本書是一本介紹創(chuàng)新思維和機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計方法的教材。全書從體系上分為三篇:機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計的基礎(chǔ)知識篇、機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計的理論與方法篇和機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計的實(shí)例篇。機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計的基礎(chǔ)知識篇包括:機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計的思維基礎(chǔ)、機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計的技術(shù)基礎(chǔ);機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計的理論與方法篇包括:機(jī)構(gòu)的演化和變異與創(chuàng)新設(shè)計、機(jī)構(gòu)的組合與創(chuàng)新設(shè)計、機(jī)械結(jié)構(gòu)與創(chuàng)新設(shè)計、仿生原理與創(chuàng)新設(shè)計、反求工程與創(chuàng)新設(shè)計、機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動方案與創(chuàng)新設(shè)計、TRIZ理論與創(chuàng)新設(shè)計;機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計的實(shí)例篇列舉了工程中一些成功的創(chuàng)新設(shè)計案例,為創(chuàng)新理論與方法的應(yīng)用提供了佐證。此外,本書在緒論中還對常規(guī)設(shè)計方法、現(xiàn)代設(shè)計方法和創(chuàng)新設(shè)計方法進(jìn)行了分析對比;在附錄中簡要介紹了國內(nèi)外的機(jī)械發(fā)明創(chuàng)造史與知識經(jīng)濟(jì)。
本書基于黨的二十大報告中關(guān)于“深入實(shí)施科教興國戰(zhàn)略、人才強(qiáng)國戰(zhàn)略、創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略”的要求,在詳細(xì)講授基礎(chǔ)理論知識的同時融入探索性實(shí)踐內(nèi)容,以增強(qiáng)學(xué)生的自信心和創(chuàng)造力,即用學(xué)科理論知識促進(jìn)學(xué)生活躍思維、敢于創(chuàng)新,盡可能地將新思路在實(shí)踐中進(jìn)行創(chuàng)造性的轉(zhuǎn)化,推動科學(xué)技術(shù)實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新性發(fā)展。
本書部分內(nèi)容配有視頻動畫,讀者可掃描書中二維碼直接觀看。
本書可作為機(jī)械工程類專業(yè)的創(chuàng)新教育教材,也可供機(jī)械工程專業(yè)的教師和技術(shù)人員參考。

本書基于黨的二十大報告中關(guān)于“深入實(shí)施科教興國戰(zhàn)略、人才強(qiáng)國戰(zhàn)略、創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略”的要求,在詳細(xì)講授基礎(chǔ)理論知識的同時融入探索性實(shí)踐內(nèi)容,以增強(qiáng)學(xué)生的自信心和創(chuàng)造力,即用學(xué)科理論知識促進(jìn)學(xué)生活躍思維、敢于創(chuàng)新,盡可能地將新思路在實(shí)踐中進(jìn)行創(chuàng)造性的轉(zhuǎn)化,推動科學(xué)技術(shù)實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新性發(fā)展。本書部分內(nèi)容配有視頻動畫,讀者可掃描書中二維碼直接觀看。本書可作為機(jī)械工程類專業(yè)的創(chuàng)新教育教材,也可供機(jī)械工程專業(yè)的教師和技術(shù)人員參考。

創(chuàng)新是一個民族進(jìn)步的靈魂,是國家興旺發(fā)達(dá)的不竭動力。一個國家的創(chuàng)新能力,決定了它在國際競爭和世界總格局中的地位,所以我國正在為創(chuàng)建一個國家創(chuàng)新體系而努力。國家創(chuàng)新體系包括:知識創(chuàng)新系統(tǒng)、技術(shù)創(chuàng)新系統(tǒng)、知識傳播系統(tǒng)和知識應(yīng)用系統(tǒng)。其中,知識創(chuàng)新系統(tǒng)的核心部分是國家科學(xué)研究機(jī)構(gòu)和研究型的大學(xué);技術(shù)創(chuàng)新系統(tǒng)的核心部分是企業(yè);知識傳播系統(tǒng)的核心是指高等教育系統(tǒng)以及職業(yè)培訓(xùn)系統(tǒng);知識應(yīng)用系統(tǒng)的主體則是企業(yè)和社會,主要是知識和技術(shù)的應(yīng)用。
近幾年來,盡管我們的創(chuàng)新能力提高很快,創(chuàng)新成果也很豐富,但與世界發(fā)達(dá)國家的差距還很大,在高科技領(lǐng)域中,很多關(guān)鍵技術(shù)還要受制于人。例如,90%的發(fā)明專利掌握在發(fā)達(dá)國家手里,我國關(guān)鍵技術(shù)的對外依存率達(dá)50%,只有萬分之三的國有企業(yè)擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)。所以,作為知識傳播系統(tǒng)核心單位的高等學(xué)校,開展創(chuàng)新教育已經(jīng)是勢在必行。
在計劃經(jīng)濟(jì)時代形成的教育體制下,我國的高等工程教育用一個統(tǒng)一的培養(yǎng)方案來塑造全體大學(xué)生的培養(yǎng)模式,已經(jīng)不適應(yīng)改革開放后的社會主義市場經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,也不適應(yīng)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的新趨勢和新特點(diǎn),難以培養(yǎng)出在國際競爭中處于主動地位的人才。為適應(yīng)新時代知識經(jīng)濟(jì)和高科學(xué)技術(shù)的發(fā)展需要,必須更新教育思想和轉(zhuǎn)變教育觀念,探索新的人才培養(yǎng)模式,加強(qiáng)高等學(xué)校與社會、理論與實(shí)際的聯(lián)系,從傳授和繼承知識為主的培養(yǎng)模式轉(zhuǎn)向加強(qiáng)素質(zhì)教育、拓寬專業(yè)口徑、著重培養(yǎng)學(xué)生主動獲取和運(yùn)用知識的能力、獨(dú)立思維和創(chuàng)新能力,融傳授知識、培養(yǎng)創(chuàng)新能力、鼓勵個性發(fā)展、全面提高學(xué)生素質(zhì)為一體的具有時代特征的人才培養(yǎng)模式將是當(dāng)前高等學(xué)校改革的主旋律。 “培養(yǎng)創(chuàng)新能力、鼓勵個性發(fā)展、全面提高學(xué)生素質(zhì)”的基本教育思想必須通過各種教學(xué)環(huán)節(jié)予以落實(shí),開設(shè)機(jī)械創(chuàng)新課程就是其中的重要措施之一。
隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展和教學(xué)改革的不斷深入,加強(qiáng)基礎(chǔ)、拓寬專業(yè),培養(yǎng)適合新時代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的高級工程技術(shù)人才,是高等工科學(xué)校改革與建設(shè)的主要任務(wù)。在高等學(xué)校的教學(xué)改革中,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和提高學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計能力和工程實(shí)踐能力,已經(jīng)成為系列課程內(nèi)容與課程體系改革的指導(dǎo)思想。但是,在制訂培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新設(shè)計能力的具體教學(xué)計劃時,又遇到很多具體困難。因?yàn)槲覈�的高等工程教育是按照理論課程體系和實(shí)踐課程體系進(jìn)行分類綜合培養(yǎng)的,其中理論課程體系又分為基礎(chǔ)課程、專業(yè)基礎(chǔ)課程和專業(yè)課程。把培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的教育內(nèi)容放到一些相關(guān)課程中去,還是單獨(dú)開設(shè)創(chuàng)新設(shè)計課程,各高等學(xué)校都進(jìn)行了深入的探討與大量的實(shí)踐,并逐步取得了共識:除在一些課程中力所能及地介紹創(chuàng)新設(shè)計內(nèi)容外,單獨(dú)開設(shè)介紹創(chuàng)新設(shè)計理論與方法的課程是非常必要的。本書就是在這種形勢下,為了配合機(jī)械工程領(lǐng)域中創(chuàng)新教育要求而編寫的。
各類企業(yè)與研究院所是創(chuàng)新的主體執(zhí)行者,高等學(xué)校是培養(yǎng)創(chuàng)造型人才的搖籃,開設(shè)機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計課程是機(jī)械工程專業(yè)中培養(yǎng)創(chuàng)造性人才的探索與嘗試。
目前,全面介紹發(fā)明學(xué)、創(chuàng)造學(xué)、創(chuàng)造思維、創(chuàng)造技法、創(chuàng)造與創(chuàng)新技法的書籍很多。許多讀者讀完后感覺到發(fā)明創(chuàng)造很重要,培養(yǎng)創(chuàng)造性思維也很重要,創(chuàng)造與創(chuàng)新技法也很好,但在具體設(shè)計過程中就是不知道如何去創(chuàng)新與創(chuàng)造,感覺到這些書的可讀性很好,可操作性與可應(yīng)用性不夠。針對這一問題,很多專家學(xué)者進(jìn)行了認(rèn)真思考、不斷探索與實(shí)踐,編寫了包含創(chuàng)新思維和創(chuàng)新技法的機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計教科書。如清華大學(xué)的黃純穎教授、北京化工大學(xué)的張美麟教授、燕山大學(xué)的曲繼方教授、華中科技大學(xué)的楊家軍教授、重慶大學(xué)的呂仲文教授等都先后編寫并出版了機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計教材,并在機(jī)械類專業(yè)的人才培養(yǎng)過程中發(fā)揮了一定的作用。
經(jīng)過多年的機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計教學(xué)實(shí)踐,不斷探索機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計的具體理論與方法,再結(jié)合其他學(xué)校的教學(xué)實(shí)踐和要求,我們逐漸總結(jié)出一系列的可操作性強(qiáng)的機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計方法,使機(jī)械創(chuàng)新理論與方法日益完善與成熟。因此,在機(jī)械工業(yè)出版社的支持下,我們決定修訂新版的機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計教材。
本書的第一篇為機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計的基礎(chǔ)知識篇,闡述機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計所需要的思維基礎(chǔ)和技術(shù)基礎(chǔ),這也是創(chuàng)新人員的基本業(yè)務(wù)素質(zhì);第二篇為機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計的理論與方法篇,是本書的核心內(nèi)容,包括機(jī)構(gòu)的演化、變異與創(chuàng)新設(shè)計,機(jī)構(gòu)的組合與創(chuàng)新設(shè)計, 機(jī)械結(jié)構(gòu)與創(chuàng)新設(shè)計,仿生原理與創(chuàng)新設(shè)計,反求工程與創(chuàng)新設(shè)計,機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動方案與創(chuàng)新設(shè)計,TRIZ理論與創(chuàng)新設(shè)計;第三篇為機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計的實(shí)例篇,以工程中的創(chuàng)新實(shí)例來輔助說明創(chuàng)新方法的應(yīng)用過程,從而加強(qiáng)對創(chuàng)新理論與方法的理解。附錄簡單介紹世界機(jī)械發(fā)明史與中國古代機(jī)械發(fā)明史,從而說明機(jī)械的發(fā)展與創(chuàng)新過程對人類社會的發(fā)展與世界文明進(jìn)程產(chǎn)生的巨大貢獻(xiàn)。
參加本次修訂工作的教師有:張春林、趙自強(qiáng)、李志香、孔凌嘉、張穎、馬超。本書由張春林、趙自強(qiáng)、李志香擔(dān)任主編。
本書由原機(jī)械基礎(chǔ)課程教學(xué)分指導(dǎo)委員會委員、清華大學(xué)的申永勝教授和原機(jī)械基礎(chǔ)課程教學(xué)分指導(dǎo)委員會副主任委員、北京科技大學(xué)的翁海珊教授擔(dān)任主審,兩位教授對全書進(jìn)行了認(rèn)真的審閱,并提出了許多寶貴的修改意見,編者在此表示衷心的感謝。
由于機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計的理論

高等院校教師

前言
第一章緒論
第一節(jié)創(chuàng)新與創(chuàng)新設(shè)計
第二節(jié)常規(guī)設(shè)計、現(xiàn)代設(shè)計與創(chuàng)新設(shè)計
第三節(jié)機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計的內(nèi)容
第四節(jié)創(chuàng)新教育與人才培養(yǎng)
第一篇機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計的基礎(chǔ)知識篇
第二章機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計的思維基礎(chǔ)
第一節(jié)思維概述
第二節(jié)思維的類型
第三節(jié)創(chuàng)造性思維的形成與發(fā)展
第四節(jié)思維方式與創(chuàng)新方法
第三章機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計的技術(shù)基礎(chǔ)
第一節(jié)機(jī)器的組成分析
第二節(jié)機(jī)構(gòu)及其機(jī)械運(yùn)動形態(tài)分析
第三節(jié)機(jī)械運(yùn)動及其控制
第四節(jié)機(jī)械系統(tǒng)及其發(fā)展
第二篇機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計的理論與方法篇
第四章機(jī)構(gòu)的演化、變異與創(chuàng)新設(shè)計
第一節(jié)機(jī)架變換與創(chuàng)新設(shè)計
第二節(jié)構(gòu)件形狀變異與創(chuàng)新設(shè)計
第三節(jié)運(yùn)動副形狀變異與創(chuàng)新設(shè)計
第四節(jié)運(yùn)動副等效代換與創(chuàng)新設(shè)計
第五章機(jī)構(gòu)的組合與創(chuàng)新設(shè)計
第一節(jié)機(jī)構(gòu)組合的基本概念
第二節(jié)機(jī)構(gòu)組成原理與創(chuàng)新設(shè)計
第三節(jié)機(jī)構(gòu)的串聯(lián)組合與創(chuàng)新設(shè)計
第四節(jié)機(jī)構(gòu)的并聯(lián)組合與創(chuàng)新設(shè)計
第五節(jié)機(jī)構(gòu)的疊加組合與創(chuàng)新設(shè)計
第六節(jié)機(jī)構(gòu)的封閉組合與創(chuàng)新設(shè)計
第七節(jié)機(jī)構(gòu)組合創(chuàng)新設(shè)計實(shí)例分析
第八節(jié)剪叉機(jī)構(gòu)及其創(chuàng)新設(shè)計
第六章機(jī)械結(jié)構(gòu)與創(chuàng)新設(shè)計
第一節(jié)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計的概念與基本要求
第二節(jié)轉(zhuǎn)動副的結(jié)構(gòu)與創(chuàng)新設(shè)計
第三節(jié)移動副的結(jié)構(gòu)與創(chuàng)新設(shè)計
第四節(jié)構(gòu)件的結(jié)構(gòu)與創(chuàng)新設(shè)計
第五節(jié)機(jī)架的結(jié)構(gòu)與創(chuàng)新設(shè)計
第六節(jié)機(jī)械零件結(jié)構(gòu)的集成化與創(chuàng)新設(shè)計
第七節(jié)機(jī)械產(chǎn)品的模塊化與創(chuàng)新設(shè)計
第七章仿生原理與創(chuàng)新設(shè)計
第一節(jié)仿生學(xué)與仿生機(jī)械學(xué)簡述
第二節(jié)仿動物步行的機(jī)械與設(shè)計
第三節(jié)仿動物爬行的機(jī)械與設(shè)計
第四節(jié)仿動物飛行的機(jī)械設(shè)計與分析
第五節(jié)仿動物水中游動的機(jī)械設(shè)計與分析
第六節(jié)仿人類肢體的機(jī)械與設(shè)計
第八章反求工程與創(chuàng)新設(shè)計
第一節(jié)反求設(shè)計概述
第二節(jié)技術(shù)引進(jìn)與反求設(shè)計
第三節(jié)機(jī)械設(shè)備的反求設(shè)計
第四節(jié)技術(shù)資料的反求設(shè)計
第五節(jié)計算機(jī)輔助反求設(shè)計
第九章機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動方案與創(chuàng)新設(shè)計
第一節(jié)機(jī)械系統(tǒng)概述
第二節(jié)機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動方案的基本知識
第三節(jié)機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動方案設(shè)計的構(gòu)思
第四節(jié)機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)動協(xié)調(diào)設(shè)計
第五節(jié)機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動方案設(shè)計的過程與評估
第十章TRIZ理論與創(chuàng)新設(shè)計
第一節(jié)TRIZ理論概述
第二節(jié)技術(shù)系統(tǒng)及其進(jìn)化法則
第三節(jié)TRIZ理論及其應(yīng)用
第四節(jié)計算機(jī)輔助創(chuàng)新設(shè)計簡介
第三篇機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計的實(shí)例篇
第十一章機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計案例分析
第一節(jié)平動齒輪傳動裝置的創(chuàng)新設(shè)計案例分析
第二節(jié)機(jī)構(gòu)應(yīng)用創(chuàng)新設(shè)計案例分析
第三節(jié)箭桿織機(jī)打緯凸輪機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計案例分析
第四節(jié)多功能平口鉗的創(chuàng)新設(shè)計案例分析
第五節(jié)發(fā)動機(jī)主體機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計案例分析
附錄機(jī)械發(fā)明創(chuàng)造史與知識經(jīng)濟(jì)
第一節(jié)我國古代機(jī)械發(fā)明創(chuàng)造史簡介
第二節(jié)西方各國機(jī)械發(fā)明創(chuàng)造史簡介
第三節(jié)現(xiàn)代機(jī)械文明與知識經(jīng)濟(jì)
參考文獻(xiàn)