机械创新设计复习题

1、1. 什么是机构的演化或变异？什么是反求工程？ 机构的演化或变异是指以某机构为原始机构，在其基础上对组成机构的各个元素进行各种性质的改变或变换，而形成一种功能不同的机构。 把别的国家的科技成果加以引进，消化吸收，改进提高，再进行创新设计，进而发展自己的新技术，称这一过程为反求工程。2. 什么是机械？机械的特点有哪些方面？  机械是用来传递运动或动力的能完成有用机械功的装置，用来变换或传递能量、物料与信息。其特点如下：      1）机械首先必须是执行机械运动的装置。 2）机械必须进行物料或信息的

2、变换与传递，并完成有用的机械功。     3）机械中必须要完成能量的转换。3. 为设计一个性能质量好，经济效益高的机械产品，在拟定机械的功能目标时必须注意哪五个方面的问题？  答：1.拟定功能目标要进行可行性分析 2.拟定功能目标要分清主次，要利于功能的实现 3.拟定功能目标要利于扩大设计思路 4.拟定功能目标要具有一定的超前意识 5.拟定功能目标要注意产品的生命周期循环问题4. 列举七种以上能够实现从连续转动到连续转动运动变换机构。 答：1齿轮传动机构&

3、#160;2摩擦轮传动机构 3瞬心线机构 4连杆机构 5带传动机构 6链传动机构 7绳索传动机构 8液力传动 9钢丝软轴传动机构 10万向联轴器 5. 什么是定向思维、逆向思维、形象思维和抽象思维？  定向思维：基本上属于逻辑性思维一类。其思维过程总是通过寻找合乎逻辑的、成熟的或常规的方法或途径，循序渐进地推断和认识事物。 逆向思维：是一种反逻辑和反常规的思维方式，其思维常摆脱正常的思考途径，以背逆正常思索途径来寻找解决问题的方法。 形象思维：这种思维形式

4、表现为对事物表面特征的记印，对感知过的形象进行加工、改造，通过联想、想象，从而创造出新形象的过程、想象是形象思维的一种基本方法。 抽象思维：它是凭借概念、判断、推理来概括事物的本质，揭示各事物之间的联系与差距，从而推断出事物具有的新概念的思维模式6. 设计增力机构 将铰链四杆机构ABCD与摇杆滑块机构EFG串联组合成一个机构，实现滑块G的输出力Q增大。并简单计算输出力Q的大小（用公式表达即可）。解：前置子机构为铰链四杆机构ABCD，后置子机构为摇杆滑块机构DCE。若设连杆BC所受力为F，连杆CE所受力为P，则滑块所产生的压力Q为： Q=Pcos=F×L/S×cos

5、。 减小和S，增大L均能增大Q力。设计时可根据要求确定、S和L。一、 填空 1. 创新思维：正向思维、逆向思维、发散思维、集中思维、横向思维、纵向思维。 2. 创新原理：组合创新原理、变异创新原理、分离创新原理、逆行创新原理、还原创新原理、群体创新原理、完满创新原理、移植创新原理。 3. 创新技法：缺点列丼法、希望点列丼法、属性列丼法、635法、头脑风暴法、检核表法、形态学分析法、物-场分析法。 4. 创造学之父是奥斯本，他发明了头脑风暴法和检核表法。 5. 阿奇舒勒发明了Triz理论即发明问题解决理论。五大核心内容：1.创新思维方法与问题分析方法。2.技术系统进化法则。3.技术矛盾解决原理。

6、4.创新问题标准解法。5.发明问题解决算法ARIZ。6.基于物理、化学、几何学等工程学原理而构建的知识库 6. Triz理论中，冲突解决矩阵原理有39个工程参数和40个发明问题解决原理可供应用；物-场分析法提出了76种标准解。 二、 名词解释 1. 逆向思维：一种反逻辑反常规的思维斱式其思维通常摆脱正常的思维途径，以背逆能正常思索途径来寻找解决问题的解决斱法，思维要点：不挥手段，反其道行之。 发散思维：辐射思维，扩散思维，分散思维，求异思维，开放思维，已解决问题为中心运用横向纵向逆向分合颠倒质疑对称等思维斱法，找出尽可能多的答案。 横向思维：同一阶段不同事物之间的比较，具有同时性，横断性，开放

7、性。 2. 635法：“又称默写式智力激励法、默写式头脑风暴法是德国人鲁尔已赫根据德意志民族习惯于沉思的性格提出来的以及由于数人争着发言易使点子遗漏的缺点，对奥斯本智力激励法进行改造而创立的，每次会议有6人参加坐成一圈，要求每人5分钟内在各自的卡片上写出3个设想，故名“635”法，然后由左向右传递给相邻的人。每个人接到卡片后，在第二个5分钟再写3个设想，然后再传递出去。如此传递6次，半小时即可进行完毕，可产生卫生108个设想。 3. 头脑风暴法：称为互动思维，头脑风暴法又可分为直接头脑风暴法（通常简称为头脑风暴法）和质疑头脑风暴法（也称反头脑风暴法）。前者是在专家群体决策尽可能激发创造性，产生

8、尽可能多的设想的方法，后者则是对前者提出的设想、方案逐一质疑，分析其现实可行性的方法 4. 情商：了解自己的情绪；管理自己的情绪；自我激励；了解他人的情绪；管理人际关系。丹尼尔·戈尔曼接受了萨洛维（P.Salovery）的观点，认为情感智商包含五个主要方面：1.了解自我，监视情绪时时刻刻的变化，能够察觉某种情绪的出现，观察和审视自己的内心体验，它是情感智商的核心，只有认识自己，才能成为自己生活的主宰。2.自我管理，调控自己的情绪，使之适时适度地表现出来，即能调控自己。3.自我激励，能够依据活动的某种目标，调动、指挥情绪的能力，它能够使人走出生命中的低潮，重新出发。4.识别他人的情绪，

9、能够通过细微的社会信号、敏感地感受到他人的需求与欲望，是认知他人的情绪，这是与他人正常交往，实现顺利沟通的基础。5.处理人际关系，调控自己与他人的情绪反应的技巧。 三、 简答 1. 大学生如何提高创新能力（创造力）？ 答：从五个方面：智商、情商、知识、创新素养、环境。 2. 什么是创造学第一、第二定律，并谈谈你的理解。 答：第一定律：人人都有创造潜力；第二定律：人的创造潜力是可以通过培养开发而得到提高结合自己的实际谈谈对以上两个定律的理解。 3. 如何提高想象力？ 首先是知识，大量摄取知识让想象力充分发挥。不过只靠知识增进想象力是不够的，你必须做到想象力无处不在才行。人生感悟，智慧，想法，人生

10、经历等等也可成为想象力。（想象力就是无处不在）想象力是可以锻炼的，所谓万事起头难，只要运用的久，想象力就丰富了。至於如何锻炼就视人而定。想象力也可靠情绪激发，只要接触到某些事物或是脑海里想到某些东西，情绪受到感触，想象力自然而然的就出来了。有时还会源源不断不过想象力是不会伴随著烦恼或焦虑出现，这是必须知道的事项。（你之所以会问这问题想必你一定是极其焦虑，赶快去除这没用的情绪。） 4. Triz理论的主要理论体系有：系统进化理论；发明等级问题；理想化解决斱法；冲突解决矩阵；物-场分析法；ARIZ（计算机辅助创新） 四、 分析题 1. 组合创新原理 设计一种夹紧装置戒冲压装置，并列出力的放大解决目

11、录。 2. 再生运动链 对夹紧装置戒者牛头刨床：先分析有几个杆、几种运动副组成，然后写拓扑矩阵，画运动链图。 3. 物-场分析法 结合给出实例建立物-场模型 例1. 建立破碎机的物-场模型，改变力场：冲击力、挤压、碾压、摩擦 例2. 设计一款地板毛发清除器，场：粘结，开发：静电式的毛发清除器。 一：名词解释 1. 创新：人类运用已有的知识，技能和经验，研究新事物，解决新问题，产生新的思想及 物质成果，用以满足人类物质及精神生活需求的社会实践活动。 2. 设计：一种创造性的实践活动，创新性是对设计的基本要求，是设计的基本属性，人类 社会中的一切物质文明成果都是设计的产物。 3. 功能原理设计的基

12、本方法：首先通过发散思维的方法，尽可能广泛，全面的探索各种可 能的功能原理方案，然后通过收敛思维的方法，对这些方案进行分析，比较，评价，从中选择最适宜的功能原理方案。 a) 分功能：复杂装置的总功能需要通过装置中各部分的组合与协调来实现，装置各部 分所完成的功能。 4. 缩放作用：指改变能量，物质及信息的大小。 5. 存储：对能量，物质及信息在一定时间范围内保存。 6. 如果设计矩阵为对角形矩阵，每一项功能可以被一个参数满足。 7. 耦合设计：设计矩阵不能保证满足功能要求的独立性。8. 反馈：从主机构运动过程中提取出信息，实时的输入到主机构中去。 9. 运动独立性

13、：各机构的运动是互相独立的。 10. 运动相关式：各组合机构的运动相互 见有一定影响。 11. 连杆类配：将机构转化为一般化运动链后，可以得到一个或几个运动链，每一个运动链中包含不同数量的运动副和杆。 二 ：填空 1.创新两个显著特征：新颖性，实用性。 2.工艺系统三要素：作用场，工作头形状，工作头运动方式。 3.基本逻辑功能元包括：与，或，非。 4.机构并联组合方法：型并联，型并联，型并联 5.结构组合创新设计方法：同类组合，异类组合，功能附加组合，材料组合。 6

14、.社会需求具有：多样性，动态性。 7.相对论，量子力学和原子理论构成了20世纪科学技术发展的三大理论。 8.实现技术进步通常有两种途径：一种是技术引进，另一种是自主开发。 9.功能元素应具备：基本，完备，可解。 10.创造力开发的具体内容可以分为三个方面：创造力的发现，创造力的培养，创造力的整合。 四：简答题 1. 发现问题解决理论的重点内容：在于如何确定出现在技术系统中的冲突种类，如何表达冲突以及如何确定解决冲突的方法。 2. 功能元素的三大特征 1. 基本：即他们不能被继续分解。&

15、#160;2. 完备：即用它们可以组合成任意复杂的机械功能。 3. 可解：即对每一项功能元素至少存在一种解法。 3.机构串联组合通常为了实现两个目的 1.改善原有机构的运动特征。 2.使组合机构具有基本机构的特征。 4.工艺功能求解的方法   1.为新的工艺系统选择作用场和工作头。   2.改善已有工艺系统中的作用场和工作头。  3.为已有的工艺系统添加新的作用场和工作头。   4.为已有的工艺系统选用新的作用场和工

16、作头。 5.结构创新设计引入要素（p113p118） 1.弹性结构  2.快速连接结构  3.组合结构  4.智能结构 6.机构再生运动链方法步骤  1.从一个性能良好的原始机构出发，将其还原为同源的一般化运动链。  2.根据推理得到与之同源的所有再生运动链。  3.通过筛选，施加约束，得到所有可行运动链。  4.再通过评价，选择，得到最适宜的机构。 7.技术移植的主要类型  1.技术原理式移植&

17、#160; 2.技术手段式移植  3.技术结构性移植  4.技术功能式移植 8.功能原理设计方法和作用  1.功能原理设计的创新会使产品的品质发生质的变化。  2.功能原理设计是提高产品竞争力的重要手段。 3.功能原理设计的基本方法：首先通过发散思维的方法，尽可能广泛，全面地探索各种可能的功能原理方案，然后通过收敛思维的方法，对这些方案进行分析，比较，评价，从中选择最适宜的功能原理方案。 9.探索自然效应的常用方法  1.在已知的自然效应中探索可用的自然效

18、应。  2.发现新的自然效应。  3.创造新的自然效应。 10.机构变异的目的  1.改变机构运动性质进行演化变异。  2.开发机构的新功能。3.研发新机构，改善机构的受力状态，提高机构强度，刚度和精度。 11.机构一般化原则 1.将非刚性构件转换成刚性构件。 2.将非连杆转换为连杆。 3.将高副转化为低副。 4.将非转动副转化为转动副。 5.将机构转化为运动链。 6.转化保持自由度不变。 12.绿色设计的内容 1.材料选择 2.延长使用寿命 3.可拆卸设计 4.回收设计 考试题型： 选择题、简答题、分析

19、题 1. 创新设计的类型和特点？ 答：创新设计的类型：开发设计、变异设计和反求设计。 创新设计的特点：独创性（新颖性）、实用性、多方案优选。 2. 什么是还原创造原理？简述还原创造的基本模式。 答：还原创造原理：是指创造者回到“创造原点”进行创新思考的一种创造模式。 创造原点：驱使人们创造的最基本的出发点或归宿。 还原换元是还原创造的基本模式。 还原换元是指先还原后换元。还原思考时，不以现有事物的改进作为创造的起点，沿着现成技术思想的指向继续同向延伸，而是首先抛弃思维定势的影响，追本溯源使创造起点还原到创造原点，再通过置换有关技术元素进行创造。例如静电保鲜方法，并开发设计出电子保鲜装置。无扇叶

20、新型风扇。 3. 设问探求法的特点及应用。 答：特点： （1）设问探求是一种强制性思考，有利于突破不愿提问的心理障碍。 （2）设问探求法是一种多角度发散性思考，广思之后再深思和精思，是创造性思考的规律。 （3）设问探求法提供了创造活动最基本的思路。 应用：自行车的新创意：（1）有无其他功能创造出多功能保健自行车。（2）能否改变创造出太空自行车。（3）能否借用创造出自助自行车（4）能否代用创造出新材料自行车等。 4. 什么是移植创造原理及其基本特征？ 答：移植创造原理：借取用某一领域的科学技术成果，引用或渗透到其他领域，用以变革或改造已有事物或开发新产品，就是移植创造。 移植创造的基本特征： （

21、1） 移植是借用已有技术成果进行新目的下的再创造，它使已有技 术在新的应用领域得到延续与拓展。（2）移植实质上是各种事物的技术和功能相互之间的转移和扩散。（3）移植领域之间的差别越大，则移植创造的难度也大，成果的创造也愈明显。（举例：磁性轴承、二进制原理的移植创造、陶瓷发电机、方形罐头自动贴商标机） 5. 综合创造的基本特征 答：综合创造的基本特征：（1）综合能发掘已有事物的潜力，并使已有事物在综合过程中产生出新的价值。（2）综合不是将研究对象的各个构成要素进行简单的叠加或组合，而是通过创造性的综合使综合体的性能发生质的飞跃。（3）综合创造比起创造一种全新的事物来在技术上更具有可行性和可靠性，

22、是一种实用性的创造思路。 6. 创造性思维的形成过程 答：储存准备阶段悬想加工阶段顿悟阶段 7. 原理方法的设计步骤和各阶段应用的主要方法。 答：答： 明确任务 求总功能（抽象）黑箱法 总体方案分析（搜索）创造技法、设计目录 求功能元（分解）功能树 求功能元解（搜索）创造技法、设计目录 系统原理解（组合）形态学矩阵 最值原理方案（收敛）评价法8. 什么分离创造原理及其基本特征？ 答：分离创造原理：是把某一创造对象进行科学的分解或离散，使主要问题从复杂现象中暴 露出来，从而理清创造者的思路，便于人们抓住主要矛盾或寻求某种设计特色。 分离创造原理的基本特征： 1.分离

23、能冲破事物原有形态的限制，在创造分离中能产生新的价值。2.分离虽然与综合思路相反，但并不是相互排斥的两种思路，在实际创造过程中，二者往往要相辅相成。1、创新思维的形成过程大致可分为三个阶段，即储存准备阶段、思想加工阶段、悟阶阶段。P26 2、技术创新包括在三个基本的方面：一是产品创新、二是过程创新、三是技术的扩散。P2 3、江泽民同志指出：创新是一个民族进步的灵魂，是一个国家兴旺发达的不竭动力。P2 4、创新是人类文明进步、技术进步、经济发展的原动力，是国民经济发展的基础。P1 5、我国人才培养改革的重点，是要加强对学生的素质教育和创新能力培养，鼓励学生个性发展。 6、新颖性是指对社会、对思维

24、者来说是前所未有的。 7、直观的讲创新就是创造新思维、新发明、新方法、新技术或新产品。 8、胡锦涛总书记向全党全国发出了：大力提高我国科技自主创新能力，走出一条具有中国特色的科技创新的路子。 9、创新思维具有突破性、求异性、连动性、多向性、偶然性、综合性等特点。 10、机械创新设计具有独特性、实用性和多方案选优等特点。 11、我国专利法将专利分为三种，即发明专利、实用新型专利和外观专利。 12、在我国获得专利权的三个实质性条件是新颖性、创造性和实用性。 13、设计的本质就是革新和创造。 14、机械创新设计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。 15、机械创新设计的

25、目标是由所要求的机械功能出发，改进、完善现有机械或创造发明新 机械实现预期的功能。 16、想象能力和思维能力是创造力的核心。 17、创造发明可以定义为把意念转变成新的产品或工艺方法等的过程。 18、创新思维是人们从事创造发明的源泉，是创造原理和创新技法的基础。19、最常用的创新技法有：智力激励法、提问追溯法、联想类推法和组合创新等技法。20、创新原理有以下几种：组合原理、分离原理、还原原理、移植原理、迂回原理和完满原理。 21、组合原理创新可分为：同类组合、异类组合、附加组合和综合组合等类型。22、分离原理创新可分为：结构分离创新和市场细分创新。 23、移植原理创新可分为：原理移植、结构移植、材料移植和综合移植等类型。 24、完满原理创新可分为：缺点列举法、希望点列举法和设问探求法等类型。 25、分离原理是把某一创造对象进行科学的分解或离散，使主要问题从复杂现象中暴露出 来，从而理清创造者的思路，便于人们抓住主要矛盾或者寻求某种设计特色。 26、分离原理是将事物打破并分解，而组合原理则提倡组合和聚集，两者的思路相好相反。 27、同物组合创新技法，是指将两个或两个以上、