机械创新设计(第一章).

机械创新设计内容：1、创新、技术进步，人才培养之间的关系。2、机械创新设计的概念及基本过程。3、《机械创新设计》的内容、特点及功用。第一章绪论第一节创新与社会进步一、创新是人类文明进步的原动力1、创新对人类科学世界观的形成和发展产生重大影响，并使科学成为一种在历史上起推动作用的革命力量和社会变革的杠杆。创新是人类文明进步的原动力，是科技发展、经济增长和社会进步的源泉。翻开人类发展的历史长卷，可以说，人类文明史就是一部人类生生不息的创新发展史。创新是人类不断进步的原动力。2、创新是技术和经济发展的源泉，也是培养和造就科技人才的重要途径没有创新就没有新兴技术，也就没有经济建设所必须依靠和重视的高科技人才。21世纪将是知识经济占主导地位的时代。知识经济是以现代技术为核心、以高科技产业为主要支柱，以智力资源为主要依托的新型经济。在知识经济时代创新更是一个国家国民经济可持续发展的基石。对于一个国家而言，拥有持续创新能力和大量的高素质人力资源，就具备了发展知识经济的巨大潜力。缺乏科学储备和创新能力的国家，将失去知识经济带来的机遇。3、创新能力的大小已成为决定一个国家综合国力强弱的重要因素当今世界，创新能力的大小已成为决定一个国家综合国力强弱的重要因素。在国际竟争中，国家与国家的竞争越来越明显地表现为科技和人才的竞争，特别是科技创新能力和创新人才的竟争。为迎接知识经济的挑战，成为祖国建设的有用人才，我们应该加强自己的创新意识和创新能力的培养，拓宽专业口径，积极主动地获取知识。二、创新是技术进步的主要途径技术进步一般是通过技术创新来实现，表现为新技术，新产品。实现技术进步的两条途径：技术引进；自主技术开发。1．技术引进：（1）技术引进的三个环节：技术引进，技术积蓄、技术普及（2）技术引进的原则：重视技术引进，更重视技术的发展和推广。形成自主技术开发能力的关键：①建立适合于技术市场竞争的科技体制；②培养出能够不断提供创造性成果的人才群体。2．自主技术开发第二节创新教育与人才培养一、改革与发展创新教育是主旋律现状：1、学生在校期间学的知识很多，但可应用于创造性劳动的知识太少2、25~45岁是创造力最佳阶段，我国大多数发明家在45岁以上。3、我国每年培养有百万大学生，而年轻人中的发明家很少，美国麻省理工大学仅1996年一年就有400多项发明。原因：1、人才培养模式：以传授知识为主2、科技体制，激励评价机制3、经济基础（经费）关键是人才的培养（具有创新能力的人才）——改革与发展创新教育是主旋律。这也是开设《机械创新设计》课程的重要目的之一。二、创新能力是人才培养的核心1．创新人才的关键特征创新人才：具有主动进取精神和创造精神的人才。关键特征：1）智商高，但并非一定是天才。智商高是创新的先决条件。但智商过高可能有害于创新，因为常规教育成绩超群，会妨碍他寻求更多新知识。2）善出难题，创新人才善于给自己出难题，而不追求权威地位和自我形象。在科学知识急剧增长的时代创新人才的专长有赖于不断的学习来维持，驻足于以往的成就，是发扬创新精神的主要障碍；3）标新立异，不循陈规；创新人才不能靠传统做法建功立业，创新事业往往“前无古人”，创新人才不愿意在陈规许可范围内工作，不喜欢做重复性的劳动。4）甘认不知，善求答案。承认自己“不知道”是创新的起点。创新须借助“不知道”带来的压力；5）以干为乐，清心寡欲。创新人才能从自己的工作中取得欢乐，会积极自娱于自己的探索追求和成就，避免在其它方面多费精力；2．非智力因素在创新能力培养中的作用6）积极解忧，不信天命。挫折、失败经常伴随在创新的全过程中，创新需相信自己的好奇心，不随波逐流或听天由命；7）才思敏锐，激情迸发。创新人才思维敏锐，激情迸发才能进入佳境。智力因素：注意力、观察力、想象力、思维能力、记忆力非智力因素：智力因素以外的心理因素，主要指：兴趣、情感、意志、性格1）兴趣、情感；兴趣是人们积极探索某种事物或某种活动的意识倾向，……兴趣可以使人的感官、大脑处于最活跃的状态，使人能够最佳地接受教育信息，有效地诱发学习动机、激发求知欲，兴趣是推动人们去寻求知识的一种力量。兴趣是观察的先导，观察力是一种很重要的智力因素。兴趣有助于提高观察效果，浓厚的观察兴趣是人们发现新因素的先决条件。兴趣是引起和保持注意力的重要源泉，注意力是智力因素中的一种。兴趣使受教育者把注意力集中到某一学习和工作上去，凝神谛听，敏锐地捕捉教学信息，全神贯注地刻苦钻研科学知识，一丝不苟地从事创造性劳动，兴趣使人们更加热爱自己的事业，并为它而献身。思维力也是一种智力因素。兴趣能够激发积极思维，使受教育者积极开动脑筋，寻找最完善的方法去分析问题和解决问题。兴趣可使人想象力更丰富。兴趣推动人们广泛接触新事物，引导他们参加各种实践，开阔眼界，丰富心理生活，为观察打下坚实的基础，使想象更加充实，使受教育者在已有知识能力的基础上，向新的知识领域和更高的认识阶段发展，兴趣不仅关系到受教育者学习质量和工作质量的提高，而且关系到他们潜在素质和能力的发展。情感是人的需要是否得到满足时所产生的一种对事物的态度和内心的体验。参加实践和创新活动，众多的新经验、新创造，能够激发人们不断地产生积极的情感。积极的情感对人的实践活动又是一种巨大的动力，它推动人们去克服艰难险阻，实现所追求的目标。情感是想象的翅膀。丰富的情感可使想象更加活跃，促使认识向纵深发展，对思维对象的积极态度和对发现新知识的渴望，是思维过程发生与深入的重要条件。求知欲强烈、热情高涨时，人的思维活动就更加活跃，效率更高。形成创造性思维，它可以突破现有的概念、定律的束缚，提出创新的见解。情感影响记忆，记忆也是一种智力因素。强烈的情感变化必然引起记忆的再现。积极的记忆态度，调动智力活动的积极性，能使注意力集中，记忆的效果就好。三、创新能力的培养2）意志性格，坚强的意志力量不仅能使人对事物具有执着的迷恋的趋向，而且能使人积极持久地从事某一种活动。性格是人在对人、对事的态度和行为方式所表现出来的心理特点。性格和意志特点，如勤劳与懒惰，踏实与漂浮，谦逊与自负，坚强与软弱等等，都是可以通过教育使其转化的。总之，成功来源于勤奋、来源于对事业的坚守。1、培养创新意识创造活动首先来自于强烈的创造欲望。知识和经验是创造必不可少的条件，但有知识并不等于有创造。古往今来，有知识的人很多，但有创造的人只有其中一部分。究其原因，创新的意识，创造的冲动起了决定性的作用。人们发现，古往今来，多数科学家的骄人成果都形成于30岁之前，这显然与年轻人较少保守思想，更富创造和创新的冲动有关。当然，事实上也有许多科学家和学者大器晚成，但这些人无一不是长久甚至终身保持着强烈的创新意识和创新欲望的。创新的核心是创造性思维。创造性思维是一种复杂的、高级的心智活动，但决不是神秘莫测、高不可攀，仅属少数天才人物的“专利”。我国著名教育家陶行知先生曾说：“人人是创造之人，天天是创造之时，处处是创造之地。”创新的能力是人类普遍具有的素质，除少数有智力障碍的人以外绝大多数人都具有创新的禀赋，创新的能力是人类与生俱来的能力，并且，这种能力，是可以通过学习、训练得到开发、提高和强化的。2、提高创造力创造力是人的心理特质和各种能力在创造活动中体现的综合能力。提高创造力应当从培养良好的创造心理，了解创新思维的特点，掌握创造原理和创造技法等方面起步。可以说，人人都有创造的潜能。关键在于这些潜能能否被有效激发，并使之强化并形成持久的创造力。实践证明，只要经过有意识的学习和训练，人的创造力就可以有效地被激发，并在创造实践中使创造力逐步巩固和提高。美国通用电器公司对有关科技人员进行创造工程课程和实践训练，两年后取得很好的效果，按专利数测算，这些人的创造力提高了三倍。3、加强创造实践创造能力的培养关键是加强实践训练。通过听课、阅读等学习手段只能帮助大家了解创造的知识和技法，还不能真正形成创造力。只有加强创造实践，用所学的知识去观察分析客观现象，解决实际问题，设计出别出心裁的作品，创造力才能形成。第三节机械创新设计的概念及过程一、机械创新设计的概念：1．机械创新设计（MechanicalCreativeDesign,MCD）：充分发挥设计者的创造力，利用人类已有的相关科学技术成果（理论、方法、技术、原理等），进行创新构思，设计出具有新颖性、创造性及实用性的机构或机械产品（装置）的一种实践活动。2．机械创新设计包含两部分：一是改进完善现有机械产品的性能；二是创造设计出新机器（产品）3．MCD与常规机械设计及创造发明的关系1）MCD与常规机械设计①常规机械设计：是在给定机械结构或只对某些结构作微小改动的情况下进行的。机械总体方案设计——机械的运动设计——机械的动力设计——机械的结构设计②机械创新设计：相对常规设计，它特别强调人在设计过程中（总体方案，结构设计）的主导性及创造性作用。2）MCD与创造发明①机械的创造发明大多属于机械结构方案的创新设计②MCD要探索机械产品创新发明的机理、模式及方法，具体描述机器产品的创新设计过程，并将它程式化、定量化、乃至符号化、算法化。③现代机械设计方法学库：机械创新设计（MCD），机械系统设计(SD)，计算机辅助设计（CAD）、优化设计(OD)、可靠性设计（RD）、摩擦学设计（FD）、有限元设计（FED）。二、机械创新设计的过程1．MCD的基本过程：综合过程、选择过程、分析过程。2．四个阶段：（1）确定机械的基本原理；（2）机构结构类型综合及优选；（3）机构运动尺寸综合及其运动参数优选；（4）机构动力学参数综合及其动力参数优选3．机械创新设计的特点：1）多种学科的交叉、渗透与融合。2）在知识和经验积累的基础上进行思考、推理、判断，以及创造性发散思维（灵感、形象的突发性思维）相结合的方法。3）应尽可能在较多方案中进行方案优选。4）多次反复、多级筛选过程。第四节《机械创新设计》的内容及特点一、本书的内容：见目录二、本书的特点及功用1．特点：（1）内容的现代化；（2）具有适应性；（3）具有灵活性；（4）重视理论与工程实践密切结合。2．功用：（1）启迪新机构的创造与发明；（2）改善机构结构设计；（3）提高机构的传动性能；（4）统一机构分析与综合方法。总结一、创新1、什么是创新？创新是指采用新思路、新方法、新手段、新原理解决实际问题的过程。所谓“新”表示具有先进性、有生命力、更有效、更简单。2、创新的普遍性各行各业都需要创新。3、创新的持久性人们对“新”的不断追求，要求不断创新。三、机械创新设计1、常规设计翻版2、创新设计改进设计改进的程度不同3、设计的规范性四、如何才能创新设计1、创新的动力追求经济利益，追求政绩，自我价值的实现，兴趣2、创新意识没有创新意识，只能重复别人的成果。3、创新能力知识、经验、工程素质4、条件现有的科技水平，经费其中，创新意识和创新能力可以培养五、创新能力的培养学习，实践，再学习，再实践，不断提高同学参加的实践活动机械创新大赛作品安全臂力器康复训练器旱地划船摇摇乐翻书机工程综合训练S轨迹无碳小车8字轨迹无碳小车六、课程内容安排原则：通过具体工程实践，综合应用相关知识解决工程实践问题，在实践中培养创新意识，提高机械创新设计水平。课程内容：教学片；设计实践、研讨(汇报)；课堂授课；考核。1、教学片谐波齿轮传动打包机、鉄谱技术、无损检测打字机、刻线机、织机印刷机、模切平压机、机器人其他常用机构2、设计实践及研讨汇报（8个题）书本打包机冰箱开门模块无碳小车双输入行星减速机三输入行星减速机链接装箱方案设计制动器检测方案设计振动进料器3、课堂授课课本上的有关章节设计实践课题所需要的相关知识4、考核设计实践+考试+考勤