大准则，包括防腐蚀、支承、公差配合、应力学、工艺等[3]。比如：热电企业的冷渣机，为达到最大化程度的对高温炉渣的快速降温，我们对滚筒式冷渣机机械产品进行了形状变元的创新，对其原有的一个腔体进行了分腔处置，从而形成多腔式滚筒冷渣机，在工作作业过程中，摊薄了高温炉渣的厚度，实现快速达到理想的降温参数指标。
2.5 联接变元
机械产品的联接变元创新，我们需要考虑应元素的两层含义[4]：一层是需考虑到对元素连接方式的变化，比如说日常用的铆接、胶接、焊接、螺纹接等；二是需要考虑到对每一种连接方法不同联接结构的元素创新，从而获得多种结构类型方案。比如：我们将玩具产品创新设计成卡扣与螺钉相结合的安装方法，这样不但连接可靠，而且拆卸操作也很方便。而对手机的机盖设计，我们将其设计成快速连接拆装的结构，这样就极其方便了用户的操作。
2.6 位置变元
机械产品的位置变元创新，我们需要考虑的是通过对机械产品结构位置的变换，来得到不同的方案设计优化。比如：我们将焊缝零件的焊缝位置安排在靠近中性轴的创新，从而实现了构件不会因收缩减少力矩或弯曲变形。
2.7 工艺变元
机械产品的工艺变元创新，是要充分考虑到各个机械产品零件在制造过程中选用不同的创新工艺，来实现对整体机械产品结构产生的变化。对当前机械人、机械手工艺创新的推广应用，不断提高了加工生产能力和自动化程度，比起传统的机械加工制造，有了很大的进步。
3 对机械结构变元创新设计的优化评测
对变元创新后的各类机械结构设计方案，往往我们要给一个综合评测，通常情况下，采用综合考虑到设计中的七个变元因素，对新的结构设计进行模糊评测。在评测过程中，我们要先在脑海中形成一套基本的设计方案，然后通过建立起一些数学模型，设计者对每一种结构方案进行综合分析，并凭借自己掌握的经验及知识能力进行综合评判。其中，要考虑到一些指标，具体细化为社会效益，工艺性及可操作性、维修性、安全性等方面，同时借助推理、模拟等逻辑方法，最终从多种备用的不同结构方案中，选取一个具有创造性的作为最后优化的创新设计方案。对已确定的结构方案，也可在采用上述评价变元因素基础上，在变元之间联动配合修改，达到更加优化的设计目的。
4 结语
要逐步实现机械结构创新设计，必须要求设计者拥有扎实的专业和技术知识，用敏锐的分析能力和思维创新能力，发挥出极大的想象空间来设计，从而创造出新的机械结构方案，最终实现提高机械产品竞争优势，达到机械制造加工企业的社会经济效益最大化。
参考文献
[1] 许瑛琪.关于机械结构创新设计的新思考[J].中国科技纵横，2011（15）.
[2] 孙洪伟.谈对机械结构创新设计的分析[J]中小企业管理与科技，2008（8）.
机械创新设计方案范文3
关键词：项目制教学；课程改革；创新
一、概述
多年来，机械专业为我国工程技术的发展及其应用的普及培养了大批人才。但是培养质量不尽如人意，学校缺乏根据市场和产业发展的实际需要定制人才的培养体系，不能及时调整培养计划和合理调配教学资源，培养出来的人才往往具有较完整的专业知识体系，但缺乏实际训练，实践动手能力较弱；另一方面教材更新慢，内容陈旧，难以反映最新技术的发展前沿；课程设置不合理，这些因素使得学生在校学到的是较为陈旧的知识和落后的技术，不能满足社会和产业发展的需要[1，2]。
针对《机械基础》课程教学人才培养过程中所暴露出的众多问题和弊端，结合多年来《机械基础》教学、课程设计、实习工作及指导学生参加全国各项创新大赛的经验，提出“作品+项目+导师”培养方案。该模式能够充分发挥机电工程学院和校工程实践中心各自的优势进行合作办学，通过本创新教学模式的实施，高校可以根据企业用人需求，特别是服务于复合型创新人才要求，有针对性地培养人才，实行定单式培养。该方案增强了人才培养的适应性和实用性，构筑高校、学生和企业获利的共赢平台，从而实现人才培养和社会需求的无缝对接。
二、新型创新模式培养方案
1.一条培养主线。以机械创新项目作品为主线，引领《机械基础》系列课程的教改实施，从第二学期起至第六学期止，做到案例教学的不断线，从第二学期起对机械类学生布置创新机械作品任务，教学内容、教学计划及培养方案必须满足学生完成一个完整的机械作品为目标进行设置。从第二学期起，学生在学习生活等各项活动中有意识地进行观察、思考、探索、积累，并在导师的指导下，确定自己的作品内容。通过有针对性的培养计划的支撑和有侧重点的课堂学习、资料查询、课外自学、金工实习、课外科技活动、工程实践中心创新实践平台等环节，学生可在三年时间内逐步进行、逐步修改并逐步完善和完成自己的作品，第六学期安排“机械综合创新课程设计”，形式上可不集中，全面检验本教改方案的改革效果，在设计中学生需完成三年来积累的构思的独创作品，并与机械创新大赛时间衔接。
2.两个教学调整。本方案的创建首先涉及到教学内容、教学计划两个方面的调整，要保证本教学模式的顺利实施，原有的教学内容和培养计划必须进行调整；将课程进行合理调配，学校部门间的互动，包括教务处、学院以及专业教研室等各级部门的通力合作，使教学内容和教学计划达到新型培养模式的要求。
3.三个软件平台。要实现现代化的社会需求，一些传统的逐渐被淘汰的工程方法在教学计划和实施中将逐步缩减，代之当前流行的通用的学生设计机械作品必须用到的软件：SolidWork、Ansys、Materlaber平台，用此类软件学生可快速进行作品仿真、结构设计修改、关键结构的运动学和动力学分析等。
4.四项改革措施。要确保本改革方案的顺利实施，必须辅以必要的改革，将进行四项改革措施：教学内容改革、教学方法改革、考试模式改革和课程设计改革。
5.突出两个特色。一是人才培养的实践性特色。利用校工程实践中心自身的优势，整合工程实践教学中心金工实习教学资源与机电工程学院相关专业工程化实验设备、校内实习设备资源，形成工程化离散制造实体平台，整合数字化三维CAD、CAPP、CAM、PDM等先进制造技术软件，形成数字化设计制造虚拟公共平台，两者融合形成工程教育与实践公共平台的建设思路，该平台可为本教改方案提供有力的支持。二是人才培养的实战型特色。我校机械类学生多次参加全国机械创新大赛、全国挑战杯大赛等活动，在全国性的竞赛性舞台上充分展现了自身的实力，并多次获得全国机械创新大赛、全国挑战杯大赛的一等奖和二等奖，本改革方案的实施将平时积累的机械创新作品通过大赛的检验，更加促进学生在实战中锻炼和发挥学生的创新精神，使学生得到实战的锤炼和完善。
6.重在导师引导制。本教改方案是机械类学生创新性教育的一个重要环节。为了抓好这个环节，采用“导师制”，即每名学生拥有一名导师，导师在专业介绍、项目的遴选、作品的选定、基础课程的安排、课外科技活动的开展以及作品设计的全过程对学生予以具体指导，使得方案的实施切实得以保障。
通过本教改方案的实施，将打破传统课程的界限、学习理念的束缚以及设计场所和设计时间等限制，以创新作品为主线，以机械创新项目为核心，以计算机三维设计和仿真为主要工具，以工程实践中心为实践平台，以大学生机械创新设计大赛、挑战杯大赛及三维数字化大赛为背景依托，将分散的知识点与机械系统有机地联系起来，将孤立的、验证性的、模仿性的设计与独创性的、综合性的、创新性的跨过时间和课程界限的机械创新作品设计有机结合起来，使学生对所学知识不再感到抽象和零碎，使知识更加系统和完整，也使学生能够站在机械系统的高度更好地了解和掌握各种常用机构和典型零部件，进而培养学生综合运用机械设计知识分析和解决实际问题的能力，不断提高学生工程实践能力和创新意识，从而为社会培养和输送合格的引领现代潮流的一代创新人才。
三、改革实施方案
1.导师制度建设。本教改方案中导师制度的建设起到至关重要的作用，按照“稳定、培养、引进、借智”的人才队伍建设思路，以精心遴选导师组成为基础，在全学院范围内遴选，重点范围在《机械基础》课程创新团队骨干、往届学生课外科技活动的指导教师及设计经验丰富的专业教师。导师应具有无私的奉献精神、精湛的业务能力和强烈的事业心。同时，优化导师队伍结构，加强导师队伍建设，完善质量监控体系，建立和保障激励机制。
2.培养方案调整。根据本项目教学目标和教学内容的改革，必须对旧的培养计划做出适当调整。总的思路，调整后的培养方案总学时将与旧的培养方案大体一致。计算机辅助设计CAD和三维SOLIDWORD作为主要工具贯穿全过程。旧的培养方案将计算机辅助设计CAD安排在第五学期、三维SOLIDWORD安排在第六学期，而第四学期和第五学期学生正要运用CAD，却没学，用过了又再学，学生没有积极性，如此教学安排等于白白浪费时间和学时，必须做出调整。由于理论力学和材料力学原理部分与大学物理知识点部分重叠，可适当缩减学时，而新增现代化的快速分析技术有限元和ANSYS课程。新增“机械综合创新课程设计”，两周实践学时，拟安排在第六学期。时间安排尽量与机械创新大赛时间衔接。
3.教学方法创新。传统的教学模式存在很大不足，直接影响了课程的教育质量和教学效果，因此切实加强《机械基础》课程的创新与改革是至关重要的，为此本方案着力于项目教学、教学模式、考试体系、课程设计等四个方面的改革与创新。项目教学法是理论与实际结合的一种教学方法。项目教学法通过制定、指导有实际意义的项目，组织学生自主学习设计项目，进行自主学习和操作。通过项目设计的锻炼，培养了学生的专业技能，锻炼了学生的工作能力和适应环境的能力，提高了学生的工程设计能力和素质，为学生参与就业市场的竞争和将来适应企业环境奠定了基础。本方案实施新的教学模式，授课形式拟采用新的研究型教学体系，激发学生兴趣的机制，从根本上解决学生厌学的问题。本方案实施课程考试改革，调整平时成绩与期末考试的成绩比例，平时作业增加专题论文形式。期末考试试卷由闭卷部分和开卷部分组成，主要考查学生分析问题、解决问题的能力和综合运用知识的能力。本方案的拟实施课程设计的改革，在第六学期新增“机械综合创新课程设计”，两周实践学时，每个学生在导师的指导下，通过查阅资料自主确定课程设计的题目，设计的要求通常在第二学期就布置下去，学生可以小组为单位集体协作，增加团队协作意识，同时将课程设计与学生的课外科技活动、创新实践、创新大赛等活动联系起来，给学生发挥创造才能留下更大的空间和舞台。
4.工程实训基地建设。工程教育与实践公共平台，开展以机电工程学院、工程实践教学中心和管理学院为主，并面向全校的理论课程、理论课程体系、实践教学环节、实践教学体系、实践-创新教学教育体系的创新性实践探索。学校设置工程教育与实践公共平台创新教学团队，针对目前学校教学投入不足的现状，提出了整合工程实践教学中心金工实习教学资源与机电工程学院相关专业工程化实验设备、校内实习设备资源，形成工程化离散制造实体平台，整合数字化三维CAD、CAPP、CAM、PDM等先进制造技术软件，形成数字化设计制造虚拟公共平台，两者融合形成工程教育与实践公共平台的建设思路，提出了融实训、实验、实习等课内实践环节和创新创业课外科技实践活动为一体的建设目标。基于该平台，开展制造类实训如金工实习和设计类实训课程设计和毕业设计，工程类创新性实验、校内实习，工程设计制造类学科竞赛、课外科技活动等，必将为本项目的实施提供有力的支持。
四、结论
高素质的机械创新人才培养和结构合理的人才结构是我国基础工业参与国际竞争和持续发展的根本保障。本创新教学模式提出“作品+项目+导师”培养方案。该模式能够充分发挥机电工程学院和校工程实践中心各自的优势进行合作办学，采取多种方式积极参与机械类人才的培养过程。在设计中学生需完成三年来积累的构思的独创作品，并与机械创新大赛时间衔接，使学生通过自己设计的、有创新性的作品更好地完成学业，培养创新素质。
参考文献：
机械创新设计方案范文4
关键词： 机构组合创新设计 《机械设计基础》 理实一体化
一、引言
高职高专课程教学改革的方向是加强实践教学环节，理论教学应与实验、实训、实习等实践环节有机地结合起来。《机械设计基础》课程是高职高专机械、机电类、近机类专业的重要专业基础课，内容主要包括机械传动系统中常用机构和通用零件的组成、工作原理、结构特点、基本的机械设计理论和计算方法。我们按照专业课“应用为目的”，利用先进的理实一体化教学方法解决了《机械设计基础》课程内容的广泛性与学时的有限性之间的矛盾，效果良好。而机构组合创新设计作为《机械设计基础》课程理实一体化教学的重要组成部分，对于提高学生的动手能力、综合分析能力和创新设计能力，有极其重要的作用。
二、机构组合创新设计基本方案
1.目的
增强学生对机械系统运动方案的整体认识，加强学生的机械工程实践背景的训练，拓宽学生的知识面，培养学生的创新意识、机械设计方法及工程实践能力；通过机构的拼接，在培养机械工程实践动手能力的同时，发现一些基本机构及机械设计中的典型问题，通过解决问题，加深学生对平面机构的组成原理和结构构成的理解，了解平面机构运动特性，掌握各种机构运动方案构成的创新设计方法。
2.设备
创新组合实验台一套，包括组成机构的各种运动副、构件、动力源及一套实验工具。设备名称：HKZB-Ⅲ机构组合创新实验台。
3.教学内容
（1）自拟机构运动方案或选择实验指导书中提供的机构运动方案作为拼接实验内容。
（2）将拟定的机构运动方案根据机构组成原理按杆组构成方法进行正确拆装，并用机构运动简图来表示。
（3）拼装机构运动方案，并记录由实验得到的机构运动学尺寸，创新组合设计机构。
三、理实一体化教学方案
采用理实一体化教学模式的目的是提高职业教育的教学效率，主要内涵包括：知识、理论、实践一体化，教、学、做一体化；内容、时间、地点的一体化，体现为理论课和实践课授课地点合一，基础理论贯穿于实践环节，以及多媒体、实物、实验、实训、社会调查等多种教学方式的统一。在教学效果上增强学生的感性认识，提高学生的思维能力和创造能力，调动学生的学习积极性，激发学生的求知欲。
四、机构组合创新设计是机械设计基础理实一体化教学的具体体现
“设计”从某种意义上讲就是一种“创新”。没有“创新”的设计只能是模仿别人的一种陈旧的设计，只有创新设计才有可能超越过去，创造未来。《机械设计基础》是培养学生从方案选择、系统设计、机构分析、机构设计到机械零部件设计的一门设计性很强的专业技术基础课，对学生后续专业课的学习及今后的工作关系重大，是专业核心课程。在教学内容中应加强机构选型及机构创新设计的基础知识学习，重点讲授机构创造演化的基本方法，以及组合机构形成的基本原理和组合机构的类型等，自始至终都应注意培养学生的创新设计能力。
高职教育是基于生产过程职教方法的推广，理实一体化教学模式使实践教学处于更加重要的地位，使机械设计基础课的实践教学从过去教师演示讲解的教学方式逐步转向在教师的指导下学生亲自动手做，这样不但能增强学生对机械的感性认识，而且能使学生对机械设计概念的理解更加透彻，发展学生在理论联系实际中的创新思维，培养学生运用实验方法研究机械的能力，提高学生的动手能力和解决问题的能力，弥补高职学生理论基础差的不足。
机构组合创新设计内容以培养学生的创新设计能力和独立工作能力为主，强调机械系统运动方案的确定，使学生把学到的各自成章、彼此独立的各种基本机构根据应用场合和设计要求合理地运用组合到具体设计中，达到培养学生从整体角度综合考虑设计问题的能力的目的。例如在讲四杆机构的组合使用时，我们以蒸汽机机构为例，先讲解图1所示的蒸汽机机构运动简图，1-2-3-8组成曲柄滑块机构，8-1-4-5组成曲柄摇杆机构，5-6-7-8组成摇杆滑块机构。曲柄摇杆机构与摇杆滑块机构串联组合。滑块3、7作往复运动并有急回特性。如果适当选取机构运动学尺寸，可使两滑块之间的相对运动满足协调配合的工作要求。然后要求学生通过该蒸汽机的机构运动简图完成图2所示的“蒸汽机机构拼接”，把生硬的理论知识变成活生生的实物机械运动系统，使学生进一步熟悉机械零件的使用。
当然，在完成图2所示的“蒸汽机机构拼接”后，接上动力装置，让它运动，通过运动，检验运动的协调性，调节机构各构件的尺寸，验证和修改图1蒸汽机机构运动简图，加深学生对图1蒸汽机机构运动简图的理解。因此，机构组合创新设计可以使学生将所学习的知识进行综合归纳，学会将各类机构进行组合设计，既能巩固和应用所学过的基础理论知识，使学生掌握运动方案设计的初步方法，更能进一步提高学生利用技术资料和实物模型进行运算和绘图的能力。
五、结语
在《机械设计基础》课程的理实一体化教学实践中，我们感觉开发、培养和训练学生的创新思维变得越来越重要，机构组合创新设计可以使教学变得更加生动，更富有启发性，不仅有利于学生对基础理论知识的理解和掌握，而且可以提高学生分析问题、解决问题的能力，调动学生学习的主动性、自学性。高职学生普遍理论基础差，但兴趣广泛，探求新知识的好奇心强，思维不受条件的约束，蕴藏着巨大的创新潜力，关键是教育者要为他们营造宽松和谐的教学环境，启发和调动他们的学习热情和创造性，机构组合创新设计将课堂教学、创新理论和实践训练合理结合起来，是理实一体化教学模式的完美体现，学生能更好地发挥想象力和创造力，为成为技能型应用人才，适应就业岗位的需要，更好地服务于社会奠定基础。
参考文献：
机械创新设计方案范文5
关键词：机械结构设计；创新设计应用；变元法；优化设计
引言
作为我国当前的重点产业，机械设计与生产对于机械制造行业来讲非常重要。机械结构设计不仅关系着机械产品的最终可靠性与实用性，更关系着我国机械制造水平的高低和机械制造行业的未来发展。包括机械构件的材料、形状、尺寸等方面的内容，都是机械结构设计需要考虑到的问题。而一些创新的设计不仅能够优化传统机械结构设计的弊端，更是促进机械制造可持续发展的重要手段。
1.机械结构设计的基本要求
1.1功能设计要点
众所周知，机械制造的主要目的就是满足人们对于机械的功能需求对原材料进行加工并形成成品的一个过程。作为机械制造的初始阶段，机械的功能设计不仅要满足客户的实际需求，更要展现出创新性，要求设计的产品必须满足相关的机械工作原理，还要保证产品的稳定性、工艺力学以及材料力学和装配性能等相关因素的要求。
1.2质量控制要点
机械在铸造的过程中不仅要考虑到功能的实现，更多的还要考虑到产品的最终质量。包括产品的精度、刚度以及结构力学等标准是否符合，针对会影响机械产品制造质量的因素进行分析。一方面，通过控制这些质量影响因素来控制机械产品的质量和性价比，有效保障其质量和经济性。另一方面，还要充分考虑到机械的操作便捷性、外观以及安全特性和节能环保等方面的内容。因产品的质量不仅是由施工工艺和材料来决定的，所以要做到全面的考虑。
1.3优化与创新设计
随着机械制造业的不断发展，机械制造市场的竞争也愈发激烈。因此，机械产品结构的创新设计方式已经成为机械制造企业的有力竞争，在产品中引入创造性的思维和其他的学科技术，进一步应用于机械制造的优化设计和创新设计，有效的提高机械技术产品的竞争力。结构优化设计的前提是有大量的可能性方案，和优化空间，包括对机械产品的生产工艺、材料以及连接方式、尺寸形状等方面的优化和创新设计。
2.机械结构设计的创新方法
2.1材料、数量变元法
在机械设计的过程中，材料的选择有很多种，针对不同的材料会沿用不同的加工工艺和结构类型设计以及零件尺寸确立。机械结构的创新设计可以通过调整材料比的方式，制定出不同的结构方案。另外，机械产品的结构元素也较多，包括加工面和工作面、轮廓面以及轮廓线甚至零件本身等很多元素。机械结构的优化和创新设计可以通过对结构中的元素数量进行调整和改变，以实现改变机械结构的目的，达到创新的机械结构设计。
2.2位置、尺寸、形状变元法
前面提到，机械产品的位置、尺寸以及形状设计是影响最终机械产品质量的最主要因素。针对产品结构设计中的各个元素的位置进行适当地调整和改变，以获得更加优化的设计。例如，机械产品的零件非常多，在安排零件的焊缝位置时，应对应中性轴或者靠近中性轴等位置，避免增大收缩力或者导致变形弯曲。另外，通过对机械设计的零件尺寸变元，对其角度、长度以及距离等因素进行调整，或者对机械构建和零件进行改变，以实现整个结构优化，最终设计出最佳的方案。此外，还可以通过改变机械的结构零件表面和整体形状、轮廓以及零件的规格、类型等内容来实现机械结构的整体创新优化效果，也是创新机械结构设计的途径之一。
3.机械结构优化设计创新方法的运用需要注意的事项
3.1保障结构的社会效益与系统可行性
就当前的情况来看，对于机械结构的创新设计采用的是变元法的方式，通过改变和调整机械结构设计的相关因素，来获得创新的机械结构设计方法。但事实上，在利用变元法的结构设计时还必须基于市场应用的实际需求，在性能、经济上进行充分考虑。变元法研究的内容包括机械结构设计的数量、形状、材料位置以及装配连接变元等，主要通过对这些元素进行变元来设计出更多的优化和创新设计方案。但作为企业来讲，机械生产的目的就是要满足市场需求，创新结构设计的目的就是保障企业的经济效益，从而实现提高企业竞争力的目标。所以，在对机械结构创新设计的工作中，应充分考虑用户的实际需求和企业的实际发展情况，保障结构设计的社会效益与系统可行性。
3.2综合分析成本需求和制造工艺内容
其实，机械结构设计的创新设计不仅包括对结构、空间构造以及材料的调整和改变，还包括制造工艺、功能等方面的设计创新。机械结构的创新性评估作为机械制造行业的重点工作，逐渐开始受到行业内的关注。随着计算机技术的发展和机械制图、建模等技术的发展，机械创新工作越来越得到重视，很多企业都加大了对其的成本投入，导致其成本不断增加。因此，控制好机械结构设计的成本需求，再针对性的进行创新结构设计成为了当前发展的趋向。
4.结语
综上所述，创新设计是当前机械结构设计的主要发展方向，通过变元法的方式对机械结构中的各因素进行调整和改变，以实现更加优化的结构设计，以此创造出更多更优秀的机械成品。
参考文献：
[1]何毅.机械结构设计中的创新设计应用[J].中国科技投资，2013，20：173.
[2]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，2010，30：46.
[3]生建友.机械创新设计在军用电子设备结构设计中的应用[J].电讯技术，2003，06：104-106.
[4]冯力.支持机械创新设计CAD方法的探索[D].西安电子科技大学，1999.
机械创新设计方案范文6
关键词：机械结构；设计；创新
引言
机械结构的整体设计的实现是基于完成了总体设计的前提下，只有把整体的设计完成了才能够实现接卸结构的调整。那么这样做的原因主要是要确定好原有的原理图方案，这样才能够得到一些较为细致的原理结构图，只有这样才能体现出原理图具体的作用和其功能；要进行机械结构的设计的主要原因是为了把原来的理论原理变化成为实际中的一些零件或者工具，那么在进行机械设计时就要把零件的参数标示出来等等，这样才能够最后在组装时得到想要的整体部件。本篇文章主要就针对于机械设计中变元法的运用进行了一些说明和简单的介绍。
一、机械结构设计创新设计的重要性
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，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。
二、简要介绍机械结构设计的七种变元创新
（一）材料变元
现实生活中很多种材料都可以用来设计机械结构，不一样的材料要求的加工方法和手段不一样、适用的结构类别不一样、零件需要的大小也不一样。材料的变元可以变化出不一样的结构模式。比如说：在进行钢材料的结构设计过程中，零件的截面面积越大，材料结构强度就越大、越硬；在铁材料的结构设计中，为了使结构变强变硬，人们通常使用加强筋和隔板的方法；在塑料材料的结构设计中，塑料件的筋板和壁厚应该无差而别且对称均匀。
（二）数量变元
机械产品数量变元，是指考虑到把机械产品整个零件或者零件的每一个轮廓、工作和加工的面、线均视为结构基本元素，通过改变调整这些基本元素的数量，来达到对机械产品结构改变的实现目的。比如：为达到力求简单的目标，我们尽量对铸件结构的形状，采用直线形轮廓的设计。又如：为防止螺钉松脱，我们将螺纹连接结构的螺钉、垫圈等设计成一体化，这样在减少零件数量下，实现了防松措施的目标实现。
（三）形状变元
根据形状变元可以看出这一变元法主要就是对于元器件的整体进行调整变形以后得到一些需要的元器件，这样就可以达到机械设计的目的要求以及想要的元器件的参数。来达到最好的优化效果。举个例子：充分利用弹簧的弹簧弹性来进行元器件的安装，那么在进行安装时弹簧有很多种类型，那么相应的通过弹簧安装的元器件也就会有很多种不同的形状，就好像有圆柱型，平面型等等。那么我们可以充分利用这些元器件的形状来进行设计和优化作用。那么弹簧要考虑它的物理特性不能不起作用也不能过于压紧，因为前者不能讲弹簧的特性发挥出来，而后者将会使弹簧在以后的使用中失去它的弹性作用。那么弹簧一定要保持稳定不能够轻易的松动，弹簧的特性我们可以充分的利用，因为弹簧不仅体积小而且便于和各个元器件相互进行结合。
（四）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。
（五）尺寸的变元
高质量的产品，不仅需要好的产品性能，而且还需要满足用户对产品外观、安装方式、外形尺寸等要求。 这就需要机械设计师，利用科学的方法对机械零件进行推算，找出对零件最佳的设计方案，并通过对零件外形的修正与优化，使零件在机械产品运转中达到最好的运转状态。 我们对液浮式陀螺罗经的内部零件进行优化设计，在满足强度的同时缩小了部分零件的尺寸，并采用模块的结构方式，使液浮式陀螺罗经内部零件得到更好协调，从而大大缩小了产品的外形尺寸，减轻产品的重量。
（六）位置变元
在实际操作过程中，产品结构的元素之间的位置是可以进行调换的，这样可以无形中使结构本身的设计更加完善。比如，零件的焊缝位置应该对应中性轴或者至少需要靠近中性轴，这样便于将收缩力减少或者能够避免产品的变形。
（七）联接变元
机械产品的联接变元创新，我们需要考虑应元素的两层含义：一层是需考虑到对元素连接方式的变化，比如说日常用的铆接、胶接、焊接、螺纹接等；二是需要考虑到对每一种连接方法不同联接结构的元素创新，从而获得多种结构类型方案。
（八）对机械结构变元创新设计的优化评测
对变元创新后的各类机械结构设计方案，往往我们要给一个综合评测，通常情况下，采用综合考虑到设计中的七个变元因素，对新的结构设计进行模糊评测。在评测过程中，我们要先在脑海中形成一套基本的设计方案，然后通过建立起一些数学模型，设计者对每一种结构方案进行综合分析，并凭借自己掌握的经验及知识能力进行综合评判。其中，要考虑到一些指标，具体细化为社会效益，工艺性及可操作性、维修性、安全性等方面，同时借助推理、模拟等逻辑方法，最终从多种备用的不同结构方案中，选取一个具有创造性的作为最后优化的创新设计方案。对已确定的结构方案，也可在采用上述评价变元因素基础上，在变元之间联动配合修改，达到更加优化的设计目的。
结语
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）.
