1、机械创新设计理论与方法进 修 考 核 大 纲苏伟编兵器工程师进修大学2009 年 7 月课程代号D 341机械创新设计理论与方法进修考核大纲一、课程性质和基本要求1. 课程任务本课程的任务是使学生掌握机械创新设计的基础知识和机构的演化、组合、变异与创新原理，确定机械运动方案，分析、设计、选择、确定出最佳性能机构。本课程通过阐述机械的发展与创新，综合、归纳发明创造过程的一般技术和方法，介绍功能原理的创新设计、机构的创新设计并联系实例加以分析和引导。通过学习本课程，可以启迪学生的创新思维，开拓创新视野，提高工程设计和工程实践中的创新能力。2. 课程的基本要求和特点本课程的学习，要求学生具有活跃的思
2、维能力和较强的动手能力，在掌握一定的思维规律和创新方法后，能开动脑筋，把逻辑思维和形象思维、发散思维和收敛思维结合起来，按照一定的功能要求，自己动手设计出新型的机构或装置，并加以实验验证。3. 本课程所需的基础知识本课程的先修课程有：理论力学、画法几何与机械制图、计算机应用基础与程序设计、机械原理、机械设计、液压传动、计算机辅助设计与制造、机电传动与控制等。二、课程的基本内容和学时分配第 0 章 绪论0.1 机械的基本概念 0.2 机器的类型及其基本特征0.3 机械产品设计的一般程序和内容 0.4 机械创新设计的内涵和方法学习要点：掌握机械的基本概念，了解机器的类型及特征，熟悉机械产品设计的程
3、序和内容，深刻理解机械创新设计的内涵。第一篇 创新设计基础第 1 章 创新思维和创新原理1.1 概述 1.2 创新思维方法1.3 创造性基本原理和思维活动方式 1.4 创新法则学习要点：了解创新思维的类型和特点，要求能够在创新实践活动中结合实际灵活2运用创新法则。第 2 章 创新技法2.1 创新技法的作用和分类 2.2 智力激励法2.3 类比创新法 2.4 列举创新法2.5 组合创新法 2.6 移植创新法2.7 形态分析法学习要点：要求掌握各种创新技法的原理、实施方法，能举例说明各技法。第二篇 机构创新设计第 3 章 机构的拓扑结构3.1 机构的组成 3.2 自由度和约束运动3.3 链、一般化
4、链及运动链 3.4 机构的结构综合(类型综合、型综合)学习要点：理解各概念的内涵。第 4 章 机构的表示和特征4.1 矩阵表示 4.2 图画表示和特征4.3 排列群 4.4 机构的一般化4.5 机构的特殊化学习要点：能够以矩阵和图画表示机构的拓扑结构，理解机构的一般化和特殊化。第 5 章 闭链机构的创新设计5.1 引言 5.2 设计方法5.3 设计范例学习要点：了解闭链机构创新设计的流程、步骤和方法。第 6 章 开链机构的创新设计6.1 加工中心的自动换刀机构6.2 设计方法6.3 无换刀臂式加工中心机构的类型综合6.4 具有换刀臂式加工中心机构的类型综合学习要点： 自学，不做过深要求。第 7
5、 章 变链机构的创新设计7.1 可变连接 7.2 拓扑结构表示7.3 类型设计方法 7.4 设计范例学习要点：自学，不做过深要求。3第三篇 机械系统创新设计第 8 章 机械产品的市场需求和工作机理8.1 市场需求是产品开发的起点 8.2 基于需求的功能分析8.3 功能细分和功能求解 8.4 机械产品的工作机理8.5 机器工作机理的基本特征和分类 8.6 机器工作机理分析和求解方法8.7 机器工作机理行为表述的应用8.8 工作机理行为表述是机器功能原理求解的有效方法8.9 结论学习要点：能够基于需求急性系统的功能分析，并以此确定机器的工作原理。理解并掌握机器工作机理的有关内容。 第 9 章 机器
6、创新设计过程模型和功能求解模型9.1 机器的基本要素与系统特性9.2 机器创新设计的构架和过程9.3 设计方法学中常用的功能求解模型9.4 功能-效应-工艺动作过程-执行动作-机构的求解模型(F-E-P-A-M)9.5 执行机构选型和机构知识建模学习要点：掌握机器创新设计的基本构架及主要步骤。第 10 章 工艺动作过程构思和分解10.1 工艺动作过程的构思 10.2 工艺动作过程的分解10.3 动作结构创新 10.4 机械系统运动方案的运动协调设计学习要点：掌握工艺动作过程和工作循环图，了解工艺动作过程构思的方法和步骤。第 11 章 机械运动系统方案的计算机辅助设计11.1 引言11.2 基于
7、 F-P-A-M 功能求解模型的机械运动系统方案计算机辅助设计流程11.3 执行机构的信息模型 11.4 执行机构运动特性和机构知识库11.5 机构自动化选型 11.6 机构系统自动化组成理论及其实现11.7 机械系统方案计算机辅助设计的展望学习要点：熟悉机械运动系统方案设计过程，了解机构自动化选型原理，掌握机构系统组合的相容性判别原则。第 12 章 机电一体化系统方案设计基本原理12.1 概述 12.2 机电一体化系统应用和特点412.3 机电一体化系统方案设计过程模型及数学描述12.4 广义执行机构子系统的类型和设计12.5 检测传感子系统的类型和设计12.6 信息处理及控制子系统的类型和
8、设计12.7 机电一体化系统设计举例学习要点：了解机电一体化系统的组成和特点，掌握驱动元件的机械特性和基本特点，熟悉检测传感子系统的类型和设计，熟悉信息处理及控制子系统的类型和设计。第 13 章 机械运动方案设计的评价体系和评价方法13.1 评价指标体系的确定原则 13.2 评价指标体系13.3 价值工程方法 13.4 系统分析方法13.5 模糊综合评价法 13.6 实例分析学习要点： 了解评价指标体系的确定原则，掌握系统分析方法。了解模糊综合评价法。三、学习方法：机械创新理论与方法课程的学习，切忌闭门造车。要自觉运用创新设计的技法和原理，结合具体实践活动，在理论知识指导下，进行创造性的思维，
9、反复的实践，不断提高创新能力。学习过程中，多参考有关的参考书籍，对典型创新设计实例进行深入分析研究。四、考核：考试方式采用“课堂开卷”的方式，卷面 100 分，时间 120 分。考试日期和具体安排以兵器大学考试通知为准，考试地点统一安排。五、参考书目：1、黄纯颖等 机械创新设计 北京 高等教育出版社 2000 年2、张春林等 机械创新设计 北京 机械工业出版社 1999 年 4 月3、孙桓、陈作模主编 机械原理 （第六版） 北京 高等教育出版社 20014、王玉新 机构创新设计方法学 天津 天津大学出版社 1996 5、 杨家军机械系统创新设计武汉：华中理工大学出版社，20006、 张美麟机械创新设计北京：化学工业出版社， 2005
