机 械 创 新 设 计

第一篇：机械创新设计

机械创新设计

推动社会发展的源泉和生命在于创新。创新是发现或发明新思维、新理论、新方法、新技术或新产品。机械创新设计是一个极其重要而又困难的实践性较强的研究课题。目前我国创新设计方法研究虽然已取得一些成果, 但创新学还处于发展初期, 各种不同理论及工具不断涌现, 远没有形成普遍可以接受的统一理论体系。

进行机械创新设计要有 2个必要条件: 一是充分获取适用的知识: 二是要使用符合创新设计思维并能激发创新思维的设计系统。由于人类的创新设计思维模式是在长期的成功设计经验中总结形成的, 设计过程充满了矛盾, 所获取的知识应有助于矛盾的迅速解决, 这就要求设计辅助系统必须符合创新设计思维规律。然而在现有国内高等学校的机械专业中, 却很少有关机械设计创新的课程, 致使很多从该专业毕业的学生尽管具备有关的基础知识却难以从事创新的设计。现根据多年机械设计的实践经验, 谈谈机械设计的创新, 以供同行参考。机械创新设计研究的目的和意义

开展机械创新设计研究的目的不仅是提高自身学术水平, 更主要是获取较大的经济效益和社会效益。其意义在于:(1)机械创新设计的深入研究将为人们发明创造新机器、新机械提供有效的理论和方法。

(2)机械创新设计研究能加速机械专家智能化, 实现真正的 ? 专家? 系统, 有利于加速机械设计水平向自动化、智能化、最优化、集成化实现。

(3)创新设计的机械产品提高了产品在同类产品中的竞争力, 特别是当专利产品技术形成产业化的时候, 可以创造出较高的经济效益及社会效益。

(4)在机械创新设计的实践中培养了设计人员的创造性思维, 增强了其创新能力, 提高了人们进行创新设计的自觉性及技术上的可操作性, 使机械创新设计成为一种工具或手段, 这样, 就促进了新产品的繁荣与更新, 为社会创造了财富。机械创新设计的研究对象

所谓机械创新设计(MCD)是指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(含理论、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。它包含 2 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、适用性等;二是创造设计出新机器、新产品, 以满足新的生产或生活的需要。机械创新设计是建立在现有机械设计学理论基础上, 吸收科技哲学、认识科学、思维科学、设计方法学、发明学、创造学等相关学科的有益知识, 经过综合交叉而成的一种设计技术和方法。由于机械创新设计过程凝结了人们的创造性智慧, 因而其产品无疑应是科学技术与艺术结晶的产物。除了应该具有产品的技术性能、可靠性、经济性和适用性外, 还应该反映出和谐的技术美, 如造型的美学性, 具有圆满的审美价值机

械设计一般可分为方案结构设计、运动设计及动力设计 3 个阶段, 其中, 方案结构设计最需要创造性, 设计难度也最大。常规设计一般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, 其主要内容是进行尺度设计及动力设计。而相对传统设计而言, 机械创新设计特别强调了人在计过程中, 特别是在方案结构设计阶段中的主导及创造性作用。机械的创造发明人多属于机械结构方案的创新设计。机械创新设计技术

机械创新设计技术是一门有待开创发展的新的设计技术和方法, 它和机械系统设计、计算机辅助设计、优化设计、可靠性设计、摩擦学设计、有限元设计等一起构成现代机械设计方法学库, 并吸收邻近学科有益的设计思想与方法。随着认识科学、思维科学、人工智能专家系统及人脑研究的发展, MCD正在日益受到专家学者的重视。一方面,认识科学、思维科学、人工智能、设计方法学、科学技术哲学等已为MCD 提供了一定的理论基础及方法;另一方面, MCD 的深入研究及发展有助于揭示人类的思维过程、创造机理等前沿课题, 反过来促进上述科学的发展, 实现真正的机械专家系统(MES)及智能工程(IE)。因此, MCD 是MES、IE等学科深入研究发展进程中必须解决的一个分支,它要求能真正为发明创造新机械和改进现有机械性能提供正确有效的理论和方法。

MCD要完成的一个核心内容就是要探索机械产品创新发明的机理、模式及方法, 要具体描述机械产品创新设计的过程, 并将之程式化、定量化,乃至符号化、算法化。机械创新设计思维的 2 个原则

机械设计过程是从功能要求到作用原理, 再到物理结构的映射过程。我们在创新设计思维过程中, 应该把握好 2 个基本原则:(1)最短路径原则

在明确产品的功能要求后, 就应检索出最佳设计实例, 这样可以最迅速接近目标, 然后运用价值工程方法, 找出价值较低的极少数组件作为研究对象, 再分析所得对象存在的矛盾, 尝试做最小变动以解决矛盾, 如矛盾没有解决, 就要做更大变动或扩大研究对象范围, 最后得出最优结果。通过这种途径所消耗的能量最少, 体现了最短路径原则。

(2)相似性联想原则

联想就是找出事物彼此相似性的创造力(相似性是指事物间的内在联系)。判断联想是否合理的依据是相似性, 相似性由已有产品实例确定, 当多种产品实例可满足同一功能要求, 那么它们用于实现该功能的作用原理及物理结构具有相似性。在设计中, 功能要求、作用原理与物理结构可作为实例索引, 因此, 可统称它们为索引项目。同一索引的不同类索引项目之间的联想可称为纵向联想, 而不同索引的同类索引的联想可称为横向联想。

功能创新是根据产品市场需求, 将各种相互关联的功能信息进行搭配、组合, 产生新的满足要求的功能。原理创新是从功能要求(系统产生的或已知的)出发, 通过技术分析, 寻求不同功能在原理上的重组, 从而实现原理创新。结构创新是指在设计后期, 对功能、原理创新的结果匹配以对应结构化设计方案(包括各个结构对象自身及其相互间的连接关系、控制关系等)。

图1 计算机创新设计系统的组成。实现创新的关键阶段是产品设计早期的概念设计阶段, 它既是产品设计的首要步骤, 也是最富有创新的步骤。概念创新设计的关键技术及其实现方法如下:(1)信息建模技术

一般情况下, 总体功能往往包含着许多子功能。而每一种功能可以由不同的结构来实现。故存在组合、协调和评价筛选的问题。在功能设计阶段, 传统的 CAD 建模技术己不能适用现代设计的需要, 在支持概念设计的建模技术中, 功能信息应代替几何信息占主导地位。因此, 功能建模应是研究的重点。

(2)智能支持技术

当前, 在人工智能系统中应用的人工智能技术, 主要有专家系统、人工神经网络、遗传算法、模糊系统。它们各有长短。为了构造性能较好的应用智能系统, 建议综合应用(集成)专家系统、模糊系统两种技术, 以独立、并行地实现对设计过程中人机交互、设计操作、辅助创新、设计评价等环节的支持。

(3)集成设计技术

集成主要由信息环境集成和设计环境的集成两个构成。笔者认为采用数据库集成方式可以方便地实现系统集成问题。随着 CAD 技术朝着数字化、集成化、网络化、智能化的方向发展, 未来的设计系统必然是以人为核心的人机一体化智能集成体系。6 几点建议

(1)要有敢于创新和寻根究底的精神。机械设计的创新实际上就是根据已知需求探寻最佳的设计方案。任何创新可行方案都是需要实践来验证的。但要提出一种试探方案, 需要具备有关的专业知识。专业知识渊博, 可提出的试探方案就愈多, 在短时间内找到较好方案的可能性就愈大。每找出一种试探方案, 都应从理论上分析它的可行性。有条件的话, 最好通过计算机仿真技术来进行仿真检测和验算, 逐步检验它的原理是否可行, 结构是否复杂, 造价是否低廉, 操作是否方便, 工作寿命是否长久等等, 最后决定取舍。若存在问题较多且难以改进则应考虑另找新的试探方案。只有把各种试探方案进行反复论证、比较、筛选和完善才有可能得到较佳方案。使结构方案逼近最佳状态的条件是设计者要有查漏补缺的知识和能力, 更要有穷追不舍和坚忍不拔的精神。许多事情就如隔着一张窗户纸, 只要被捅破也就没什么, 但要第一次发现它却往往要经过冥思苦想的过程, 当设计思路出现山穷水尽时, 就要换位思考, 常常会出现柳暗花明的局面。

(2)要善于古为今用、洋为中用。在谋求最佳方案的过程中, 已经成熟的技术可以直接拿来应用, 而不必每个环节都进行创新。

(3)要具有较好的自学能力。机械设计所涉及的知识是比较广泛的, 设计者要能针对创新过程中遇到的困难参阅有关资料进行自学或独创的理论分析。只要有必胜的信心, 遵循设计创新规律锲而不舍地进行探索, 最佳的设计方案就一定能够找到。

第二篇：机械创新设计

学习机械创新设计后的感想与收获

机信087 王橙岩 08080803110239

机械创新设计技术是一门培养学生创新意识、提高学生综合素质、启发创新思维、注重工程能力培养、介绍机械创新设计方法与机电产品制作实践的课程。而机械创新设计正是以培养学生主动实践、工艺实践及创新能力的一门课程。

通过老师的讲解与播放多媒体典型机电产品设计案例的分析与指导，使我进一步了解了创新设计、产品制作的过程与方法。紧接着老师让我们分组亲自动手设计一件物品，在实践中我培养和锻炼创新能力，加深了知识的理解与动手能力。机械创新，精髓便在创新二字，虽然身在大三，阅历尚浅，然则阅历过多则多会犯经验主讲之错误，很多人也由于知识过多而导致思想严重保守，从而失去了创新能力，因此从这一方面看，阅历少既是我们的劣势，同时也是优势，劣势在于我们所接触知识不多，从而导致思想与实际情况相脱离甚至相违背，而优势则在于思想不受限制，许多突发厅想便在瞬间产生，其摆脱传统，得到创新。很多人谈到设计首先想到的是“我的能力不足，我的学历不够”首先就进行了自我否定，认为设计是一件很难的事，是一件常人很难企及的事。其实设计并不是灯塔上的明珠，难以企及，只要我们注意生活、观察生活中的不足，就一定能设计出我们想要的产品。

以前听电视上讲了一个未读完初中的保安，觉得现现代马桶不好用，尤其是那种自动抽纸的马桶。所以想方设法对其进行了改进，最后经过一年的努力终于发明了一种机械式马桶。很多大公司纷纷找上

门要购买其专利，有的甚至高达两百万。值的我们深思的是，这些公司人才济济，而且都是名校的高材生„„

一个未念完初中的人，让一群高材生都汗颜。他没有什么特别之处，但他有那种敢想敢做的精神，并为之不懈努力。他没有认为自己该有什么文凭，所以设计发明也是大众的事，人人都是发明家，人人都是设计师。

另外我们研究学问的同时我们也要更多的注重人际交往的能力，交往是更好的合作的前提，只有更好的交往才能更好的合作，才能做出最棒的产品，我们可以想象一个不会交往的人，纵使他在有才华，也是很难做出一件十分完美的产品的，因为一个人的力量，一个人能想到的问题，一个人的创意毕竟有限，只有依靠大家的力量，通力合作才能做出更伟大的成就，我们可以想象在现在这样一个科技发展迅速的世界里，时间就是金钱，时间就是效率，只有抓住时间通力合作，才能缩短时间，才能缩短上市时间，才能抓住商机，创造更大的价值，所以交往并非是演说家的专利，更是技术家的专利，交往是每个人应该掌握的一门技能，它不但服务于我们的社会生活，还可以服务于我们的工作学习，所以交际是一门学问，每个人都要学习的。

我们平日所学习的，多为课本上的理论知识，然而无数事实证明理论与实际是有区别的，理论上成立的东西实际上可能很难完成，除此之外，我们在实践中亦可以学习不少课本上从未出现的东西，通过学习这些，我们的动手能力与实践能力在很大的程度上会有所加强，从而使自己的综合素质能够上一个台阶，这些对我们进入社会都会有

十足的好处，毕竟，现代社会追求的是拥有综合素质的人才，只有在大学里通过积极参与各项活动，才能充分地锻炼自己，才能使自己的能力得到锻炼，才能使自己成为社会需要，用人企业需要的人才，这样才不辜负自己在大学的几年学习。

第三篇：机械创新设计.

机械创新设计实训设计说明书

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实训班级：组长姓名：组员姓名：组员姓名：组员姓名：组员姓名：组员姓名：组员姓名：组员姓名：

学号：学号：学号：学号：学号：学号：学号：学号：

摘要..................................................................................................................................................3 1 课题背景及意义...........................................................................................................................3

1.1 课题背景............................................................................................................................3 1.2 创新设计意义....................................................................................................................3 2 设计条件与要求...........................................................................................................................3

2.1..............................................................................................................................................3 2.2..............................................................................................................................................3 2.3..............................................................................................................................................3 3 方案选择.......................................................................................................................................4

3.1..............................................................................................................................................4 3.2..............................................................................................................................................4 3.3..............................................................................................................................................4 4 结构设计.......................................................................................................................................4

4.1..............................................................................................................................................4 4.2..............................................................................................................................................4 5 分析计算.......................................................................................................................................4

5.1..............................................................................................................................................4 5.2..............................................................................................................................................5 6 创新点及应用...............................................................................................................................5

6.1..............................................................................................................................................5 6.2..............................................................................................................................................5 6.3..............................................................................................................................................5 7 总结..............................................................................................................................................5

7.1..............................................................................................................................................5 7.2..............................................................................................................................................5 8 参考文献.......................................................................................................................................5

摘要课题背景及意义

1.1 课题背景

1.2 创新设计意义设计条件与要求

2.1

2.2

2.3 方案选择

3.1

3.2

3.3 结构设计

4.1

4.2 分析计算

5.1 理论分析与计算

5.2 工作原理创新点及应用

6.1

6.2

6.3 总结

7.1

7.2 参考文献

附图：附图一附图二 …… 附图N

第四篇：机械创新设计

机械创新设计中的机构创新设计

摘要

机械创新设计是指规划构思出新颖有价值的机械产品的活动过程，而机构创新是机械创新设计的一个重要方面。本文首先简述了机械创新设计的内涵，随后针对机构创新方面进行了举例说明，最后以折叠式担架车为实例对机构创新在机械设计创新中的应用进行了简要介绍。关键词

机械创新设计机构再生原理

一、机械创新设计概述

1、引言

机械设计是指根据使用要求对机械的工作原理、结构、运动方式、力和能量的传递方式、各个零件的材料和形状尺寸、润滑方法等进行构思、分析和计算并将其转化为具体的描述以作为制造依据的工作过程。一般来说，机械设计分为以下几步：第一步就是敢发现问题，感悟需求；第二步是弄清问题的本质；第三步是寻求问题的科学原理解，解决问题都是要遵循科学原理或利用科学规律、现象；第四步是选定科学原理解，规划工艺动作，规划功能；第五步是机械系统的构思，尺度综合；第六步是机械系统的评价选优；第七步是对被选定机械系统作结构设计；第八步是造型包装设计。

创新是以新思维、新发明和新描述为特征的一种概念化过程。起源于拉丁语，它原意有三层含义，第一，更新；第二，创造新的东西；第三，改变。创新是人类特有的认识能力和实践能力，是人类主观能动性的高级表现形式，是推动民族进步和社会发展的不竭动力。

机械创新设计是充分发挥设计者的创造力和智慧，利用人类已有的相关科学理论、方法和原理，进行新的构思，设计出新颖、有刨造性及实用性的机构和机械产品[1]。

2、机械创新设计的内涵

狭义的机械创新设计是指规划构思出新颖有价值的机械产品的活动过程，它的标志是设计产品具有新颖性。广义的机械创新设计应该包括设计思想方法、手段的创新。一般情况下，机械创新设计被理解为狭义的。

从机械的定义、机械设计过程看机械创新设计的内涵主要在以下几方面[2]： 1)产品功能的创新设计。包括满足人类需求的全新功能的产品和增加新功能的产品的创造。

2)完成产品功能的新的科学原理的运用。

3)实现工艺动作的新规划，用工艺动作完成产品功能是机械产品的重要特征。4)机械系统的创新组合。

5)机构创新，包括基本机构的演变创新和机构的组合创新。

6)结构创新。机器由具体的功能结构结合而成，结构元素的变化构成机械创新设计最为具体的部分。

7)检测控制系统创新。8)产品造形创新。

机械创新设计的实质内容是“新”字，构成一个机械产品的某一部分相对于旧有产品而言，具有新颖价值，其设计过程中就进行了创新设计。机械创新设计只是机械设计过程中，对产品规划构思的某些部分作了新颖有价值的设计。机械创新设计只是机械设计中的一个环节，前者不能取代后者。

本文将针对机构创新这一点，阐述机构学相关理论在机械创新设计方面的应用。

二、机械创新设计中的机构创新

1、新机构的创新设计

任何一个设计，其首要工作应明确设计目的和设计任务以及设计出机构应实现的功能。机械系统的功能分析是机构创新设计中非常重要的环节，是后续设计的基础。最基本的功能分析是确定输入、输出运动形式和相关约束条件，从而总结出为实现所需功能所需的机构自由度、各类型构件数目、机构中各类运动副的分配情况等[3]。在进行机械装置的功能分析之后，可根据现有的单铰运动链图谱找出满足机构自由度要求和基本功能要求的单铰运动链，且这些仅含连杆与转动副的所有单铰运动链原型可作为下一步创新综合的基础。

例如，要求设计一个能较精确地实现预期运动规律(将转动变换为移动)的传动系统——凸轮控制机构。则可确定凸轮为原动件，滑块为输出构件，该凸轮要求恒速转动，以驱动滑块沿固定导轨移动。而滑块要按规定的行程作往复运动。按以上要求分析，机构的自由度为l，应选择F=l的运动链，而满足需求的最简单运动链为平面四杆链。由于机构中存在凸轮高副，且输出为移动副，则应对四杆机构进行运动副的替代，不难发现替代后运动链为1R1P1Z[4]形式(R为转动副、P为移动副、Z为凸轮高副)。同时可明确输入运动为转动，构件1为驱动件(即为凸轮)，输出运动为移动，构件3为输出件(滑块)，构件2为相对固定的机架，从而得到其机构简图如图2-1所示。滚子4并非运动链中的构件，在此只是起到减少凸轮副磨擦损耗的作用。

图2-1平面四杆运动链替代后的机构

若要满足力或运动的扩大功能，则可分别选择瓦特链与斯蒂芬森链为原型的六杆运动链并使机构中同时存在凸轮高副和齿轮高副。先来讨论瓦特链的形式，如图2-2所示。根据运动副替代方法，可将瓦特链中的构件2与转动副B和C替代为凸轮副HS，构件l则为凸轮；构件4与转动副E和G替代为齿轮副HS，构件3为齿轮，构件5为齿条也即是滑块。接下来确定出三元素杆6为机架，即可设计出机构运动简图，如图2-3所示。图中l为主动凸轮，通过主动凸轮带动齿轮3摆动，再通过齿轮齿条的啮合，实现滑块5的往复移动输出，达到预期功能。

图2-2 替代后的瓦特链

图2-3 根据瓦特链创作的机构

再来看斯蒂芬森链，如图2-4所示。可将构件2和转动副B和C替代为凸轮副HS，构件1则为凸轮；构件5与转动副E和F替代为齿轮副HS，构件3为齿轮，构件6为齿条。此时三元素杆3既是与凸轮连接的从动杆，又是齿轮。三元素杆6则

既可能成为带固定齿条的机架(如图2-5a所示)，也可能成为与机架通过移动副连接的齿条滑块(如图2-5b所示)。从而可能得出两种不同结构的机构。

图2-4替代后的斯蒂芬森链

图2-5 根据斯蒂芬森链创新出的机构

图2-5a方案是以构件6为带固定齿条的机架，当输入转矩驱动凸轮1转动时，利用凸轮传动使齿轮3实现往复摆动，由于齿轮3与机架6所含齿条的啮合，齿轮3的中心相对于机架6成往复直线运动，再通过齿轮3与滑块4的铰接，最终形成滑块4相对于机架6的往复直线运动输出。图2-5b方案是以构件4为机架，通过凸轮驱动输入转动，再通过凸轮1将转动传递给齿轮3，齿轮3与滑块齿条6啮合，使滑块齿条6相对机架4作往复移动输出。在上述方案中为减少凸轮上的磨擦损耗均采用了滚子结构。

2、基于原机构的再生创新与综合

另一种基于现有装置的再生创新综合，其设计全过程可分如下5步：(1)明确所设计机器的功能要求，并作相关调研；(2)根据已有的机构将其转换成仅含构件和转动副的单铰运动链；(3)是根据原型单铰运动链的基本特性进行构型综合，即在机构自由度保持不变的情况下，根据需要可适当调整原机构杆件数，并对其各类运动链型综合而获得所有独立异构的运动链；(4)是根据设计的功能需求与约束条件，选取满足条件的运动链，并进行机构的演化与创新；(5)最后进行机构的结构化设计，得到机械装置的运动简图[5]。现以一个凸轮控制机构的创

新设计为例作简单讨论。

已知一凸轮控制机构使一个大质量M，按给定的行程D作往复运动，要求根据创新综合方法，提出其它设计方案，并要求比原机构能获得更大的机械效益。

首先应明确机构设计的基本功能是用机械效益大的凸轮控制机构去驱动连接点P，同时机构的自由度应为1。为简化问题，仅研究驱动点P之前的传动机构，它是F=1的凸轮摇杆机构，其对应运动链如图2-6所示。

图2-6 传动部分运动链图

接下来进行运动链的综合。因创新机构需要获得更大的机械效益，故应考虑增加机构杆件数。为保证自由度不变，最少应增加2个杆件，则得到新装置应为六杆运动链，它仅有2种独立异构型式，即瓦特链与斯蒂芬森链。以斯蒂芬森链为例，根据功能需求进行结构的演化。因该装置为凸轮控制机构，必然进行运动副的替代，即用一个凸轮副去替代运动链中的一个二元素杆与2个转动副，故得到演化后运动链，如图2-7所示，其中虚线表示的Hs即是凸轮副的替代部分[6]。

图2-7 斯蒂芬森链的代替

3、机构创新设计应用实例

折叠式担架车车能在急救中快速实现担架与担架车的转换，大大降低了急救时间。

图3-1 折叠式担架车的机构运动简图

如图3-1所示，台板承担病人，支杆和连杆通过若干个转动副与台板相连。该设备中应用了4个万向轮，同高度的4个为一组，展开时一组工作，折叠时另一组工作。连杆之间由转动副连接，该担架车由2套这种杆机构组合而成，其中左右对称的支杆－触板连杆－短连杆分别组成2套复合铰链。根据需要该车有2个工作状态：高位工作状态和低位工作状态。高位工作状态是该车作为担架车急救时推行所用；而低位工作状态则是该车作为担架或进入救护车时所用[7]。

当需要将担架车折叠或将其推上救护车时，只需要挨着锁死挂钩的急救人员将挂钩7旋转就可以打开，如图2所示。其后面的急救人员用力向前推，前面的支杆3’撞到车沿，向里面扣进来。由长连杆6’，短连杆5’和触板连杆4’组成的杆机构也就是E点向右上方移动，之后带动长连杆6’，在连杆6’的作用下，向右拉动支杆3，支杆3也随动向里面扣进去。随后由触板连杆4，短连杆5和长连杆6组成的杆机构，也就是B点向左上方移动，带动长连杆6，同时又给支杆3’ 一个向里面扣的力。这样就实现了自动平稳折叠的功能。在支杆全部收进去后，旋转挂钩，挂在车体的台板L点的柱销上，就实现了折叠时的锁死，其示意图如图3-2所示。

图3-2 折叠式担架车示意图

如果想要将担架车展开，只要将L点挂钩旋转，向外扳动一个触板连杆。例如扳动触板连杆4’，如图3-3所示，由连杆组成的转动副短连杆5’和触板连杆4’运动到一条直线上。连在E点的长连杆6’驱动支杆3展开。长连杆6也就是H点向右下方运动，同时驱动触板连杆4，短连杆5组成的转动副成一条直线，驱动支杆3展开，最后经长连杆之间它们相互作用成展开状态。展开后将挂钩挂在支杆的柱销上进行锁死。

图3-3 折叠式担架车的折叠状态

结论

进行机械创新设计要有两个必要条件：一是充分获取适用的知识；二是要使用符合创新设计思维并能激发创新思维的设计系统。运用机构学原理进行机械设计创新，首先要学习掌握相关的机构理论与已有的结构，才能在创新思维的指导下进行创新设计。参考文献

[1] 潘兆庆，周济.现代设计方法概论[M].北京：机械工业出版社，1991.[2] 孙建明.浅谈机械创新设计[M].全国机械设计教学研究，2005：52-54 [3] 黄茂林，秦伟.机械原理[M].重庆：重庆大学出版社，2002.[4] Johnson R C.机械设计综合[M].陆国豪，译.北京：机械工业出版杜.1987.[5] 罗金良，黄茂林.自适应运动链的构型综合及应用研究[J].机械设计与研究.2006，22(5)： [6] 冯俊.机构创新综合方法的应用[J ].机械设计,2009(4):45-47.[7] 王志学，刘一鸣，贾连斌，王凤兰.折叠式担架车机构创新设计[J].机械设计，2010（8）：

第五篇：机械创新设计

《创新设计》单元测验1

一、单项选择题

1、齿轮轮齿的啮合所构成的运动副属于（）。(C)A、移动副 B、低副 C、高副 D、转动副

2、新产品设计开发的第一个阶段是（）。(B)A、研究设计阶段 B、调查决策确定阶段 C、样机试制阶段 D、方案设计阶段

3、机械零件由于某些原因不能（）时称为失效。(C)A、工作 B、连续工作 C、正常工作 D、负载工作

4、下面不属于机械零件的失效形式的是（）。(D)A、整体断裂 B、过大的残余变形 C、表面破坏 D、摩擦

5、下面不属于机械零件的设计准则的是（）。(A)A、美观准则 B、刚度准则 C、强度准则 D、可靠性准则

6、通常把机构解释为（）。(A)A、具有确定相对运动构件的组合B、具有确定相对运动元件的组合

C、具有确定相对运动机件的组合 D、具有确定相对运动零件的组合

7、在平面机构中，机构的原动件的自由度应为（）。(B)A、0 B、1 C、2 D、3

8、在平面机构中原动件数目（）机构的自由度时，该机构的运动将不完全确定。(C)A、大于 B、等于 C、小于 D、以上都不正确

9、平面机构具有确定运动的条件是（）。(B)A、机构的自由度大于零

B、机构的自由度等于原动件数

C、机构的自由度大于1 D、机构的自由度小于零

10、在一个零件的磨损过程中，代表使用寿命长短的是（）。(B)

11、国家知识创新体系包括（）。(D)

A、知识创新体系 B、技术创新体系 C、知识传播系统和知识应用系统 D、以上均是

12、目前世界上的发明专利（）掌握在发达国家手里。(A)A、90% B、80% C、70% D、60%

13、我国关键技术对外依存率达到（），与发达国家的差距还非常大。(B)A、40% B、50% C、60% D、70%

14、美国经济学家舒彼特在1912年出版的“经济发展理论”中提出创新的具体内容包括（）。(D)A、采用新技术 B、生产新产品 C、研制新材料和开辟新市场 D、以上均是

15、在国际竞争中，国防、工业、农业等领域内的竞争越来越表现魏科学技术能力和人才的竞争，特别是（）的竞争。(B)A、高技能型人才 B、创新型人才 C、高学历型人才 D、科技复合型人才

16、从创新的内容来看，一般把创新分为（）。(C)A、知识创新和技术创新两部分 B、知识创新和应用创新两部分 C、知识创新、技术创新和应用创新三部分 D、应用创新和技术创新两部分

17、知识创新又称为（）。(C)A、技术创新 B、应用创新 C、理论创新 D、文化创新

18、社会实践中，创新方式指（）。(D)

A、由无到有的创新 B、从由到新的创新 C、凭空创新 D、包括A和B项

19、自行车和缝纫机应属于（）。(A)A、机器 B、机构 C、通用零件 D、专用零件 20、一般的机械钟表应属于（）。(B)A、机器 B、机构 C、通用零件 D、专用零件

共 3 页第１页

21、（）可以用来代替人的劳动，完成有用的机械功或实现能量转换。(B)A、机构 B、机器 C、构件 D、零件

22、构件是机器中每一个独立（）的刚性单元体。(B)A、制造 B、运动 C、分析 D、设计

26两构件在未构成运动副之前，在空间中它们共有（）个相对自由度。(D)A、3 B、4 C、5 D、6

29、在平面机构中，如果引入一个平面低副（转动副和移动副），则提供（）个约束。(B)A、1 B、2 C、3 D、4 30、在平面机构中，如果引入一个平面高副，则提供（）个约束。(A)A、1 B、2 C、3 D、4

二、多项选择题

1、(ABCD)要进行机械创新首先应了解机械原理（）方面。

A、机构结构和运动分析基本知识 B、机器动力学

C、常用机构的分析与设计 D、机械系统的方案设计

2、机械原理研究的对象是（）。(AD)A、机构 B、构件 C、运动副 D、机器

3、机构结构分析的主要内容和目的是（）。(ABCD)A、研究机构的组成及机构运动简图的绘制

B、掌握机构具有确定运动的条件 C、研究机构的组成原理 D、研究机构的结构分类

4、关于运动副的解释下面的叙述正确的是（）。(ABC)A、运动副是一种连接

B、运动副由两个构件组成

C、组成运动副的两个构件之间有相对运动 D、运动副可以由一个构件组成

5、在绘制机构的运动简图的过程中，下面的叙述（）必须明确表示出来。(ABCD)A、构件的数目和长度

B、运动副的类型、数目和运动副之间的相对位置 C、机构的原动件 D、机构的机架

6、下面关于运动的分类，按照运动副接触部分的几何形状分类的有（）。(ABC)A、圆柱副 B、球面副 C、螺旋副 D、移动副

7、下面的机器是利用机械的振动来工作的有（）。(ABD)A、按摩机 B、振动台 C、发电机 D、振动运输机

8、对于静不平衡的转子，只需要（）就可以获得平衡。(AB)A、在同一个平面内增加一个平衡质量

B、在同一个平面内除去一个平衡质量

C、分别在两个平面内各增加一个平衡质量 D、分别在两个平面内各除去一个平衡质量

三、判断题

1、从运动学的角度看，机构与机器是相同的。（）(A)

3、各种机构都是用来传递与变换运动和力的可动装置（）。(A)

5、机构是把一个或多个构件的运动，变换成其他构件所需运动的确定运动构件系统（）。(A)

6、机器中独立运动的刚性单元体，称为零件（）。(B)

7、一个构件可以是不能拆开的单一整体，也可能是由若干不同零件组装起来的刚性体（）。(A)

8、虚约束对运动不起作用，也不能增加构件的刚性（）。(B)

9、若两个构件之间组成两个导路平行的移动副，在计算自由度时应算作两个移动副（）。(B)

11、当机构的自由度F>0，且等于原动件数，则该机构具有确定的相对运动（）。(A)

12、虚约束对机构的运动不起作用（）。(B)

14、机构的运动不确定，就是指机构不能具有相对运动（）。(B)

15、机构的运动简图是用来表示机构结构的简单图形（）。(B)

16、在绘制机构运动简图时，必须按比例绘制，否则，不能表明构件之间的相对运动关系（）。(A)

18、平面机构中如果有4个构件在同一处用铰链连接在一起，则它们构成了4个转动副（）。B

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19、平面机构中的虚约束，如果制造、安装精度不够时，会成为真约束（）。(B)

21、从机构组成看，机构可看作为构件与运动副的组合，也可以看作为原动件与机架和从动件的组合（）。(A)

22、只要两个以上的构件汇交在一起，并有回转副存在，就一定存在复合铰链（）。(B)

24、机构中有一个固定不动的构件称为机架，故机架相对于地面肯定是固定不动的()。(B)

25、构件是组成机构的基本要素之一，而运动副是机械原理中最重要的概念之一（）。(A)

26、从运动学的角度分析，任何机器都是由若干（两个以上）构件组合而成（）。(A)

27、构件通过运动副的连接而构成的可相对运动的系统称为运动链（）。(A)

29、同一机构因所取的原动件不同，有可能成为不同级别的机构，但当机构的原动件确定后，杆组的拆法和机构的级别就一定了（）。(A)30、当机械自锁时，机械已经不能运动，所以此时机械所能克服的生产阻抗力为小于等于零的值（第３页

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