【正文】 規(guī)性設(shè)計與創(chuàng)新型設(shè)計。 Design前言在機械系統(tǒng)中，無論是確定技術(shù)原理、技術(shù)過程或者確定機器系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)、工作原理、結(jié)構(gòu)布局以至具體零件的尺寸、形狀、制造方法等等，都有個求解的問題。發(fā)現(xiàn)創(chuàng)新的過程中要不斷發(fā)現(xiàn)、探索、想象；要敢于做第一個吃螃蟹的人。分析了機械創(chuàng)新設(shè)計過程中應(yīng)用的技法。所謂求解，就是尋求消除不足之處，達(dá)到希望的結(jié)果或性能。1．1 簡述常規(guī)性設(shè)計與創(chuàng)新性設(shè)計的區(qū)別常規(guī)性設(shè)計以成熟結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，運用常規(guī)方法進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計。理論設(shè)計是根據(jù)長期研究與實踐總結(jié)出來的設(shè)計理論和實驗數(shù)據(jù)所進(jìn)行的設(shè)計。例如箱體、機架、傳動零件的各結(jié)構(gòu)要素等。創(chuàng)新性設(shè)計方法是研究產(chǎn)品設(shè)計方法的綜合類科學(xué)，它涉及的科學(xué)范圍非常廣泛，是多學(xué)科交叉融合的產(chǎn)物，是人們把相關(guān)科學(xué)技術(shù)綜合應(yīng)用于設(shè)計領(lǐng)域的產(chǎn)物。(2)多解性一般來說，解決同一技術(shù)問題的辦法是多種多樣的，要滿足一定目的的設(shè)計方案通常也并不唯一的，任何設(shè)計對象本身都是包括各種因素構(gòu)成的功能系統(tǒng)，其參數(shù)的選擇、尺寸的確定、結(jié)構(gòu)形式的構(gòu)思等都有很強的可選擇性，有很大的思維空間。在基本機構(gòu)中，高副機構(gòu)只有3個構(gòu)件和3個運動副，低副機構(gòu)則至少有4個構(gòu)件和4個運動副。2．1 創(chuàng)新性設(shè)計思維的概念及類型創(chuàng)造性思維是指突破原有的思維模式，重新組織已有的知識、經(jīng)驗、信息和素材等要素，在大腦思維反應(yīng)場中激活后，提出新的方案或程序，并創(chuàng)造出新的思維成果的思維方式要創(chuàng)造，首先要有創(chuàng)造性思維，創(chuàng)造性思維是人類大腦的特有屬性。發(fā)散型思維能力的高低，取決于知識面、想象力，尤其是遷移能力。任何一個機械創(chuàng)新設(shè)計都必然從發(fā)散思維到聚合思維，再從聚合思維到發(fā)散思維，多次循環(huán)往復(fù)，直到解決問題，或創(chuàng)造性思維形成。許多科學(xué)發(fā)現(xiàn)，新產(chǎn)品問世都是通過靈感思維活動創(chuàng)造出來的。(1) 準(zhǔn)備階段 準(zhǔn)備階段的過程是發(fā)現(xiàn)問題→分析問題→搜集問題→形成課題。 (4) 驗證階段驗證階段表明創(chuàng)造性思維不僅注重形式上標(biāo)新立異，內(nèi)容上也要求精確可靠。(3) 創(chuàng)新思維具有突發(fā)性的特點 突發(fā)性主要體現(xiàn)在直覺與靈感上。(1) 獨創(chuàng)性 創(chuàng)新設(shè)計不是單獨的重復(fù)和模仿，而是在自己、前人或他人已經(jīng)獲得的研究成果基礎(chǔ)上新擴展、新開拓。通過發(fā)散、換元、轉(zhuǎn)向等途徑，以獲得新的思路和方案。（4） 機構(gòu)動力學(xué)參數(shù)綜合及其動力參數(shù)優(yōu)選:其難點是動力參數(shù)盈大、參數(shù)值變化域廣的多維非線性動力學(xué)方程組的求解，這是急待深人研究的課題。即在大型空間設(shè)計內(nèi)，基于知識、經(jīng)驗、靈感與想象力的系統(tǒng)中搜索并優(yōu)化設(shè)計方案。(3) 移植法移植法是指借用某一領(lǐng)域的成果，引用、滲透到其他領(lǐng)域，用以變革和創(chuàng)新。例如，卡爾森研究發(fā)明的復(fù)印機，曾采用化學(xué)方法進(jìn)行多次實驗，結(jié)果屢次失敗。創(chuàng)造的原點可作為創(chuàng)造的起點，但創(chuàng)造的起點卻不能作為創(chuàng)造的原點。該種技法是一種群體操作型的創(chuàng)新技法。創(chuàng)新源于個別敢吃螃蟹的人。(2) 無死點機構(gòu)的設(shè)計在曲柄滑塊機構(gòu)中，當(dāng)滑塊為主動件時，機構(gòu)有死點出現(xiàn)。圖44所示為深孔鉆床進(jìn)刀裝置，該裝置在一次鉆孔的自動循環(huán)中能多次進(jìn)刀和退刀。當(dāng)凸輪E回到其原來的正常位置時，凸輪E使開關(guān)F動作，使電動機B停止，同時離合器D脫開。加人手腕以后，驅(qū)動足下臂可以繞上臂的腕關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)。結(jié) 論實際上，機械創(chuàng)新設(shè)計意味著艱苦而扎實的工作，而非異想天開所能解決的事。在創(chuàng)新活動中，只有知識廣博、信息靈敏、理論功底深厚、實踐經(jīng)驗豐富的人，才易于在多學(xué)科、多專業(yè)的結(jié)合創(chuàng)新中和跳躍性的創(chuàng)造性思維中求較大的突破。本論文的順利完成，還離不開其他各位老師、同學(xué)和朋友的關(guān)心和幫助。他們細(xì)心指導(dǎo)我的學(xué)習(xí)，在此，我要向諸位老師深深地鞠上一躬。致 謝在這個將要結(jié)束的炎熱的夏季，花朵將會在秋季來臨之前盡顯它們的美麗芬芳，卻給我們這些將要告別校園的莘莘學(xué)子的不同的意義，是離別的掌聲，是不會哭泣的堅強……在將要結(jié)束學(xué)生生涯的時候，誰不會留戀自己的大學(xué)生活的過往，雖然無聲，但情真意切。有創(chuàng)造力是一件好事，但要記住，創(chuàng)造力并非憑空妄想，而是一種行為的綜合，即以新穎、新奇的方法把幾種東西結(jié)合起來。在2組腿要進(jìn)行觸地交換時，正在觸地的1組腿將下臂繞腕關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)收縮，使重心下降，這時，2組腿開始著地，當(dāng)1組腿離開地面后，腕關(guān)節(jié)再旋轉(zhuǎn)伸開，使上下臂成1條直線，如此循環(huán)下去。由于進(jìn)給電動機A在鉆頭向工件快速趨近時不轉(zhuǎn)動，所以當(dāng)電動機B停止時，能保證鉆頭的前端與工件前一次鉆削的孔底之間存在一個小的間隙。然后，鉆頭又在動力系統(tǒng)的作用下快速回到切削位置。再如蒸汽機動力設(shè)備是90176。機械創(chuàng)新設(shè)計和傳統(tǒng)設(shè)計雖然大多遵循同樣的設(shè)計過程，但機械創(chuàng)新設(shè)計要求設(shè)計者在設(shè)計的全過程中不僅僅是重復(fù)和模仿，更要求設(shè)計者在新成果的基礎(chǔ)上，敢于懷疑，有所突破，充分發(fā)揮創(chuàng)造力和想象力，利用已有的理論、原理、方法、技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新構(gòu)思，使產(chǎn)品具有更強的競爭力。以上介紹了8種創(chuàng)新技法，在具體運用時，可以分別使用，但實際上這些技法往往聯(lián)起來應(yīng)用。實際上將問題返回到原點，則是分離問題，即將污物與衣物分離。圖41 靜電復(fù)印機在許多事物中各式各樣的替代或代換內(nèi)容是很多的，用成本低的代替昂貴的，用容易獲得的代替不容易獲得的，用性能良好的代替性能差的等。(4) 組合法組合法是指將兩種或兩種以上的技術(shù)、事物、產(chǎn)品、材料等進(jìn)行有機的組合，以產(chǎn)生新的事物或成果的創(chuàng)新技法。4 機械創(chuàng)新性設(shè)計技術(shù)方法與實例機械創(chuàng)新性設(shè)計技術(shù)的應(yīng)用不是憑空的想象，它只有應(yīng)用于生產(chǎn)和生活中才能充分發(fā)揮創(chuàng)新性思維的社會價值，美化生活。完成以上所述機械工作原理、結(jié)構(gòu)學(xué)、運動學(xué)、動力學(xué)分析與綜合的4個階段，便可形成機械設(shè)計的優(yōu)選方案。圖31所示為中國的技術(shù)專家提出的機械創(chuàng)新設(shè)計的一般過程，圖31 機械創(chuàng)新設(shè)計的一般過程（1） 確定(選定或發(fā)明)機械的基本原理:它可能涉及機械學(xué)的對象的不同層次、不同類型的機構(gòu)組合，或不同學(xué)科知識和技術(shù)的問題；（2） 機構(gòu)結(jié)構(gòu)類型綜合及優(yōu)選:優(yōu)選的結(jié)構(gòu)類型對機械整體性能和經(jīng)濟性具有重大影響，它多伴隨新機構(gòu)的發(fā)明。(2) 綜合性 善于進(jìn)行綜合思維，把已有的概念、事實、信息通過巧妙的結(jié)合，形成新的成果。靈感思維也常常是以一閃念的形式出現(xiàn)，但它不同于直覺，靈感思維是由人們的潛意識與顯意識多次疊加思維而形成的，是長期創(chuàng)造性思維活動達(dá)到的一個必然階段。(1) 創(chuàng)新思維具有開放性的特點 開放性主要是針對封閉性而論的。若問題簡單，可能會很快找到解決問題的辦法；若問題復(fù)雜，可能要經(jīng)歷多次失敗的探求。(4) 想象思維 想象是一種抽象的形象思維活動，想象可以是非理性的憑空想象，也可以是理性