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機械創新設計論文:變元法創新設計機械結構論文

1機械結構應注意的防腐蝕細節

機械結構的防腐蝕設計對于機械結構的創新及優化而言具有至關重要的意義，為了更好地完成機械結構的優化，各機械設計企業在進行機械設計的過程中理應注意如下防腐蝕細節：

①必須確保設備的機械結構于停車期間空干，以防止因介質殘留淤積而造成的腐蝕。

②防止間隙結構的出現，以杜絕腐蝕介質的入侵。

③高溫及高質量濃度將導致沉淀物及冷凝物的出現，進而增加腐蝕幾率，因此設計人員在結構設計時必須避免此類現象的出現。

④異類金屬接觸可能導致接觸性腐蝕出現，因此設計人員在進行結構設計時理應盡可能地將異類金屬有效地隔絕開來。

⑤避免高速流體接觸流道壁面，以降低侵蝕腐蝕。

⑥遵守最小化表面積原則，也就是說在容積一樣的情況下讓結構被腐蝕的表面積最少，比方說球體結構好，其次便為圓柱體。

2機械結構創新設計與變元法應用

我們在對某一結構的設計方案展開評價時，理應對其將帶來的經濟效益、所具有的工藝性、技術可行性等相關指標進行綜合的考量，隨后從諸多備選結構方案中選出的結構方案。在機械結構方案已然確定的情形下，也可對重要結構或零件展開不同變元的研究，甚至于變元間展開綜合的聯合修改，已實現優化設計的目的。此外，也可選用某些數學模型，之所以建議大家選擇數學模型，主要是由于數學模型能夠較好地介紹結構設計中的尺寸及數量變元，同時還能夠對材料變元展開間接的介紹。以機械設備的不同要求及特征為依據，綜合使用不同變元，使用設計人員掌握的經驗和知識，借助創造性思維的方法，設計出不一樣的機械結構。比方說如下轉盤結構。在以上三大結構圖里，假如把結構設計方案1里的錐齒輪間與主軸承二者之間的位置進行調整，且借助調整位置變元，接著再改變水平軸位置的左軸承形狀，即借助更改形狀變元后得到結構設計方案2。假如更改方案1里的主軸承及齒輪的尺寸、大小與數量，且借助調整二者的數量變元與尺寸變元，隨后再調整齒輪構件及軸承零件的位置，再改變位置變元，即能夠得到設計方案3。從以上盤結構方案都可采用變元法較好的實現。如果進一步運用變元法，同樣可以獲得更多類型各異的結構設計方案。借助對比以上三大結構方案，綜合研究社會效益可行性與制造工藝等諸多內容，我們可以得出這樣的結論：方案2系三大方案中結構組合。某一機械結構方案的綜合評估，理應以實際使用效果充當評估的事實依據。如果對轉盤結構里的齒輪構件展開進一步的可行性分析與優化設計，同時對滾動軸承和齒輪工作展開彈性流體壓潤滑研究，接著實施精密計算，均能夠為改善轉盤結構設計提供諸多參考數據。

3結語

深入分析機械創新結構設計對于機械行業的發展而言具有舉足輕重的作用，它不僅能夠更好地滿足當前社會對機械設備不斷升高的要求，實現各類機械零件的組合，同時還可以推動機械行業的可持續發展。因此各機械設計企業理應在機械設備設計過程中充分采用創新設計理念，尋找結構設計，以設計出更多的結構方案，推動企業自身的發展，最終促進社會的良性發展

作者：高新紅 單位：成都航空職業技術學院

機械創新設計論文:創新設計優化機械結構論文

1機械結構設計上的七種變元創新方法

德國人發明的這一種變元法，是目前世界上最為科學易懂的變元方法，它能夠衍生出許多不同的方法，具有很大的可塑性。這種方法的內涵主要有兩部分：它變化內容多樣，包括材料、數量、位置、尺寸、形狀、連接、工藝七個方面；另一部分是上述七個方面的具體運用，運用的前提條件是機械基本結構，這些元素在其基本結構的基礎上進行一定的變化，這樣就有不同的形式，新的機械結構設計方案就創造出來了，這樣就達到了優化設計機械結構的目的。接下來筆者將會重點介紹七種創新方案在機械結構設計的具體運用，其最終目的還是滿足整個機械產品的生產的要求，這也是目前機械工作者普遍使用的方案。

1.1材料變元

現實生活中很多種材料都可以用來設計機械結構，不一樣的材料要求的加工方法和手段不一樣、適用的結構類別不一樣、零件需要的大小也不一樣。材料的變元可以變化出不一樣的結構模式。比如說：在進行鋼材料的結構設計過程中，零件的截面面積越大，材料結構強度就越大、越硬；在鐵材料的結構設計中，為了使結構變強變硬，人們通常使用加強筋和隔板的方法；在塑料材料的結構設計中，塑料件的筋板和壁厚應該無差而別且對稱均勻。

1.2數量變元

在產品的結構當中主要包括以下幾個方面，即零件以及輪廓面、線和加工、工作面共同構成了產品本身，如果想要將機械的結構目的進行改變，那么就可以通過調節上述結構元素而實現。就好比在鑄件的過程中，是希望越簡單便捷越好的。能夠節省一些不必要的零件配置，又能在安裝的時候方便人們的使用，這在無形中就提高了工作效率，比如安裝一個螺絲釘的時候，如果按照螺釘和墊圈以及彈簧墊圈才能結合在一起的模式去安裝，那么就需要最少三個步驟，但是如果把它們設計為一體的話，就可以大量地節省安裝的時間，提高了效率。

1.3位置變元

在實際操作過程中，產品結構的元素之間的位置是可以進行調換的，這樣可以無形中使結構本身的設計更加完善。比如，零件的焊縫位置應該對應中性軸或者至少需要靠近中性軸，這樣便于將收縮力減少或者能夠避免產品的變形。除此之外，零件的擺放問題也十分重要，如果雜亂無章則會大大阻礙操作速度。

1.4尺寸變元

零件的尺寸必須符合使用的標準才行，必須在各項標準合格之后才可以進行操作，比如：在冷沖壓彎這一工藝中，就需要零件按照既定的需求進行彎曲，如果零件在加工的過程中，實現了標準的彎度，那么就算是一個成品，不需要再度進行加工。如果不符合產品的需求那么還需要進一步的加工整形來達到產品的要求。

1.5形狀變元

機械整體的結構目的可以通過調整零件的形狀或者改變其規格的大小而實現。比如在彈簧的生產過程中需要考慮多個問題，首先是彈簧的大小及其相對的螺絲墊圈的規格，能否讓彈簧和使用的螺旋面以及被需要壓緊的零件相吻合，就需要設計出不同規則的產品，無論零件的形狀面如何都需要相匹配的彈簧來配合才行，如果零件之間的距離過大，或者不能夠將壓力有效融合，那么零件在安裝過后就不算是合格，如果這一類零件銷售在市場中，很可能造成一系列事故，那么為了防止拉簧因為這些問題而失去使用效率，就勢必要將彈簧的設計空間放大，并且實現它的自身獨特性，即使它在單獨使用的過程中也可以實現跟其他零件的配合。

1.6分析連接變元

一是聯接方法，主要的模式有焊接、膠結以及螺紋聯接等方式。二是聯接的方式，根據結構類型的不同而不同，因此為了豐富聯接方式以及尋找到最為契合的聯接方式，各個聯接的結構以及聯接的方式都可以進行相對應的合理調整。比如：針對一些需要拆卸的零件，如果在聯接的方式上不能選擇好，那么就會在聯接和拆卸方面造成一定的困難，此類的零件需要便捷的拆卸模式，比如日常生活中所購買的一些產品，像是隨聲聽的后蓋，就可以任意拆卸下來安裝電池來維持繼續使用，這樣的結構也方便用戶使用，從未為其提供便捷的操作模式。

1.7分析工藝變元

零件在產生之前，往往會有其自己的設計圖紙，而設計圖紙上面的結構內容直接決定了產品屬于何種工藝級別的零件，因為每一個設備的零件都不是相同的，所以零件的設計以及成本也千差萬別，如果設計工藝在產品出產之前沒有得到完善，那么勢必會影響到零件自身的質量，一旦零件沒有合乎要求，那么產品的整體結構就會受到一定的影響。因此在零件鑄造之前對于零件圖紙的研究必須給予深度的重視，現在的加工技藝正呈現著不斷創新和完善的趨勢，但是問題也就隨之而來，這些加工工藝雖然具有創新性，但是還不夠成熟，并非達到了理想中的需求，因此還需要進一步的對此加大研究的力度。

2機械結構創新的嘗試及優化測評

2.1機械結構設計的創新嘗試

防腐劑在石油以及一些石化設備中具有十分重要的作用，下文以其為例，闡述變元法在其中重要的作用。石油和石化設備必須進行防腐蝕性的設計，這樣一來，在設計的最初就應該考慮到防腐蝕性的大小和影響因素，從而采取必要的保護和防治措施，主要有以下幾個方面。首先，在總體的設計上面，對停車間給予了嚴格的要求，不能堆放雜亂，不能潮濕，不能含有其他不利于防腐的物質存在。其次，設備的使用年限與設備本身一些極為細小的間隙區有著十分重大的聯系，這些縫隙極有可能在人眼看不到的地方發生腐蝕問題，或者這些縫隙人是無法憑借手工去進行操作控制的，就像是一些產品的焊接點，這些產品貌似看起來已經不存在腐蝕的可能，但是難免會有看不到的縫隙存在，應該進行必要的封存和填補，或者干脆將縫隙擴大，這樣便于對其進行維修補救和防護。再次，溫度較高以及質量較高的濃度階梯，局部勢差問題往往在這種情況和產品中產生，一旦發生了腐蝕則不可控制。此外，每一種金屬都有著自己獨特的屬性，產品在構建的過程中不一定是一種金屬構建而成，多半是幾種金屬共同組合而成，但是不同的金屬勢必會產生接觸面的腐蝕，應該對此進行絕緣處理。，面積越小腐蝕的點也就越小，因此要針對產品的不同設計縮小表面積從而減少腐蝕。

2.2對機械結構變元創新設計的優化評測

機械結構在完成變元創新實踐之后。要根據目前的性能以及使用效果進行一個綜合的測評，首先要進行模糊測評，運用理論研究和一些理想化的模型設計一種測評模式，但是這種測評模式并不是實際操作中的模型，而是通過一定的數學模型，根據先進的設計理念和規劃，對其進行變化創新設計的檢測。在測試的過程中測試者憑借自己多年的使用經驗和研究理念進行對其綜合評價的過程，并根據現有的先進思維對其進行構建，在測試的過程中還需要考慮到社會實際問題，產品在經過變元之后，使用方面是否安全，便捷，可維修性是否達到了指標，并且要將邏輯推理的思維運用到其中，選擇出使用其整體變元的方案，針對已經選擇好了的方案，進行進一步地修改和完善，從而作用于產品的機械結構構建當中，服務于產品的整體功能。

3結束語

機械創新結構設計在目前產業的發展和建設當中占據著十分重要的比例，因此研究其具有不菲的價值，但是研究機械創新結構設計并非一件簡單的事情，對于設計者和研究者都提出了非常高的要求，不僅在專業知識方面要熟練甚至精通，還要有敏捷的分析能力和發現問題解決問題的能力，創新的思想和技術知識更是不用說，這也是前提之一。

作者：陸建榮 單位：南通廣播電視大學

機械創新設計論文:創新設計機械結構論文

1機械結構設計上的七種變元創新方法

德國人發明的這一種變元法，是目前世界上最為科學易懂的變元方法，它能夠衍生出許多不同的方法，具有很大的可塑性。這種方法的內涵主要有兩部分：它變化內容多樣，包括材料、數量、位置、尺寸、形狀、連接、工藝七個方面；另一部分是上述七個方面的具體運用，運用的前提條件是機械基本結構，這些元素在其基本結構的基礎上進行一定的變化，這樣就有不同的形式，新的機械結構設計方案就創造出來了，這樣就達到了優化設計機械結構的目的。接下來筆者將會重點介紹七種創新方案在機械結構設計的具體運用，其最終目的還是滿足整個機械產品的生產的要求，這也是目前機械工作者普遍使用的方案。

1.1材料變元

現實生活中很多種材料都可以用來設計機械結構，不一樣的材料要求的加工方法和手段不一樣、適用的結構類別不一樣、零件需要的大小也不一樣。材料的變元可以變化出不一樣的結構模式。比如說：在進行鋼材料的結構設計過程中，零件的截面面積越大，材料結構強度就越大、越硬；在鐵材料的結構設計中，為了使結構變強變硬，人們通常使用加強筋和隔板的方法；在塑料材料的結構設計中，塑料件的筋板和壁厚應該無差而別且對稱均勻。

1.2數量變元

在產品的結構當中主要包括以下幾個方面，即零件以及輪廓面、線和加工、工作面共同構成了產品本身，如果想要將機械的結構目的進行改變，那么就可以通過調節上述結構元素而實現。就好比在鑄件的過程中，是希望越簡單便捷越好的。能夠節省一些不必要的零件配置，又能在安裝的時候方便人們的使用，這在無形中就提高了工作效率，比如安裝一個螺絲釘的時候，如果按照螺釘和墊圈以及彈簧墊圈才能結合在一起的模式去安裝，那么就需要最少三個步驟，但是如果把它們設計為一體的話，就可以大量地節省安裝的時間，提高了效率。

1.3位置變元

在實際操作過程中，產品結構的元素之間的位置是可以進行調換的，這樣可以無形中使結構本身的設計更加完善。比如，零件的焊縫位置應該對應中性軸或者至少需要靠近中性軸，這樣便于將收縮力減少或者能夠避免產品的變形。除此之外，零件的擺放問題也十分重要，如果雜亂無章則會大大阻礙操作速度。

1.4尺寸變元

零件的尺寸必須符合使用的標準才行，必須在各項標準合格之后才可以進行操作，比如：在冷沖壓彎這一工藝中，就需要零件按照既定的需求進行彎曲，如果零件在加工的過程中，實現了標準的彎度，那么就算是一個成品，不需要再度進行加工。如果不符合產品的需求那么還需要進一步的加工整形來達到產品的要求。

1.5形狀變元

機械整體的結構目的可以通過調整零件的形狀或者改變其規格的大小而實現。比如在彈簧的生產過程中需要考慮多個問題，首先是彈簧的大小及其相對的螺絲墊圈的規格，能否讓彈簧和使用的螺旋面以及被需要壓緊的零件相吻合，就需要設計出不同規則的產品，無論零件的形狀面如何都需要相匹配的彈簧來配合才行，如果零件之間的距離過大，或者不能夠將壓力有效融合，那么零件在安裝過后就不算是合格，如果這一類零件銷售在市場中，很可能造成一系列事故，那么為了防止拉簧因為這些問題而失去使用效率，就勢必要將彈簧的設計空間放大，并且實現它的自身獨特性，即使它在單獨使用的過程中也可以實現跟其他零件的配合。

1.6分析連接變元

一是聯接方法，主要的模式有焊接、膠結以及螺紋聯接等方式。二是聯接的方式，根據結構類型的不同而不同，因此為了豐富聯接方式以及尋找到最為契合的聯接方式，各個聯接的結構以及聯接的方式都可以進行相對應的合理調整。比如：針對一些需要拆卸的零件，如果在聯接的方式上不能選擇好，那么就會在聯接和拆卸方面造成一定的困難，此類的零件需要便捷的拆卸模式，比如日常生活中所購買的一些產品，像是隨聲聽的后蓋，就可以任意拆卸下來安裝電池來維持繼續使用，這樣的結構也方便用戶使用，從未為其提供便捷的操作模式。

1.7分析工藝變元

零件在產生之前，往往會有其自己的設計圖紙，而設計圖紙上面的結構內容直接決定了產品屬于何種工藝級別的零件，因為每一個設備的零件都不是相同的，所以零件的設計以及成本也千差萬別，如果設計工藝在產品出產之前沒有得到完善，那么勢必會影響到零件自身的質量，一旦零件沒有合乎要求，那么產品的整體結構就會受到一定的影響。因此在零件鑄造之前對于零件圖紙的研究必須給予深度的重視，現在的加工技藝正呈現著不斷創新和完善的趨勢，但是問題也就隨之而來，這些加工工藝雖然具有創新性，但是還不夠成熟，并非達到了理想中的需求，因此還需要進一步的對此加大研究的力度。

2機械結構創新的嘗試及優化測評

2.1機械結構設計的創新嘗試

防腐劑在石油以及一些石化設備中具有十分重要的作用，下文以其為例，闡述變元法在其中重要的作用。石油和石化設備必須進行防腐蝕性的設計，這樣一來，在設計的最初就應該考慮到防腐蝕性的大小和影響因素，從而采取必要的保護和防治措施，主要有以下幾個方面。首先，在總體的設計上面，對停車間給予了嚴格的要求，不能堆放雜亂，不能潮濕，不能含有其他不利于防腐的物質存在。其次，設備的使用年限與設備本身一些極為細小的間隙區有著十分重大的聯系，這些縫隙極有可能在人眼看不到的地方發生腐蝕問題，或者這些縫隙人是無法憑借手工去進行操作控制的，就像是一些產品的焊接點，這些產品貌似看起來已經不存在腐蝕的可能，但是難免會有看不到的縫隙存在，應該進行必要的封存和填補，或者干脆將縫隙擴大，這樣便于對其進行維修補救和防護。再次，溫度較高以及質量較高的濃度階梯，局部勢差問題往往在這種情況和產品中產生，一旦發生了腐蝕則不可控制。此外，每一種金屬都有著自己獨特的屬性，產品在構建的過程中不一定是一種金屬構建而成，多半是幾種金屬共同組合而成，但是不同的金屬勢必會產生接觸面的腐蝕，應該對此進行絕緣處理。，面積越小腐蝕的點也就越小，因此要針對產品的不同設計縮小表面積從而減少腐蝕。

2.2對機械結構變元創新設計的優化評測

機械結構在完成變元創新實踐之后。要根據目前的性能以及使用效果進行一個綜合的測評，首先要進行模糊測評，運用理論研究和一些理想化的模型設計一種測評模式，但是這種測評模式并不是實際操作中的模型，而是通過一定的數學模型，根據先進的設計理念和規劃，對其進行變化創新設計的檢測。在測試的過程中測試者憑借自己多年的使用經驗和研究理念進行對其綜合評價的過程，并根據現有的先進思維對其進行構建，在測試的過程中還需要考慮到社會實際問題，產品在經過變元之后，使用方面是否安全，便捷，可維修性是否達到了指標，并且要將邏輯推理的思維運用到其中，選擇出使用其整體變元的方案，針對已經選擇好了的方案，進行進一步地修改和完善，從而作用于產品的機械結構構建當中，服務于產品的整體功能。

3結束語

機械創新結構設計在目前產業的發展和建設當中占據著十分重要的比例，因此研究其具有不菲的價值，但是研究機械創新結構設計并非一件簡單的事情，對于設計者和研究者都提出了非常高的要求，不僅在專業知識方面要熟練甚至精通，還要有敏捷的分析能力和發現問題解決問題的能力，創新的思想和技術知識更是不用說，這也是前提之一。

作者：陸建榮 單位：南通廣播電視大學機械工程學院

機械創新設計論文:我國機械創新設計論文

1．我國機械創新設計和制造

一般情況下，創新設計先后經過抽象思維、邏輯思維、分析和決策四個環節。抽象思維主要是是通過設計人員充分發揮創新思維和智慧，提出新穎的有可能實施的想法，是創新設計必備過程。有了抽象思維過后再將想法具體化，考察其邏輯性和可行性，結合有關的科學理論知識、原理進行進一步的新穎的、可行的、具體化的機械設計。而分析則包含了創新設計過程中所涉及的所有可能性，綜合考慮技術的可行性、成本與性價比，設計出新的可以滿足人們生活和生產需要的機器或者其他產品。

1.1我國機械創新設計過程

機械創新設計的目的在于改善機械本身的功能、性能或者以更低的經濟成本制造滿足生產生活需求的機械。目前，我國技術專家認可的機械創新設計過程一般可分為四個部分，一是根據具體需求確定機械設計的基本原理，二是機械結構的優化和改進，三是機械尺寸設計和參數優化，四是機械運動性能及動力參數優化。機械創新設計與普通的機械設計并沒有實質性的差異，主要的區別在于機械創新性設計注重發揮人的主觀能動性和創新能力的突破，在充分的調動人的積極性的同時創造出更加符合使用者需求的機械工具。

1.2我國機械創新設計的特點

機械創新設計主要包括四個特點：一是多學科知識交叉運用，互相融合，互相滲透；二是機械創新設計中，數字并非主要思考因素，而是應該充分結合過往經驗和相關的理論知識，合理判斷和提出可行的新的設計方案；三是機械創新設計不僅需要理論知識和經驗，同時也十分注重靈感、想象力、創造力的作用，因此應該較大程度發揮四者的作用；四是凡是設計創造類等實踐活動都需要不斷重復、嘗試，從中吸取經驗，多級選擇方案。在機械創新設計過程中，只有領略和充分展現以上四個特點，才能做出的創新設計。

2.我國機械創新設計思維

機械創新設計思維對于機械創新設計來說意義重大，只有通過不斷的改革創新和開拓進取，勇于突破現有的固定模式和局限，采取新的方法、體制、設計才能使自身在飛速發展的時代中保持經驗豐富，走在時代的前沿。

2.1機械創新設計思維的涵義

創新設計思維就是指在原有的科學理論知識、原理以及過往的設計和經驗中設想出新穎的、更能滿足審美或者實用需求的設計方案。而對于機械設計人員來說，創新無疑是自身最核心的競爭力，通過提高產品的性能、降低產品的成本以及縮短生產時間來提高機械設計的性價比。在機械創新設計過程中，首先應該有創造性思維，在前人的基礎上提出更加優化的觀念，并將這些優化的觀念付諸實踐，從而創造出新的不一樣的機械設計。創造性思維具有多維多向性的特點，強調聯想、靈感和感覺，并不是依靠固定的邏輯思維推理出來的，而是激發于機械創新設計人員的大腦。

2.2機械創造性思維的三大特征

2.2.1自由性

機械創造性思維較大的特征在于自由，創新是自由的，思想是自由的。機械創新設計人員可以在結合有關客觀科學理論的基礎上自由憑借自己的想象、靈感、直覺設計出新的機械，而不必有太多的思想束縛。在當今變化趕不上計劃的經濟時代，思維的自由符合現代社會發展的需要。而在機械設計工作中，要不斷地有新的進步的成果，就必須突破原有的事物，消除固定思維的束縛，自由地翱翔在創新設計的天空中，只有不斷突破和創新才能設計出更令人滿意的成果。

2.2.2多向性

每個人的思維方式都不一樣，具有多向性的特點。而在機械創造性思維中，同樣具有多向性的特點，設計人員可以從不同角度去觀察和判斷問題，并且設想出不同視角的方案。設計的美妙恰巧在于它的多樣性和多向性，沒有固定的設想方向，任意一個方向都可以是設計者們延伸的目標。多向性思維與創造力是相輔相成、密不可分的，一個機械產品的設計過程中一定有過多向性的設想，從中擇優進行實踐得出產品。因此，多向性思維是機械設計中十分重要的一點。

2.2.3獨創性

獨創性即設計出跟別人不一樣的產品，提出不一樣的理念，突破原有的固定模式，創造出新穎的進步的成果。獨創性是機械創新設計的目標，創新的目的在于獨創，擁有別人沒有的想法和成果。因此，在機械創新設計過程中，要學會從新的切入點思考問題，掌握不同的設計方法，敢于向原有的觀點提出新的看法，從而設計出具有獨創性、新穎的機械產品，更好滿足生活和生產的需求。

綜上所述，在機械創新設計的路途上還有很長一段路要走，在創新設計的過程中對于機械創造的創新思維非常重要，在遵行已有的設計基礎上，需要更長遠更有想象力的思維去推動機械創新設計的發展。

作者:石建單位:中國特種飛行器研究所

機械創新設計論文:機械方案創新設計管理論文

0引言

機械方案設計是一個創造性很強的活動，其思維過程是形象思維和抽象思維綜合作用的結果。目前計算機輔助設計（CAD）主要解決了在計算和繪圖等設計后續階段對設計者的支持。而對于極富創造性的早期方案設計階段的計算機支持至今沒有取得實質性的進展。即使是智能CAD系統，所采用的方法的理論基礎仍是基于傳統的人工智能的知識表示與推理方法，即邏輯思維為基礎，其中多以知識工程和專家系統的方法實現。這種CAD與AI的簡單組合，沒有也不可能從真正意義上實現方案設計自動化。創造性如何在方案設計過程中體現一直是困擾設計理論研究工作者的棘手問題，也一直沒有很好地解決，本文將就這一問題作一探討。

1機械方案設計的一般過程

一般認為，方案設計階段主要有兩個任務：首先是建立技術系統的功能結構。然后通過選擇相應于功能結構中的每個功能的功能載體，并組合這些被選擇的功能載體形成整個技術系統的設計方案。

通用設計理論認為，方案設計過程可表述為兩個映射過程（圖1）：即用戶需求域到功能域的映射以及功能域到結構域的映射。由需求域到功能域的映射過程最能體現設計者的創造能力，這一過程涉及到對設計思維規律以及創造性機理認識水平，涉及到自然語言到專業技術語言的轉化。盡管有些學者提出通過對設計要求進行層次分解來建立功能結構圖的討論，但一般還要通過人工干預進行。從功能到結構的映射，實際上是功能結構圖中的每一個分功能與能實現該分功能的結構進行匹配，一般情況下，總體功能往往包含著許多分功能。而每一功能可以由不同的結構來實現，因此存在組合、協調和評價篩選的問題。具體的機械方案設計過程如圖2所示。

圖2所示的機械方案設計過程還可通過數學形式進行描述。設總體功能為U，它可分解為一些子功能，分解過程可形式化為：

U＝（U1，U2，…Um）（1）

即總體功能是有m個子功能UI（I＝1，2，…m）組成的。

任何一個子功能UI（I＝1，2，…，m）對應著能夠完成該分功能的子結構的集合TI，即

TI＝（tI1，tI2，…，tin）（I＝1，2，…，m）（2）

式中tij（j＝1，2，…，n）對應于能完成子功能UI的所有子結構，n為完成該子功能的子結構總數。如果用UI定義行，tij為元素構成矩陣，即得到功能與結構相聯系的“功能—結構技術矩陣”：

（3）

當然能夠實現各子功能的子結構數并不相等，可以將能夠實現某一子功能的最多子結構數定為n，少于這個數的子功能元素項用零表示。圖2所描述的機械方設計的一般過程，看起來很簡單，但計算機實現有許多問題需要解決。如總功能如何分解為子功能、功能如何表達（因為從不同的角度提出的功能表達詞匯是不相同的）以及如何有效根據功能索引子結構等問題有待進一步探討和研究。

2基于機構結構類型變異綜合方法

自60年代圖論理論首次被應用于機構設計以來，它在機構分析與綜合方面的應用得到深入的研究。在圖論中，封閉的圖代表機構，頂點代表連桿，邊代表運動副。圖可以用矩陣（如鄰接矩陣和關聯矩陣）表示、分析和計算。1979年，Freudenstein和Maki提出“功能與結構分離”的方法用于機構綜合，隨后許多學者對這一方法進行研究和深化。該方法包括如下幾個環節：

2．1根據用戶的需求，提出機構創新設計任務與技術要求：

（1）拓撲結構要求

如運動性質（平面運動或空間運動）、基本回路數（或獨立環數目）、運動副類型及數目、構件類型及數目、主動副類型及其位置以及機架的構件類型及其位置；

（2）功能性要求

如輸出構件數目及其位置、每一輸出構件的任務（如軌跡生成、函數生成、導引以及其它要求、滿足對預定的速度及加速度要求、滿足對機構整體的動力學性能要求；

（3）約束條件

如運動精度、結構緊湊性、剛度、機械效益、軸銷作用反力以及制造、裝配、成本等方面的約束。

2．2結構類型綜合

通過結構類型綜合列出滿足設計任務要求的全部結構類型并以適當形式表示。

2．3挑選結構類型

根據功能要求和約束條件，篩選出好的結構類型。

該方法目前研究局限在平面連桿機構的結構類型綜合，且一般集中在運動鏈同構識別、自由度識別方法以及平面運動鏈自動生成等理論方法研究階段。盡管有一些應用的研究報道，但都是針對簡單機構（如變沖程發動機活塞機構、車門開啟機構等）通過人工方式實現。計算機實現還有一些關鍵技術沒有很有效的方法，如運動鏈同構識別問題，主動副位置確定、機架位置的確定、桿組的自動劃分以及對運動鏈進行評價篩選等問題。

3集成功能推理及結構推理的方案創新設計過程模型

如果用人工智能語言描述，在上述第1小節中討論的機械方案設計的一般過程是基于功能推理方式，而第2小節中所討論的機構結構類型變異綜合方法是基于結構推理方式。這兩種方式有其內在的聯系，如何將這兩種方式有機地聯系在一起對于機械方案創新設計是一件很有意義的工作。功能推理主要解決功能到結構之間的映射，通過結構部件組合途徑形成機械方案。而結構推理是從結構部件的拓撲結構上通過機構演繹（機架變換，主動件位置變換以及運動副類型變換）途徑對機構進行變異創新，盡管目前結構推理局限在平面連桿機構結構類型綜合，但通過本文的研究，該方法可以擴展到一般剛體機械方案創新設計。有鑒于此，作者提出如圖3所示的集成功能推理和結構推理的機械方案創新設計過程模型。

該設計過程模型由以下主要步驟組成：

Step1：功能結構圖的建立。根據設計要求，建立功能結構圖。

Step2：根據建立的功能結構圖，尋找滿足各子功能要求的功能載體并組合成為原始機械方案。

Step3：將原始機械方案進行抽象化為表達機械方案連接信息的運動鏈表示。并記錄原始方案一些約束信息，如自由度數、桿數、原動件必須是幾副桿、輸出構件是否必須與機架相連等等。

Step4：運動鏈發散。列舉所有與抽象化表示的運動鏈具有相同自由度、桿副類型以及桿數的非同構運動鏈，并進行篩選。

Step5：機械方案元型集的生成。對篩選的運動鏈進行機架識別、原動件識別、桿組識別，形成用連桿和轉動副表達的機械方案元型。

Step6：候選方案集的生成。將以上生成的機械方案元型通過類型替代，形成候選方案集。

Step7：方案的評價決策。得到方案。

Step8：方案的尺度綜合。

4機械方案創新設計智能支持系統

根據以上的過程模型，我們開發了機械方案創新設計智能支持系統MCIDISS。系統的結構如圖4所示。該系統由五大模塊組成：

（1）基于實例功能推理的原始機械方案生成模塊：該模塊采用兩級實例推理的模型，完成從設計任務到功能結構圖的建立以及裝置提取與組合協調設計生成原始機械方案的

任務。

（2）基于結構推理的方案設計創新模塊：該模塊在上面模塊產生的原始機械方案的基礎上，通過抽象化表示，將原始機械方案表達為一般化運動鏈，從機械方案拓撲聯接上進行變異創新。

（3）評價決策模塊：該模塊主要任務是對各階段的設計解進行評價決策。系統主要采用模糊綜合評價決策方法。

（4）機構尺度綜合模塊：該模塊主要任務是對組成機械方案的機構參數進行綜合，以便從尺度上論證方案的可行性。

（5）運動分析及仿真模塊：該模塊是在完成機構尺度綜合后，對其進行運動分析和仿真，以便使設計者對所設計的方案有一個清晰直觀的認識。

5結束語

本文先簡要分析了機械方案設計一般過程和機構結構類型綜合的一般過程，在此基礎上，研究并提出了集成功能推理和結構推理的機械方案創新設計過程模型。基于所提出的過程模型，作者開發了機械方案創新設計智能支持原型系統MCIDISS。MCIDISS開發和運行表明，其具有合理的知識庫結構，運行情況穩定，用戶界面友好，推理控制策略靈活，因此具有很好的實用性和較高的開發效率。

機械創新設計論文:機械創新設計比賽的實踐

全國大學生機械創新設計大賽是經教育部高等教育司批準的面向大學生的群眾性科技活動。大賽的目的在于引導高等學校在教學中注重培養大學生的創新設計意識、綜合設計能力與團隊協作精神;加強學生動手能力的培養和工程實踐的訓練,提高學生針對實際需求通過創新思維,進行機械設計和工藝制作等實際工作能力;吸引、鼓勵廣大學生踴躍參加課外科技活動,為人才脫穎而出創造條件。特別是對積極探索機械基礎課程教學改革、提高課程教學質量和大學生綜合素質具有非常重要的作用。大賽自2004年舉辦以來,在激發學生的學習興趣、培養創新意識、鍛煉學生動手能力和提高教學質量等方面取得了豐碩的成果,因此,很多高校已經將大賽作為創新教育中的一個實踐教學環節,并嘗試將大賽融入到機械專業教學體系中來[1-2]。

江西理工大學應用科學學院是一所三本性質的獨立學院,經過多年的辦學實踐,培養“應用型”和“創新型”人才已成為學院培養目標[3-4]。依托學科開展多種科技競賽活動進行創新人才和應用人才的培養是一種行之有效的辦法[5]。我院于2008年首次參加了第三屆機械創新設計大賽,作品“全自動計量售飯機”獲得江西省賽區一等獎,這是江西賽區獨立學院獲獎作品。改進后的第二代作品代表江西賽區參加全國大賽,榮獲二等獎。該作品已申請專利,并有一些企業對此作品很感興趣,計劃進行市場開發。在首次參加比賽就取得較好成績的基礎上,我們積極備戰,2010年攜3項作品參加了全國第四屆機械創新設計大賽江西賽區選拔賽,作品“機械手式機井救援機”獲江西省一等獎,“土壤滅火器”獲三等獎,“球型抗風暴救生艇”獲優勝獎。“機械手式機井救援機”作為江西省選送項目參加全國比賽,并獲二等獎。成績的取得,來源于學生、教師、學校各方面的努力和堅持。在參賽過程中,我們分析問題,總結經驗,制定出一套行之有效的操作模式。

一、以賽促學,調動學生學習積極性,激勵學生創新欲望

獨立學院的學生整體素質與重點高校相比有較大的差距,與省屬本科院校相比也有一定的差距。學生的學習興趣不高,厭學情緒較大,部分學習較主動的學生也容易被大環境同化。在課堂教學過程中,學生總是處于被動狀態,很難發揮主觀能動性,學習興趣提不起來。為了更好將大賽融入到學生的學習生活中,以賽促學,我們進行了如下舉措:

(一)成立機械創新協會當今大學生對學習興趣不濃厚,但對社團活動卻情有獨鐘。在機械創新設計大賽組織實施過程中,學院利用學生心理作用于2008年成立了機械創新協會,吸引了一批對機械創新有興趣的學生,在課余時間以科研興趣小組為單位開展課外實踐活動,包括創新課題討論、校外實習基地參觀、小產品制作、基本加工技能培訓、學術報告等。實踐活動中,教師以創新理念引導學生,為學生提供了足夠的思維發展空間,放手讓學生大膽嘗試,充分培養學生的創新思維能力、自學能力和動手能力。學生通過課外實踐活動,加強了團隊合作意識,拓寬了機械創新基礎知識面。

(二)建立專用實驗室固定的實驗場所是順利開展課外實踐活動的基本保障。江西理工大學應用科學學院在實驗樓建立專門實驗室供學生使用。此實驗室由機械創新協會管理,配備專門指導教師和常用加工工具如老虎鉗、扳手、電鋸、小型鉆床等,并與學院實訓中心建立聯系,利用實訓中心現有設備進行機械零部件加工并完成創新小產品的制作。這樣學生可以充分利用課余時間,有計劃地開展實踐活動,避免了受常規實踐教學的干擾,提高了學生參與課外實踐活動的自覺性和主動性。

(三)定期開展學術報告和專業講座針對機械愛好者定期開設系列講座如:機械設計與創新能力培養、機械制造技術現狀與發展趨勢、傳感檢測技術在機電產品中的應用、單片機技術應用現狀與發展趨勢等,涉及設計方法、先進制造技術、測試技術、控制理論等專業技術方面知識。通過啟發式、討論式等多種方式,調動學生的積極性,引導學生思考,激發學生的創造性思維。還有一類報告是由學生自己主持的,由已畢業返校的校友和參加過往屆比賽的學生講述自己的經驗,并對學弟學妹提出期望和告誡。系列講座和學術報告的開設,拓寬了學生的基礎,擴大了學生的知識面,培養了學生的創新思維,激勵了學生的創新欲望。

二、以賽促教,加強教師隊伍建設

教師是培養學生的關鍵,的指導教師不僅應有較高的理論水平,更需具備較強的動手能力和豐富的實踐經驗。江西理工大學應用科學學院是2001年組建的獨立學院,師資隊伍結構不太合理,年輕教師居多,這些教師大多是畢業后直接進入學校參加教學和管理工作,動手能力和實踐經驗都有欠缺。機械創新設計比賽周期很長,從項目創意、立項、方案設計、具體零部件設計、加工制作、試驗調試 到參賽答辯準備等工作,需要指導教師長時間關注指導項目,并對指導教師的綜合能力提出較高的要求。針對以上問題,學院在教師培養和提高教師綜合素質方面做了很多工作。

(一)加強教師培訓江西理工大學歷來重視對青年教師的培訓工作,通過多種途徑來提高教師的水平。針對機械創新設計大賽,安排《機械設計》《機械加工工藝》《機電傳動控制》《液壓傳動》等課程教師參加了教育部高等教育司舉辦的高校教師網絡培訓,通過學習先進教學理念和教學技法,借鑒其他院校的教學經驗來改變教學觀念,提高教學水平。鑒于青年教師實踐經驗欠缺、動手能力較差等因素,每年利用寒暑假時間,聯系實習單位,送教師到工廠和企業進行實地培訓,專門針對加工工藝、數控加工等專業操作進行培訓。另外,還與本地的多家機械加工企業建立校企合作,定期派教師到生產一線去進行實踐,并在合作單位與工人師傅共同指導完成《機械加工工藝課程設計》等實踐環節。

(二)豐富課堂教學內容,創新實驗教學現如今大學教育還是以課堂教學為主的教育模式,因此課堂教學水平的高低反映了學校的建設水平。江西理工大學應用科學學院針對機械創新設計大賽,豐富《機械原理》《機械設計》等基礎課程的教學內容[6-7]。利用校內實訓基地、功能實驗室和機械創新設計大賽,形成有較強工程背景的教學環境,使直觀式教學、現場式教學方式的采用如魚得水。在這樣的教學環境下,通過一系列以機械產品為對象的實訓項目,以及采用大量的源于生活、源于生產一線的案例,使教學內容注入更多的工程因素,達到基本知識、基本理論與工程實際緊密結合的目的。為了培養學生的創新設計能力,在課程建設中對實驗室進行擴充,在原有傳統機械零件模型和機構模型基礎上,進行機構創新、軸系創新、機械系統創意組合和慧魚創新設備的購進,在試驗內容上,增加機構創意設計、組合式軸系結構設計、機械傳動綜合實驗等。

(三)建立教師工人相結合指導模式鑒于教師、學生動手能力較差,參賽模型或實物制作過程比較困難這一問題,結合江西理工大學實際情況,制定了教師工人相結合的指導模式。學院的目標是培養應用型人才,因此在實習環境的投入上比較大。學院有完整的金工實習工廠,其中包含了機加工的全部工種:鉗、車、焊、熱處理和數控機床加工,并配備經驗豐富的生產工人進行實習指導。利用學院現有優勢,在參賽初期的選題和方案設計階段由教師指導完成,在模型或樣機的加工制作階段,由教師和工人共同指導,學生具體操作完成零部件的加工和參賽樣機的裝配。

三、以賽促改,制定科學的教學計劃

機械創新設計大賽每兩年一次,不利于學校教學計劃的安排,難以保障每屆學生都有機會參加;比賽籌備時間太長,從題目的公布到參加地區預賽要一年多時間,容易與正常的課程教學相沖突;大賽沒有納入教學計劃,作品的設計、制作場地易與教學相沖突;大賽對學生知識面要求很廣,涉及的課程多,包括力學系列課程、機械設計基礎系列課程、電工電子、計算機控制、程序設計系列課程、機械加工工藝等,學生在低年級沒有掌握好大賽需要的一些基本知識和技能,為了完成比賽任務臨時抱佛腳,卻又耽誤了新課程的學習,高年級學生又忙于考研和找工作沒有充足的時間參加大賽。針對這一問題,楊叔子院士在《再論機械創新大賽很重要》的報告中已經提出“:這一大賽不是可有可無,建議納入個性化教學計劃,并從體制上加以保障。”鑒于此問題,江西理工大學應用科學學院進行了系列教學改革。

(一)優化課程體系針對機械創新設計大賽我們已完成省教改課題“培養高素質應用型機械專業人才的綜合課程設計改革”(課題編號:JXJG-06-84-1)和校級教改課題“以創新設計大賽為切入點的《機械原理》教學改革”的研究工作。通過兩課題的研究在原有教學計劃基礎上,針對機械創新設計大賽和綜合課程設計改革[8],將機械專業09級教學計劃中的機械原理課程設計、機械設計課程設計和專業課程設計分別改為機械創新設計(一)、(二)、(三),使之成為連續的實踐教學環節,并在課題的設置上,增加創新專題,培養學生的創新意識。在課程設置上,增加了《機械創新設計》選修課程,開設互動式和討論式教學環節,通過參與課堂教學提高學生學習興趣、培養學生創新思維、掌握創新方法。在10級教學計劃中增加了為期一周的《機械創新實訓》實踐環節,該實訓是基于慧魚創意組合模型和機構創新組合平臺開展的,意在培養學生的創新意識和動手能力。

(二)提供政策保障、建立激勵措施學院教學改革的重點是放在實踐教學改革方面,因此在實驗室建設和開展課題研究上給予大力支持。江西理工大學立足學院實際,專門成立了由分管科研的副院長任組長,由教務辦公室主任、各系教學主任組成的大學生科技創新領導小組,對不同渠道、不同學科、不同類型、不同級別的賽事,進行策劃、組織和管理,統一協調參賽學生、指導教師、方案評審、作品制作、組織參賽、動員宣傳等各項工作,有計劃有組織地開展學生課外科技創新活動,參與各類科技競賽。學校投資140萬,正在籌建機械創新實驗室、機器人實驗室和液壓測控試驗系統(含機械手等設備)。另外學院每年對大賽設立專項資金支持,保障大賽順利進行,對參賽老師和學生給予充分的支持和一定的獎勵。

四、結語

“以賽促學、以賽促教、以賽促改”是各院校開展各項學科競賽的初衷。江西理工大學應用科學學院通過參加機械創新設計大賽,促進了教學改革,完成多項教改課題的研究,提高了指導教師的理論水平和創新能力。就學生而言通過參加比賽提高了學習興趣,培養了創新意識,增強了專業綜合知識應用能力、工程實踐能力和就業競爭實力。通過參加機械創新設計大賽,顯示了我院的組織能力和科研能力,宣傳了學校辦學特色與成果,提高了學校的知名度和影響力。

機械創新設計論文:分析機械加工機床的創新設計

工具箱的上蓋和箱底是采用焊接的方式和箱內部框架連接固定在一起的。,工具箱底部的4個萬向腳輪和固定支撐是通過焊接的方式固定連接在箱底上的,萬向腳輪的作用是可以任意方向移動工具箱,而固定支撐則可以根據需要將其固定在現有位置上,防止接觸過程中的工具箱移動。工具箱具體設計分析將工具箱整體分為4層,第1層可以放置部分輕型物品;第2層放置加力杠、扳手等物品;第3層放置中心鉆、頂尖等重型物品;第4層則可以放置操作人員的手套、工作服等日常用品。在底部安裝4個代步輪子,便于工具箱的移動。(1)上箱門的改進設計。工具箱的上箱門,也可代替及時層的蓋子,并且在上箱門的表面應設計凹槽,方便上箱門的開關(充當手柄使用)。另外,在上箱門的背面兩邊,也可安裝一個彈性壓條,用于固定機械加工中所需觀察的圖紙,這樣就方便機床操作人員隨時觀察圖紙數據,進行合理調整。(2)前箱門的改進設計。機械加工機床工具箱主要由上箱門、前箱門以及箱體3個部分組成。箱體主要分為4層,除了第1層之外,其余3層都可以分成3個小部分。每一個部分都可以用作不同物品的放置,例如:工件、工具、日用品(手套、工作服)等。一般來說,前箱門采用折頁門的形式,這樣方便操作者隨時取用、放置工件、量具等。安全是前箱門主要的優點,當操作人員拿出工具后,箱門不會自動打開,人員在附近走動也不會觸碰到箱門,這樣對人身也是一種保護[2]。

工具箱實際案例。1)框架的設計與建模成型。針對以上闡述,我們設計一個實際的工具箱,以便大家能更加直觀地了解到工具箱的構造:工具箱整體框架的高度定為0.9m,總寬度0.35m,總長0.4m。框架總體分為4個層次,從上至下,第1層的高度為0.15m;第2層到第4層各為0.25m。根據工具箱技術設計規范,需要采用砂輪對焊縫處進行打磨,之后再用砂紙打磨表面,將一層膩子刮在表面上,再在表面上均勻地涂抹防銹漆。具體框架樣式如。2)底板設計與建模成型。為工具箱中每一層的底板,尺寸要求:長0.4m,寬0.35m,厚0.005m。根據工具箱技術設計要求,應先刮一層膩子在層底表面,再均勻地涂抹防銹漆。(4)萬向腳輪的尺寸與選擇。由于萬向腳輪屬于標準件,可以在市場上購買到。萬向腳輪是車輪安裝在具有偏心距的支架上,該支架能自由地繞鉛垂幾何軸線轉動。工業腳輪具體見WP13B-50×20,GB/T14688。材料的選擇及零件間的配合(1)材料的選擇。根據力學的要求以及實際設計中遇到的情況,最終選擇45鋼來制作工具箱的兩扇門,工具箱的箱蓋、內部框架、箱底、固定支撐等均采用Q235。(2)零件間的配合連接。箱底層和萬向腳輪可以進行固定支撐之間的配合調整。這3個零件需要通過焊接的方式連接在一起,框架與箱底層、層板和框架之間、框架與層擋板之間也是采用焊接方式。在頂層板、內門、外門以及箱底層之間都需要留出一定的間隙,用做門的旋轉和打開。

現在采用的是推拉門;從工具箱腳來看,原來采用的是固定腿,現在使用的是4個代步輪;從層板來看,原先平板是方形,現在采用的是凹槽狀板。工具箱設計的完成,不僅可保障機床操作人員的人身安全,避免以往設計中工件、器具掉落對人員的傷害;另外,新型工具箱可方便地隨意移動,大幅提升了工具箱的使用效率,從而更好地為提升了為機械加工機床服務的效率,逐漸地轉變為直接經濟效益。總之,為了更好地滿足機械機床加工的要求,新型工具箱就要考慮到以下幾方面技術:(1)工具箱主要由上箱門、前箱門、箱體這3個部分組成;(2)整體分成4層,每一層分為3個小部分,以便工具位置的明確;(3)安裝腳輪不僅可固定擺放,也可隨意移動箱體。如此的改進設計,不僅可避免以往的工具箱設計為機械加工機床操作帶來的不便,也能維護人身安全,更好地為機械加工服務。

機械創新設計論文:淺談機械零部件的創新設計

【摘 要】文章針對傳統機械零部件的設計局限性，提出了 現代 設計思想和 方法 。

【關鍵詞】機械制造；零部件設計；現代思想； 科學 發展

一、機械零部件傳統的設計局限

傳統機械零部件的設計帶來了運用中出現的許多 問題 ：零部件容易腐蝕損壞；零部件容易疲勞損壞，斷裂、表面剝落等；零部件容易摩擦損壞等等。這些問題的出現，都是機械零部件傳統的設計局限性所產生的。機械機械零部件設計是人類為了實現某種預期的目標而進行的一種創造性活動。傳統機械機械零部件設計的特點是以長期經驗積累為基礎，通過力學、數學建模及試驗等所形成的經驗公式、圖表、標準及規范作為依據，運用條件性 計算 或類比等方法進行設計。傳統設計在長期運用中得到不斷的完善和提高， 目前 在大多數情況下仍然是有效的設計方法，但是它有很多局限：在方案設計時憑借設計者有限的直接經驗或間接經驗，通過計算、類比 分析 等，以收斂思維方式，過早地確定方案。這種方案設計既不充分又不系統，不強調創新，因此很難得到方案；在機械零部件設計中，僅對重要的零部件根據簡化的力學模型或經驗公式進行靜態的或近似的設計計算，其他零部件只作類比設計，與實際工況有時相差較遠，難免造成失誤；傳統設計偏重于考慮產品自身的功能的實現，忽略人?機?環境之間關系的重要性；傳統設計采用手工計算、繪圖，設計的性差、工作周期長、效率低。

二、創新思維機械零部件的設計思想

機械零部件設計的本質是創造和革新。現代機械機械零部件設計強調創新設計，要求在設計中更充分地發揮設計者的創造力，利用近期 科技 成果，在現代設計 理論 和方法的指導下，設計出更具有生命力的產品。

（一）運用創造思維

設計者的創造力是多種能力、個性和心理特征的綜合表現，它包括觀察能力、記憶能力、想象能力、思維能力、表達能力、自控能力、文化修養、理想信念、意志性格、興趣愛好等因素。其中想象能力和思維能力是創造力的核心，它是將觀察、記憶所得信息有控制地進行加工變換，創造表達出新成果的整個創造活動的中心。創造力的開發可以從培養創新意識、提高創新能力和素質、加強創新實踐等方面著手。設計者不是把設計工作當成例行公事，而是時刻保持強烈的創新愿望和沖動，掌握必要創新方法，加強 學習 和鍛煉，自覺開發創造力，成為一個符合現代設計需要的創新人才。

（二）運用發散思維

發散思維又稱輻射思維或求異思維等。它是以欲解決的問題為中心，思維者打破常規，從不同方向，多角度、多層次地考慮問題，求出多種答案的思維方式。例如，若提出“將兩零部件聯結在一起”的問題，常規的辦法有螺紋聯結、焊接、膠接、鉚接等，但運用發散思維思考，可以得到利用電磁力、摩擦力、壓差或真空、綁縛、冷凍等方法。發散思維是創造性思維的主要形式之一，在技術創新和方案設計中具有重要的意義。

（三）運用創新思維

創造力的核心是創新思維。創新思維是一種較高層次的思維活動，它是建立在各類常規思維基礎上的。人腦在外界信息激勵下，將各種信息重新綜合集成，產生新的結果的思維活動過程就是創新思維。機械機械零部件設計的過程是創新的過程。設計者應打破常規思維的慣例，追求新的功能原理、新方案、新結構、新造型、新材料、新工藝等，在求異和突破中體現創新。

三、科學的進行機械零部件設計

（一）把握機械零部件設計的主要 內容

機械零部件設計是機械設計的重要組成部分，機械運動方案中的機構和構件只有通過零部件設計才能得到用于加工的零部件工作圖和部件裝配圖，同時它也是機械總體設計的基礎。機械零部件設計的主要內容包括：根據運動方案設計和總體設計的要求，明確零部件的工作要求、性能、參數等，選擇零部件的結構構形、材料、精度等，進行失效分析和工作能力計算，畫出零部件圖和部件裝配圖。機械產品整機應滿足的要求是由零部件設計所決定的，機械零部件設計應滿足的要求為：在工作能力上要求具體有強度、剛度、壽命、耐磨性、耐熱性、振動穩定性及精度等；在工藝性上要求加工、裝配具有良好的工藝性及維修方便；在 經濟 性上的要求主要指生產成本要低。此外，還要滿足噪聲控制、防腐性能、不污染環境等環境保護要求和安全要求等。這些要求往往互相牽制，需綜合考慮。

（二）嚴格 計算 機械零部件的失效形式

機械零部件由于各種原因不能正常工作而失效，其失效形式很多，主要有斷裂、表面壓碎、表面點蝕、塑性變形、過度彈性變形、共振、過熱及過度磨損等。為了保障零部件能正常工作，在設計零部件時應首先進行零部件的失效 分析 ，預估失效的可能性，采取相應措施，其中包括 理論 計算，計算所依據的條件稱為計算準則，常用的計算準則有：一是強度準則。強度是機械零部件抵抗斷裂、表面疲勞破壞或過大塑性變形等失效的能力。強度要求是保障機械零部件能正常工作的基本要求。二是剛度準則。剛度是指零部件在載荷（下轉第57頁）（上接第58頁）的作用下，抵抗彈性變形的能力。剛度準則要求零部件在載荷作用下的彈性變形在許用的極限值之內。三是振動穩定性準則。對于高速運動或剛度較小的機械，在工作時應避免發生共振。振動穩定性準則要求所設計的零部件的固有頻率與其工作時所受激振源的頻率錯開。四是耐熱性準則。機械零部件在高溫工作條件下，由于過度受熱，會引起潤滑油失效、氧化、膠合、熱變形、硬度降低等 問題 ，使零部件失效或機械精度降低。因此，為了保障零部件在高溫下正常工作，應合理設計其結構及合理選擇材料，必要時須采用水冷或氣冷等降溫措施。五是耐磨性準則。耐磨性是指相互接觸并運動零部件的工作表面抵抗磨損的能力。當零部件過度磨損后，將改變其結構形狀和尺寸，削弱其強度，降低機械精度和效率，以致零部件失效報廢。因此，機械設計時應采取措施，力求提高零部件的耐磨性。

（三）正確選擇機械零部件表面粗糙度

表面粗糙度是反映零部件表面微觀幾何形狀誤差的一個重要技術指標，是檢驗零部件表面質量的主要依據；它選擇的合理與否，直接關系到產品的質量、使用壽命和生產成本。機械零部件表面粗糙度的選擇 方法 有3種，即計算法、試驗法和類比法。在機械零部件設計工作中， 應用 最普通的是類比法，此法簡便、迅速、有效。應用類比法需要有充足的 參考 資料，現有的各種機械設計手冊中都提供了較的資料和 文獻 。最常用的是與公差等級相適應的表面粗糙度。在通常情況下，機械零部件尺寸公差要求越小，機械零部件的表面粗糙度值也越小，但是它們之間又不存在固定的函數關系。在實際工作中，對于不同類型的機器，其零部件在相同尺寸公差的條件下，對表面粗糙度的要求是有差別的。這就是配合的穩定性問題。在機械零部件的設計和制造過程中，對于不同類型的機器，其零部件的配合穩定性和互換性的要求是不同的。在設計工作中，表面粗糙度的選擇歸根到底還是必須從實際出發，衡量零部件的表面功能和工藝 經濟 性，才能作出合理的選擇。

（四）優化機械零部件設計方法

要充分運用機械學理論和方法，包括機構學、機械動力學、摩擦學、機械結構強度學、傳動機械學等及計算機輔助分析的不斷 發展 ，對設計的關鍵技術問題能作出很好的處理，一系列新型的設計準則和方法正在形成。計算機輔助設計（cad）是把計算機技術引入設計過程，利用計算機完成選型、計算、繪圖及其他作業的 現代 設計方法。cad技術促成機械零部件設計發生巨大的變化，并成為現代機械設計的重要組成部分。 目前 ，cad技術向更深更廣的方向發展，主要表現為以下基于專家系統的智能cad；cad系統集成化，cad與cam（計算機輔助制造）的集成系統（cad/cam）；動態三維造型技術；基于并行工程，面向制造的設計技術（dfm）；分布式 網絡 cad系統。 

機械創新設計論文:大學生機械創新設計能力培養方法分析

一、大學生機械設計課程教育背景

我們國家的領導人早在上個世紀，就提出了重要的一點:“創新是一個民族進步的靈魂，也是一個國家興旺發達的不竭動力。”在現代化的大學生機械創新設計的教學過程中，教師可以運用多種機械設計和制作手段方面的創新，展開豐富多樣的大學生機械設計教學活動，多方位提高學生的學習能力和學習水平，激發學生展開工程設計和實踐探索的決心。機械創新設計(MechanicalCreativeDesign)要求設計者在機械設計的過程中，兼顧設計的新穎性、創造性，體現制作發明的實用性。為了提高大家對于機械創新的興趣，學校可以常年性舉辦創新設計(MCDchampionship)大賽，通過評選“創造之星”的方式，給予參賽選手一定的現金獎勵，提高大學生群體的參與熱情，增強廣大學生群體參賽的積極性。可以針對學生的學習水平展開一系列考量工作，為大學生量身設計一套符合自己已有能力的機械制作課題計劃。

二、提高學生機械設計創新能力的方法

(一)從多種渠道出發，培養學生的實際動手操作能力

為了培養學生的創新能力，必須要加強機械設計方面的理念創新工作，普通高等院校的機械創新設計相關負責人，應該安排一些具有教學經驗的機械課老師作為能力培訓人員，在日常的工作中，機械課教師還應該從多種渠道出發，培養學生的實際動手操作能力。在課堂外，機械課教師可以通過多種形式的補充教學，提高學生的創新水平。在機械創新設計的過程中，老師一定要重視學生知識遷移能力的培養，通過互聯網搜索引擎搜集機械創新設計的年度作品的相關設計細節，并且將這些科技作品圖片使用辦公軟件加以編輯和處理，從而做成PPT，可以很好的幫助學生適應與相關領域的各種動手設計操作。除了這些之外，學校應該為學生的知識遷移能力的培養，提供更多的材料儲備，機械課教師可以組織學生經常性地去參加一些考察活動，帶領學生去參觀博物館和高精尖時代技術運用的現代化科技展覽，幫助學生了解現今時代的現今機械設計運用和各種創新性發明，可以給學生的實際動手操作過程提靈感支持。

(二)重視對于學生組織的培養工作

社團組織是普通高等院校開展機械設計等相關技術普及的“前沿陣地，”只有從根本上重視對于學生組織的培養工作，才能夠為學生營造一個的動手操作平臺。學生參加了學校的機械設計相關組織之后，既可以鍛煉自己的團隊協作能力，還能夠更好地培養自己與人溝通能力，為以后組織更好的科技研發社團關系打下良好的基礎。為了滿足學生對于當今社會機械產品的思考和創新需要，學校領導還可以聯合院系骨干教師和學生社團組織的負責人，召開人才培養的相關聯合研發會議。通過成立專門性的組織，開辦院系內不得額機械創新設計培訓班，學生在課后培訓班中，可以學習到更多的理論知識，使用到更多的模具基本設計材料，進行學生基本能力的培養。讓學生在學校平臺中找到一個發揮自己“光”和“熱”的良好組織。除了這些以外，培養學校內部的機械創新設計組織，挖掘學校有發明創造潛力和特殊長處的學生，及時發現學生身上的閃光點。

(三)加大師資力量建設，對學生設計活動提供技術支持

學校領導可以安排擔任過機械設計創新方面的社團組織負責人，進入“校企合辦”的組織中進行學習，可以提高學校與機械公司聯系的緊密度，不僅可以開闊學生的眼界，在今后求職的過程中，有過此種經驗的學生往往也會更加具有優勢，他們更加具備團隊意識和集體思維能力。各種各樣的學生機械組織和發明制作社團活動，對于高等院校學生綜合素質的提升有很大的幫助。因為，學校的課堂教育往往是不夠的，所以，學校可以培養諸如“機器發明創造”等類似的興趣社團，鼓勵學生將所學的知識點與實際的操作相結合，激勵學生的學習興趣。除此之外，學校還應該鼓勵學生參加學校內部的各種機械設計“小發明”等相關社團組織，加大對各類科技研究社團組織的資金投入，加大骨干師資力量對于學生設計活動的技術支持，抽調學校實驗室的常任教師為學生講解，從而加強對于大學生科研小組等社團組織的扶植力度。

三、結束語

由于學生的動手能力和創新能力，是支撐大學生在未來的職業發展中的重要能力，機械設計也是進行產品設計和工程項目構件改造的重要技術支持，是廣大的大學畢業生從事不同維修操作的理論基礎保障。因此，機械課教師可以幫助學生做出科學的學習計劃，實現機械設計規劃的良性發展，通過實際動手能力的鍛煉，開發學生自身的潛能和知識遷移能力水平，實現學生個人能力的發展和提高。

作者：王艷飛 竇東陽 單位:中國礦業大學化工學院

機械創新設計論文:創新設計在機械結構設計中的應用研究

摘要：對于一個國家來說，創新是不竭的動力，是民族發展的基礎，只有具備創新的意識和思維，才能在具體的的實踐工作中提高我國的綜合國力。機械是一個國家富強的重要標志，對于機械結構設計來說需要具備很強的創造性。在機械結構設計中，需要時刻注重改革和創新，只有這樣才能達到化設計，才能獲得最符合規范的設計效果。

關鍵詞：機械結構設計；創新設計；應用

0.引言

當前，對于機械結構的創新設計已經得到了較為廣泛的關注，創新是為了對機械進行更好地利用，同時也是為了將其實際效能發揮出來。對于機械結構創新設計來說，一般其思維都較為統一，且以變元法為主，因為這種方法使用簡單，在創新設計中利用邏輯化的思維可以對可變元素進行系統化的梳理。對于機械結構設計來說，它是一項非常具有創造性的工作，在設計機械結構時需要時刻對其進行改進和創新，這樣才能讓設計達到化效果。在本文中，主要論述了變元法在機械結構創新設計中的應用，以期能得到更好的機械結構設計效果。

1.變元法

在機械創新設計中變元法的應用較為廣泛，該法是從德國引進的，它同時還被賦予了創新的精神，將變元法應用在機械結構設計中就是創新的重要標志。變元法系統化和邏輯化地梳理了設計中的一些可變元素，便于更加有效和地進行設計創新。在應用變元法前，工作人員需要首先分析和研究好機械結構設計的基本框架，這樣才能確保化的機械結構設計。對于變元法來說，它對產品的設計定義具有極好的詮釋作用。論證過的變元法可以對關鍵點進行有效調整，便于改變原先設計中的弊端，以便提供更好的設計方案，將變元法自身的優勢發揮出來。

1.1材料變元和其數量

在機械設計中會涉及很多的原材料，這些材料種類繁多，同時每種材料的價值不一，功能也各不相同。如果從另一個角度來考慮，原材料的加工工藝差別性也較大，有效加工后才能符合某種需求，并成為理想地達到參數要求的材料。還有部分材料是不能加工的，需要對材料實施變元法才能達到要求。比如，設計剛性材料，要想達到設計要求一般會使用增大面積的方法，讓其成為理想中的感性材料。鐵性材料可以通過將隔板增強等措施來進行調整。這些例子都是通過變元法來實現的，也就是說變元法通過變量的形式將一種或是多種變量改變，但是并沒有改變結果，屬于全新的設計模式。加工面和工作面是機械結構原理的兩個重要基本元素，此外還包括產品本身和產品整體等。產品性能可以通過這幾種元素進行衡量，操作人員在實際的工作中需要調整好這些產品元素，這樣得到的產品原件才能達到理想效果。

1.2位置和工藝變元

所謂的位置變元指的是將元件位置改變，以此來優化設計。比如，在焊接部分元器件的過程中操作人員需要選擇好焊接位置，確保焊接位置靠近中心軸，避免元器件出現變形，或是有不規則扭曲現象出現。所謂的工藝變元指的是在機械結構設計過程中需要嚴格把好施工工藝關，同時結合好圖紙將的工藝產品設計出來，同時借助先進工藝技術的幫助，開發和設計元器件，一旦出現問題要及時對其進行調整。

1.3尺寸變元

所謂的尺寸變元指的是將元器件的形狀改變，以此來達到化，也就是將元器件的長寬高3個基本參數改變。比如，泠沖壓壓彎曲技術，因為材料是能進行彈性變化的，但是需要在泠沖壓之前先變形，同時還要考慮到和計算相關的參數，只有這樣才能使得材料在變元后充分發揮作用，如圖1所示。

2.機械結構創新設計的關鍵點分析

在機械結構設計中設計人員需要重點考慮好防腐性能，在選擇材料和零部件的過程中需要考慮到如圖2所示因素的影響作用，另外，還需要考慮到如下元素：設計防腐設備：機械設備需要給予其完善的空間，特別是需要確保其處于干燥的環境中，淤積介質千萬不能出現，這樣可以有效減少設備的腐蝕。結構間隙腐蝕：在設計結構過程中，一般都會出現結構盲區，這些盲區位于眼睛看不到或是手觸摸不到的地方。這些區域很容易沉淀物質，這些物質不僅能損害機械設備，同時還會對設備造成腐蝕，設備的使用年限會大大降低，主要體現在如下方面：焊接點、鉚接結構和容器襯板結構等。設計人員在設計這些部分時一定不要出現間隙結構，從而將結構質量提高。如果上述問題不能得到解決，就需要將密封間隙增加。如果上面的設計不能達到要求，可以將間隙進行合理擴大，使得設計質量得到保障。避免直接接觸金屬：在結構設計中盡量不要直接接觸金屬，這是因為金屬容易出現腐蝕現象，所以需要將不同的金屬隔離出來。不要出現高濃度梯度：從某種意義上講容易出現沉淀物或是冷凝物，這樣會導致局部勢差出現，從而使得設備的腐蝕速度增快。在機械結構的設計中，需要將最小面積規范體現出來，這樣才能將表面積較大限度地減少，通過分析實驗數據知，球體結構是好的選擇，圓柱體是僅次于球體結構的選擇。

3.化結構設計方案

對于設計方案來說，它會直接影響到機械結構的實際使用效果，所以在設計方案的選擇中需要高度重視，或者是設計出多種方案進行相互的對比和篩選，將方案選擇出來，在對設計方案進行合理分析之后，評價好設計方案，在評價過程中需要采用科學、合理的評價方法，一般使用較多的是模糊綜合評判法。在綜合評定時需要考慮到安全性、經濟指標、社會效益、維修性和可操作性等評價因素的影響。如果是考慮到社會效益的影響，需要考慮到設備是否會經常出現故障等；如果是經濟指標，需要從成本和人員兩方面來考慮；如果是可操作性，需要從施工工藝方面來考慮，主要是從施工技術是否成熟等方面來考慮。所以，綜合上面的因素考慮，在機械結構設計中，需要根據設備的特點對結果進行不斷的優化，這樣不僅能對機械設備進行調整，同時還能對設計結構進行改進。對于結構中的一些關鍵性的結構和零部件要建立起數學模型，這樣才能對其進一步進行優化設計。因為模型能將結構特征真實反映出來，為結構設計的改進和完善提供必要的參考依據，這樣才能綜合性優化。隨著我國當前經濟發展速度的增快，我國的綜合實力的重要衡量參數就是機械設備，所以需要對機械設備的結構設計進行不斷的創新，這樣才能不斷完善好施工技術。隨著我國當前科技創新的發展，機械結構設計也被不斷地進行優化，測控設備的方法也得到了不斷的優化和發展，設計人員的設計思路也需要與時俱進，不斷將自身的創新意識提高，同時不斷引進新的設計理念，使得機械設備結構設計得到不斷地完善和發展。

結語

在設備的使用和更新過程中機械結構設計起到了非常重要的作用，它在很大程度上促進了我國國民經濟的發展。對于機械設計來說找到適合的新方法來替代舊方法是當前需要解決的重點和難點，需要設計人員具有較強的實際操作技能和操作意識，同時不斷優化結構設計，將機械結構設計的思路和理念提高，只有這樣才能提高機械結構設計的質量，實現我國的強國之夢。

作者:杜春艷 單位:恩比爾機械制造有限公司

機械創新設計論文:機械結構設計中的創新設計探析

時代的發展與社會的進步對創新提出了進一步的要求。創新是一個民族進步的靈魂，是一個國家興旺發達的不竭動力，對于機械結構設計來說也同樣如此。對于設計者來說，在機械結構設計中進行創新是一項非常具有挑戰的任務。只有充分了解機械結構創新的必要性，才能取得的設計效果。

一、新時期機械結構設計中創新的必要性分析

時代的發展與科學技術的進步對機械結構設計的思想與理念提出了新的要求。新時期，如何使機械結構設計滿足社會發展與人們日常的工作與生活的需求成為必須迫切思考的問題。解決這一問題的有效途徑就是機械結構設計過程中融入創新精神與創新理念。創新并不是憑空創造，而是在現有理論與實踐的基礎上進行有效的發展。對于機械機構設計來說，設計者就是要思考如何利用已經存在的現代機械設計理念，將其與創新思維相結合，從而實現不同構件、模塊的優化組合，以便制造出能夠滿足人們需求的機械結構部件。新時期機械結構設計創新就是要求設計者能夠從機械結構設計的內在規律入手，不斷實踐。

二、基于變元法的機械結構設計創新

（一）機械結構設計時進行材料變元

機械結構設計離不開材料的科學選擇，可以說機械結構創新的成敗決定了合理的材料選擇。比如說在設計液浮式陀螺時，如果馬達定子殼所使用鋁質材料，而將合金鋼作為轉子軸的材料，那么因為其膨脹系數的不同導致其在運行時可能因為定子與轉子軸向尺寸的變化，導致液浮式陀螺馬達運行故障。所以設計時就必須重視材料變元的科學運用，合理利用材料。

（二）機械結構設計時進行數量變元

眾所周知，完整的機械結構是一個成熟的系統，包含各種不同的零件，這些零件雖然作用不同但是都發揮著作用。在設計時，設計人員就必須不斷計算，并將計算結果與機械結構設計相比對，及時改進。如果發現機械結構設計中存在冗余零件結構，則需要及時更換淘汰。對于機械結構設計的創新就要求設計人員及時調整機械結構的零部件，確保結構設計的科學、合理。設計時可以減少零件或者將部分零件合并，通過減少了零件的數量，提高其互換性，從而提高了機械結構的性能。比如說鑄件的結構性裝必須簡單，此時就應該采用直線型的輪廓。而螺紋連接結構中，要想避免螺絲松動問題，就可以把螺釘、墊圈以及彈簧墊片功能整合，減少零件數量并滿足功能。

（三）機械結構設計時進行位置變元

機械結構設計過程中如果調整零件的位置，則可能導致機械結構產品的整體性能發生變化。在一些機械設備中，其傳動裝置的齒輪要求必須貼合無間隙，但是在加工過程中往往做不到這樣的要求，齒輪的孔距難以得到有效的控制。雖然可以采取其他的設計形式，但是可能又會受到空間的限制。所以設計師必須通過位置變元，以此來不斷調整機械機構各零部件之間的孔距與距離，進而實現創新，改善性能。

（四）機械結構設計時進行尺寸變元

機械結構設計創新時還應該保障機械結構產品的外觀、外形尺寸以及安裝等屬性與要求。所以說，設計者必須保障機械結構設計時的尺寸變元，不斷找到的零件應用尺寸，實現零件應用方案的優化。除了要注重零件的性能外，還應該對零件的外形、尺寸進行一定的變化或者修正，保障機械結構運轉的正常。在平時對機械結構設計時，應該盡量縮小零件的尺寸并且將機械結構設計模塊化，以便內部零件的不斷協調運行。這樣可以直接縮小機械結構的外形。

（五）機械結構設計時進行形狀變元

設計人員要關注機械結構中零件表面極其整體形狀、輪廓等，通過設計實現零件形狀的改變，從而改善機械結構的性能、外形或者功能。例如在設計某一機械結構時，要求其發揮彈簧壓力壓緊零件，就可以在設計時將彈簧類型（壓簧、拉簧、扭簧、板簧等）和被壓零件形狀（圓柱面、平面、螺旋面、球面等）進行反復組合，在所得到的各種方案中選擇組合。

（六）機械結構設計時進行連接變元

機械結構設計中的連接方式與方法比較多，不同的機械結構需要選擇不同的連接方式。所以設計人員要具有將不同連接結構以及連接方式進行相互調換、調整以及改變的思維，從而獲得眾多不同類型的機械結構類型。比如說一些機械部件需要經常拆卸，在選擇連接結構時就應該選用一些既能夠連接也能夠便于拆卸的連接結構。這種類型在生活中可以經常看到，尤其是手機機蓋或者兒童玩具產品中較為多見。

（七）機械結構設計時進行工藝變元

使用不同工藝方法裝配起來的機械結構可能其性能也不同，在進行機械結構設計時應該考慮到這一點，否則可能出現機械結構產品無法滿足設計需求的局面。設計人員所要做的就是要熟練掌握各種加工工藝，并能夠在此基礎上進行反復試驗。通過仔細分析，找到零件結構工藝中可能存在的問題，從而提出相應的修改意見。在一些機械結構設計與推廣中，一些機械結構的加工與制造可能與傳統方法不同，設計人員需要予以極大的關注，以便其能夠保障機械結構的質量與性能。

結語

綜上所述，機械結構設計創新具有非常重要的意義，是滿足人們需求，促進社會進步與發展的不竭動力。對于設計者來說，要不斷探尋機械結構設計的創新點，不斷優化結構設計，利用創新思維、創新理念替代傳統設計理念與方法。這就要求設計者必須具備高昂的斗志、敏銳的觀察力以及源源不斷的靈感，最重要的則是要有較高的專業素質。只有這樣才能不斷創新機械結構設計，滿足社會與生活的需要。

作者：喬石 邵婉 單位：煙臺北方星空自控科技有限公司

機械創新設計論文:機械結構的創新設計及其優化分析

1結構創新設計新方法—變元法

結構設計作為機械設計過程中至關重要的組成部分，所完成的工作是按照的機械原理進行機械圖紙的設計。變元法是由德國科學家發明的方法，主要應用于機械相關設備的結構圖紙的設計，其特點是具有創新性。本文針對變元法作出了一定的修改和完善，目的是讓這種方法更容易被應用和理解。變元法在機械行業及相關領域有較為廣泛的應用。我們在使用變元法的完成結構設計的過程中，是以完成這種產品的基本結構為前提，再進行其他新型設計思路的研發。變元法的含義主要包含兩個方面：一方面，機械結構方面，這方面的變元法主要包括七個種類；另一方面，針對這部分的變元進行改變，創新性的實現不同種類的結構設計。以下是對7個變元的闡述：

1.1數量變元

數量變元指的是研究機械設備的所有的零部件或構件的全部的外形、工作面以及生產的點、線、面等都看做是構成零部件的基本元素，對這些基本元素的數據進行修改，完成針對機械設備構件的優化的目標。例如：為了實現簡化的目的，在設計鑄件零件的外形時，多使用直線設計的外形輪廓。

1.2形狀變元

形狀變元指的是從機械的形狀方面對機械結構的外形和重要輪廓、加工表面以及所使用零部件的種類和尺寸進行優化調整，進而得出多種結構的創新設計，從而對整個機械進行優化調整。機械設計過程中這類因素的創新是把機械設備的運行原理轉化為設計圖紙的過程。例如，火力發電廠的冷渣機，為了能夠把高溫爐渣以最快的速度降低溫度，技術人員采用了形狀變元的方法對冷渣機進行優化設計，改變原有的單腔體為多腔體，提高了降低溫度速率這一難題。

1.3材料變元

零部件選取多種類型的材料一般會改變這種零件的尺寸，進而生產工藝也會相應的變化，以至于改變了整體機械的外形和構造。我們可以針對材料的改變而設計出多種類型的構造方案。

1.4位置變元

位置變元指的是按照機械設備的構造位置的改變，實現多種類型設計方案的形成。例如，在針對焊縫零部件的焊接方法時，選擇焊縫的位置非常重要，當我們選擇在中心軸附近時，避免了零件由于收縮造成的彎曲變形。

1.5聯接變元

聯接變元指的是在設計過程中應該注意元素的兩個方面：一方面，我們需要確定元素聯接方法的改變。例如，工作中常見的焊接、熱熔連接等；另一方面，我們需要研究針對任意一種聯接方式的不同類型的聯接結構的創新，進而得到不同類型的方案。例如，兒童玩具在設計過程中要盡量做到安全聯接，我們可以設計成卡扣聯接方式，這樣不容易出現小孩誤食螺絲的現象。

1.6尺寸變元

尺寸變元指的是高度、寬度、直線度、彎曲度等方面的內容。技術人員在針對這些元素進行創新設計時，一般側重于改變零件的尺寸。完成對機械系統構件完善的目的。例如，技術人員想提升粉碎機的物料目數，針對動力副在整體機構上的相對位置做出了改變，進而完成了粉碎目數的提升，效果是原來的2倍。

1.7工藝變元

設計和工藝的關系是相互銜接和相輔相成的。每種零部件的加工方法和制造工藝各不相同，各類零部件與設備的加工和制造質量、生產周期、成本和使用年限也千差萬別，進而制約著設備產品的構造。按照相應產品的工藝特性，結合使用以上7類變元，按照進行根據所設計機械產品的特點,靈活地運用上述7個變元,同時設計者依據所具備的知識、經驗,運用創造性思維方法,如類比、推理、歸納、模擬、想象、直覺及靈感等,可構思出很多種結構方案。

2精密儀器與精密機械結構創新的必要性

當今社會是科技高速發展的時代，測量設備和機械構造的設計理念和方式都進行著完善和提升。如何讓青年人可以快速的適應企業對適應性和才能的要求，成為我們大家亟待思考的問題。因此，在進行實習設計的課程教學過程中，引入前沿的、適應企業需求的人才培養方法和相應的實習方式和裝備變成了必須考慮的問題。所有的測量設備或控制裝置都具有相應的適應所在系統需求的系統或構造，那么在測量設備、控制裝置確定的機械結構設計需求的基礎上，如何使用先進的設計思路和多種類型的機械構造構件進行優化整合，建造適應系統需求的高端機械構件，是我們當前工程設計的重要方法。根據企業對人員的需求，按照建造機械系統和構造的整個階段，依據以往的經驗，側重對機械設計的基礎內容、方式、理念的研究；注重對系統構造的探索；注重研究、分析問題的方式方法和創新水平的提升。建立一整套面向企業所需求的能夠操作精密設備和高科技儀器人才的培養方式非常重要。

3結構方案的評價與優化

為了得到化的方案，我們針對所有的方案都進行了的分析研究，按照模糊綜合評價的方法實現所有方案的評判。首先選定的評判指標是在構造方案的性能標準、經濟效益、可實現性、保養維修以及技術性能等方面進行選取。通過這種的評價方式在所有方案中選擇出最適合的方案。其次是在完成上述評價之后，針對整個系統中主要的零件和構件建立模型，通過對數學模型的的計算完成模型的優化設計。在建立數學模型的過程中，完善數學模型以達到盡量復合機構的運動特征，這樣的數學模型得到的數據結果能夠為機械結構的研究分析和產品優化提供更為真實度數據，最終實現產品結構的結構設計。數學模型可以表達機械構造中的各類變元，但是也有一些變化是不能夠或者較難描述。當我們在優化設計中過度的依靠數學模型的數據，那么我們就被模型所局限而不能實現真正意義上的完善合理的優化設計，同時也很難被應用在實踐當中。另外，我們還應該針對機械結構中的主要零件或者構件進行性和有限元方面的研究分析，針對機械系統中的轉動件和力矩分析，來實現從多角度為機械設備結構進行多方位的優化分析，來實現優化設計的創新研究。

作者：董立占 單位：黑龍江農業職業技術學院

機械創新設計論文:機械結構設計中的創新設計分析

1.變元法的主要內容

1.1對機械設備的材料進行必要的科學變元

在機械結構設計中，選擇合理的材料非常重要。液浮式陀螺中馬達定子殼材料為鋁，轉子軸的材料為合金鋼，鋁的溫度線膨脹系數是22×10-6/℃，合金鋼為16.7×10-6/℃。當溫度變化時，由于兩種材料的膨脹系數不一樣，馬達定子和轉子的軸向尺寸發生變化。將使馬達重心偏移引起對浮子中心的不平衡力矩。采用同一種材料,減少了溫度對陀螺漂移的影響。剩余誤差用電路再進行一次溫度誤差的補償，從而保障陀螺在不采取溫控措施的情況下獲得較高精度。

1.2對機械產品數量進行科學變元

一個完整的產品包含著許多不同的零件，這些零件都將起到了一定的作用。然而，機械設計師可以通過反復推算和設計，對機械產品進行改進，對于那些不必要的零件，盡量給予淘汰。因此，通過對機械產品零件的調整，從而得到更加科學合理的設計。在這種情況下，即可以減少機械零件品種，同時便于企業現代化管理。在陀螺羅經的設計過程中，采用類似零件的合并設計,減少零部件的個數,提高了零件的互換性,并且保障了產品性能的。

1.3對機械設備零件的位置進行變元

機械零件的位置變化，往往會導致產品性能發生根本性的變化，陀螺羅經中的傳動裝置要求齒輪嚙合盡量無間隙，而在加工外環中的齒輪孔距及齒輪都很難得到保障，采用雙聯齒輪軸又受到空間限制,通過用偏心套來調整兩齒輪之間的距離,可以消除齒輪傳動中的空迴。經過驗證,達到了設計精度要求,能滿足產品的整體性能。

1.4對機械設備零件尺寸進行科學變元

高質量的產品,不僅需要好的產品性能,而且還需要滿足用戶對產品外觀、安裝方式、外形尺寸等要求。這就需要機械設計師，利用科學的方法對機械零件進行推算，找出對零件的設計方案，并通過對零件外形的修正與優化，使零件在機械產品運轉中達到好的運轉狀態。我們對液浮式陀螺羅經的內部零件進行優化設計，在滿足強度的同時縮小了部分零件的尺寸，并采用模塊的結構方式,使液浮式陀螺羅經內部零件得到更好協調，從而大大縮小了產品的外形尺寸,減輕產品的重量。

1.5對機械設備的形狀進行科學變元

機械產品中零件的形狀變化往往也會導致整個產品性能發生變化。陀螺羅經中陀螺浮子以氟油作支承，在溫度變化時支承液的體積也要隨著變化。貯液缸蓋上有個通汽孔，缸蓋內有一空腔，支承液體積的變化在空腔內調節。這樣的結構在運動狀態支承液的自由表面會跟隨運動，造成對陀螺的干擾；另外，由于支承液與外界相通，空氣在支承液中的溶解度會隨壓力、溫度、濕度等因素而變化，形成對陀螺的干擾而影響精度。但由于結構簡單，在陀螺精度要求不高時仍被采用。用波紋管對支承液的體積變化進行補償可以避免出現上述存在問題。能在較大程度上降低氣壓、溫度、濕度和加速度等因素對陀螺精度的影響。

1.6對機械設備零件的聯接方式進行科學變元

從機械設計的角度來講，傳統的機械零件的聯接方式有很多種，主要的方式有焊接方式，膠接方式，以及螺紋聯接方式等等。對于不同的聯接環境要用不同的聯接方式，當機械產品的聯接需要非常緊密，并且以后不需要進行拆開的情況下，就需要選擇焊接的聯接方式，例如支架間進行聯接就需要運用焊接方式。如果只是需要零件間聯接在一起，并且需要在初裝、維修等情況下拆開時，就需要選擇螺紋聯接的方式[4]。因此，在機械零件的聯接過程中，具體需要什么樣的聯接方式，需要機械設計師具體問題具體分析。在陀螺羅經的設計過程，大量采用螺紋加彈性擋圈聯接方式,軸與齒輪采用軸銷的聯接方式,保障了零件之間無竄動,也便于產品的裝拆和維修。

1.7對機械設備工藝方法進行科學變元

不同的工藝方法可能會使裝配起來的產品達不到設計的要求，因此，就需要機械設計師掌據零件的加工工藝和熱處理工藝,對關、重件工藝方法進行反復試驗，最終找到最適合工藝過程進行固化,并對重要尺寸進行記錄。然而，對于不同批次、自然時效過短及更換新的材料,則需要對具體情況進行具體分析，對工藝適當更改，滿足產品性能要求。扭絲是液浮式陀螺儀中的重要零件，由于其細長，加工難度很大,所以采用了專用機床、專用工裝和專業技師來完成機加工,對不同批次、自然時效過短的材料進行多次冷、熱處理,大大提高了產品的合格率。

2.結束語

隨著時代的不斷進步，科技水平得到了快速的發展，人們對產品的要求也越來越高。我們已經進入了一個機械化與自動化的時代，我們的生活和工作越來越離不開機械設備。因此，為了提高我們這個時代的生產力水平，讓機械化更好地服務于我們這個時代，就需要機械設計師通過科學的推算和試驗，對機械設計的各個環節進行創新，在保障機械設備安全運轉的情況下，不斷提高機械設備的工作效率，最終推動社會生產力的提高，讓機械設備更好地造福于民。

作者：吳小華 單位：九江市中船儀表有限責任公司

機械創新設計論文:變元法的機械結構創新設計

1機械結構設計創新設計的重要性

隨著社會經濟的不斷發展，我們機械制造技術發展也極為迅速，而且，機械制造是我國重大生產行業之一，對推動我國經濟發展有著極大的作用。但是，我國作為一個機械制造大國，在機械結構設計上卻欠缺太多，很多機械制造都是模仿其他發達國家的機械設計工藝來進行生產的，雖然一些機械結構設計也發生了改變，而從本質上卻依然沒有太大的變動，缺乏自主創新設計，一直引用技術會造成我國的機械結構設計會隨著發達國家的后面走，無法將其真正的超越，而且，很多機械企業認為創建機械研發中心較為奢侈，這樣的思想很難為我國的經濟發展、科技發展帶來更大的推動作用。我國作為一個經濟大國、機械制造大國，不能僅將目光停留在機械的生產制造中，更應將目光放在機械結構設計的創新上，同時要保障機械設計創新不能過于死板，單純的按照其他機械設計進行修修改改的很難從實質進行改變，需要從機械結構、系統等多方位進行創新，同時，還要注重機械結構設計創新人才的培養，這才是機械結構設計創新發展的根本，而且，通過不斷的對機械結構設計的創新，對促進我國經濟發展、科技發展有著極大的作用，更有利于早日超過西方一些發達國家的機械科技水平，從而成為世界機械結構設計創新的“領跑人”。

2機械結構設計中的創新設計

機械結構設計中的創新設計，應切實的走上創新道路，按照科學理論的推理，對其進行科學的設想、勇敢去實踐，這樣才能實現對機械結構設計的創新目的。變元法是機械結構設計創新設計的重要方法之一，而且，變元法的應用范圍也極為廣泛，能夠給設計人員帶來一定的創新思路，主要是對產品的關鍵點進行考慮，再對各個關鍵點的設計進行論證和調整，從而實現對機械結構設計方案的調整，去除以往機械結構設計的老套方案，提升機械結構設計效果，達到對結構設計的創新目的，具體分析如下。

2.1尺寸的變元

機械結構設計中涉及到的零部件較多，而且，各項零部件結構的形狀有著很大的差異性，每個機械結構尺寸、形狀等參數都會根據機械使用的情況進行相應的設定，從而實現機械運行的相應功能。利用變元法對機械結構各個零部件尺寸進行變元設計，實現對形狀、尺寸等參數進行優化的目的，不斷的提升機械的運行效果。另外，在尺寸變元的基礎上，可以對機械結構形態、尺寸等進行創新，主要結合機械市場的發展形勢、機械的使用趨勢等來實現對機械結構的創新目的。

2.2材料的變元

機械結構設計中應用到的材料種類極為繁多，各部分結構都會結合使用情況的不同采取不同的原材料制成，而且每個零部件材料加工的方式也有所不同，同樣材料在加工不同零件的情況下也可能出現不同的加工方式，而最終的目的是要通過合理的加工方式來將材料的效能發揮出來，這樣才能有效的提高機械的使用效率。變元法中所提到的材料變元，主要根據對材料的變元方式來實現對機械結構設計的創新和研究。例如，在對一種材料進行加工的過程中，如果想得到理想的剛性材料的作用，需要將這類剛性材料應用到相應的部件，也可以說，對機械結構的設計，需要根據材料的性能來進行相應的調整。因此說，在對機械結構設計創新的過程中，必須注重材料的性能發揮，這樣才能更好的完成機械結構的創新設計。

2.3工藝的變元

加工工藝技術對機械結構設計的創新有著極大的作用，機械的任何結構在完成理想設計之前，都必須有著的加工工藝作為支持，這樣才能有效的提高機械結構創新的效果。變元法中所提到的工藝變元主要是根據工藝技術選擇的不同，來實現對各個元器件產生相應的作用，從而實現對機械整個結構產生作用。工藝手段與結構尺寸、材料性能等變元有著很大的差異性，工藝手段選取和使用的合理性，直接影響到機械結構的質量和性能，因此，機械結構創新設計必須對工藝手段進行創新設計，利用新穎的工藝手段來確保機械結構設計的創新性。

3結語

綜上所述，隨著社會經濟的不斷發展，機械行業的發展也極為迅速，但是，我國作為一個機械制造大國，在機械結構創新設計領域做的并不好，總是去模仿一些發達國家的機械設計，不利于我國經濟的快速發展，因此，應加強對機械結構設計的創新，才能對我國經濟發展起到推進的作用。通過本文對機械結構設計中的創新設計分析，作者結合自身多年的工作經驗，以及自身對機械結構創新設計的了解，主要從機械結構創新設計的尺寸的變元、材料的變元、工藝的變元等幾方面內容進行分析，希望通過本文的分析，對提高我國機械結構創新設計效率給予一定的啟發。

作者：孫艷芬 單位：江蘇省常州機電職業技術學院

機械創新設計論文:機械結構設計中的創新設計

1變元法

1.1材料變元

那么在機械設計中擁有很多種不同類型的原材料可謂是種類繁多，那么這些不同的材料都擁有自己各自不同的功能等，而這些原材料對于工藝加工的要求又各自不盡相同，只有通過加工以后才能得到想要的理想材料，才能夠達到參數的標準。那么對于有些不可加工的材料就可以運用材料變元法進行新的方案的設計和研究。舉個例子：對于剛性材料的設計方案中，我們通常情況是運用增大面積法來獲得想要得到的理想剛性材料，而對于鐵性材料我們是運用了增強隔板等方法來進行鐵性材料的調整。這些都是運用了變元法來達到的，所謂變元法就是改變一種變量或兩種變量從而達到的結果不變的道理來實現接卸設計中的創新設計的。

1.2數量變元

那么在產品的結構原理中最為基本的就是加工面和工作面這兩個最為重要的基本元素，當然還包括有產品的整體和產品本身等。這些就構成了產品好壞的標準。那么我們就可以通過調節這些元素進行產品的調整得到理想的產品元件。舉個例子：對于一些產品我們的設計力求簡單和實用，主要就是采用了直線形狀的設計。那么對于螺絲來說我們一般為了防止其脫落就使用了彈簧墊來達到防止螺絲松動的目的。而且彈簧墊還可以起到緩沖的目的，那么我們可有把這三種結合在一起形成一個整體，這樣做不僅減少了工作量而且對于產品還方便攜帶和安裝，這就是數量的變元，就是將原來需要三個四個等的元器件將它們進行集成化達到減少元件的目的。我們可以在進行產品施工前就把一些能夠合成的產品進行合成，減少施工量等。

1.3位置變元

那么位置變元從字面意思就可以看出來就是通過調整每一個元件的空間位置來進行改變，這樣就可以達到優化的主要作用。舉個實際例子：那么我們在焊接一些元器件的時候應該把焊接的位置盡量的靠近中性對稱抽的位置，這樣就可以大大減少元器件的變形和元器件的不規則扭曲。那么優化了元器件的位置之后對于一些有限的空間我們就可以騰出一些空間來進行其它元器件的放置和安裝，這將大大節約空間的使用率。

1.4尺寸變元

從尺寸變元可以看出就是講一些元器件的形狀進行改變從而達到優化的目的。我們可以調整的主要就是一些類似于長寬高等元器件的參數。舉個例子：在一些冷沖壓彎曲技術中，有些是需要材料進行彈性的變化的，那么如果非要材料達到方案中的角度就需要在材料冷沖以后再進行一些另外的整形，那么對于這些可以彎曲的材料的角度在進行變元前要進行嚴格的考慮和計算，避免材料不合格引起整體設計的變形和扭曲。

1.5形狀變元

根據形狀變元可以看出這一變元法主要就是對于元器件的整體進行調整變形以后得到一些需要的元器件，這樣就可以達到機械設計的目的要求以及想要的元器件的參數。來達到好的優化效果。舉個例子：充分利用彈簧的彈簧彈性來進行元器件的安裝，那么在進行安裝時彈簧有很多種類型，那么相應的通過彈簧安裝的元器件也就會有很多種不同的形狀，就好像有圓柱型，平面型等等。那么我們可以充分利用這些元器件的形狀來進行設計和優化作用。那么彈簧要考慮它的物理特性不能不起作用也不能過于壓緊，因為前者不能講彈簧的特性發揮出來，而后者將會使彈簧在以后的使用中失去它的彈性作用。那么彈簧一定要保持穩定不能夠輕易的松動，彈簧的特性我們可以充分的利用，因為彈簧不僅體積小而且便于和各個元器件相互進行結合。

1.6分析工藝變元

元器件的工藝技術選取不同也將對于元器件產生不同的影響，這將會對于機械設計的整體結構產生各自的影響。那么如果選取的工藝手段不同得到的元器件的工藝參數和整個元器件的好壞都會有不同的影響。那么我們在進行機械設計時就應該在進行設計施工前對于每個產品的工藝進行要個的把關，結合原來設計的圖紙類容進行工藝的選取，在進行元器件的工藝制作時就應該選擇最為適合的工藝技術來進行元器件的設計和開發。并且一旦發現問題就要及時的進行工藝技術手段的調整和糾正，避免因為工藝技術手段選取的不合理引起的元器件的不合格。

2結束語

對于機械結構設計而言引進變元法具有積極的作用和深遠的意義。那么對于產品設計中元器件而言變元法將起到至為關鍵的作用很有可能將會影響產品的施工質量和好壞。那么對于機械設計而言尋找新的更為合適的方法來代替原來的老方法是目前我們迫切需要研究和進行思考的地方，這不僅僅要求我們的工作人員具有相當高的專業知識而且要求我們的工作人員具有相當高的實際操作意識和深厚的實際操作技能。變元法不僅僅只是能夠運用在機械設計里面，對于我們生活中或者其它的工程施工一樣能夠起到幫助和優化的作用。

作者：萬勝 王誼平 蔣伍 單位：重慶市耐德新明和工業有限公司

機械創新設計論文:行動導向教學法的機械創新設計研究

摘要：在高等院校的機械創新設計課程教學中引入行動導向教學法，實施以工作任務為導向的教學策略，根據學生就業崗位的需求和機械工程設計有關內容，進行教學情景的設計，對提高學生的實際動手操作能力，培養學生的團隊合作能力、專業能力和學習能力有著極為重要的意義。

關鍵詞：行動導向教學法；機械創新設計；教學方法

行動導向教學法的主要特點是以職業崗位為特點，以培養學生的能力為主要目的。機械創新設計是機械專業課程體系中的主要拓展課程，是培養學生運用創新思維和專業方法的能力。將行動導向教學法引進到該門課程的教學過程中，強調培養學生的心智技能和動作技能。不僅實現專業培養的目標，更在于將未來職業對創新型人才的要求顯性地落實到當前教育活動中。

一、行動導向教學法的實施因素

行動導向教學法中強調將學生個體作為教學行動的主體，將教師作為教學活動的指導，教學目的是提升學生的專業能力和實際應用的能力。教師在授課過程中所追求的教學目標，應該結合目前學生就業崗位的實際需求，選擇合適的教學內容，設置合理的教學情景，最終達成期望的教學目標。要想將行動導向教學法順利實施，需要保障以下的因素能夠達成：1）確定課程的職業教學的目標。職業教育的目的是培養動手能力強、專業素養高的企業品質員工。通過對就業于機械制造企業的專業畢業生情況調查，以及對專業崗位需要的社會能力、方法能力、語言表達與思維能力、學習與創新能力等進行系統分析，從而確定本課程的教學目標和需要達到的職業基本能力目標。2）確定課程順利實施的指導性原則。順利實施行動導向教學法，應該具備資訊、計劃、決策、實施、檢查和評估這6個環節，并且缺一不可。通過整套流程，實現將學生的被動式學習轉化為主動式學習，體現對學生的自主學習能力與與創新方法能力的教育目標。需要教師向學生提供必要的學習資訊和創設合理的教學情景，使得學習過程變得豐富而生動。3）做好行動導向教學法的教學規劃。首先應該了解該職業活動的基本領域和基本的職業法規，由工作內容來確定學習內容，這樣確定出的教學目標和教學規劃才更具有實踐意義。在教學規劃時，可以采用項目實施法、工作站法和頭腦風暴法等來組織課程；要結合學生的實際基礎設計好每一個教學單元和選題任務；采用多種手段和教學媒介調動學生學習的積極性，以達到良好的教學效果。

二、行動導向教學法在機械創新設計教學中的實施

機械選型和零件結構設計是機械專業學生的重要基本能力之一。機械創新設計的課程任務，是幫助學生從機械傳動組合、零件的功能與結構等角度進行再審視和分析，學會運用創新思維和技法對其重新定義，進而嘗試作出較合理的簡單改造或創新設計。這里以減速器的結構創新為例進行分析，其基本的教學實施過程如下：1）咨詢階段。首先教師給學生布置工作任務，引導學生觀察學習各種減速器的工作原理、輪系應用、減速器的結構和標準等，讓學生通過自學和發現疑問。有助于學生較好地熟悉和掌握減速器的作用特點、基本類型和優缺點評價，并且能夠了解減速器的方法和拆卸方法。2）決策階段。首先對減速器的傳動與結構進行再分析。通過反復的裝卸、調整和小組分析討論過程，在學生掌握了資料檢索查閱能力、典型機械傳動初步計算能力之后，教師提出任務要求，讓學生對減速裝置進行整體或局部的創新構思設計，擬設出符合基本原理的多種可能的創新方案。3）計劃階段。學生運用所具備的機械分析與計算能力，再對傳動方案進行分析選擇評估，對裝置傳動比進行合理分配計算，使得方案符合評價標準。確定創新設計方案，從而實現對減速裝置的創新設計目標。4）實施階段。在這個教學階段，教師帶領學生進行創新型減速器的輪系原理的組裝、搭建和調整等基本的操作項目。學生在完成拆裝、搭建驗證和具體設計以后，再進行結構創新方面就會變得比較簡便。5）檢查階段。在這個教學階段，教師應該指導學生在減速器的拆裝調整中，實施安裝、齒輪齒襯和精度等方面的測量任務，學會灌注潤滑油、檢測和更滑零件和調試等技能。6）評估階段。在此階段，教師和學生分別對已經完成的創新成果和搭建實驗項目進行評價，并提出改進意見和建議。學生從中獲得評價能力、語言表達能力和總結分析能力的培養。通過整個過程的學習，學生在掌握對減速裝置的拆裝調整和傳動方案分析的能力基礎上，完成了機械傳動與結構的。

三、教學實施過程中需要注意的問題

在機械創新設計教學中實施行動導向教學法，需要注意以下幾個問題：1）要有科學的教學設計。充分結合學生的知識基礎和學習能力設計教學情景，并能根據反饋信息適時調整。盡可能采用多種手段結合的方式，調動學習興趣和培養學生自主學習能力。2）合理安排教學內容。應考慮學生的心理特征和學習特點精心組織教學題目，巧妙地引導學生的思維，實現知識與能力目標。教師是整個教學過程的引導者和組織者，要重視學生搭配分組情況，保障每組都能完成課題任務。3）及時進行學習效果的評價。可以采用學生自評、互評和教師評價等相結合的方式。評價的內容主要包括解決問題的思路、使用的方法和技能和學習態度等幾個方面。

四、結語

在使用行動導向教學法進行機械創新設計教學的過程中，通過將真實的教學項目引進到實際的教學過程中，能夠極大程度地調動學生的學習積極性，從而充分體現出以學生為主、教師為輔的教學理念。在整個教學過程中著力營造學生自主學習的氛圍，改變傳統的以教師為教學中心的教學理念，培養學生的實際動手操作的能力，對提升學生的綜合素養有著至關重要的作用。

作者：陳耀華 單位：湖北三峽職業技術學院