机械设计系列课程教学改革中的创新能力培养

北京理工大学张春林机械设计系列课程教学改革中的创新能力培养汇报的主要内容：一、机械设计系列课程的内涵二、机械设计方法概述三、不同设计方法的实例分析四、加强创新能力培养的建议一、机械设计系列课程内涵这里的机械设计指广义的机械设计，其内容含盖机械原理、机械设计、几何精度设计、机械创新设计等多门课程内容。二、机械设计方法概述介绍以下三种方法的异同点1、常规机械设计2、现代机械设计3、机械创新设计

1、常规机械设计常规机械设计方法是依据力学和数学建立的理论公式和经验公式为先导，以实践经验为基础，运用图表和手册等技术资料，进行设计计算、绘图和编写设计说明的过程。

该方法强调以成熟的技术为基础，目前常规机械设计方法仍然是机械工程中的主要设计方法。各高等工科学校的机械设计教科书主要讲授这种方法。如轴的结构设计过程中，按功率计算出轴的最小直径根据轴上零件的周向固定和轴向固定情况，查阅设计手册，再进行结构设计和强度校核。

2、现代设计方法现代设计方法强调以计算机为工具，以工程软件为基础，运用现代设计理念进行的机械设计。

现代设计方法从不同角度深化了机械设计，提高了产品的设计质量，也降低了产品的成本。

可靠性设计、优化设计、有限元设计、计算机辅助设计、虚拟设计等都是常用的现代设计方法。现代设计方方法在强调调运用计算算机、工程程设计与分分析软件和和现代设计计理念的同同时，其基基本的设计计内容是建建立在常规规设计的基基础上。在强调现代代设计方法法的时候，，不可忽视视常规设计计方法的重重要性。3、创新设设计方法机械创新设设计是指充充分发挥设设计者的创创造力，利利用人类已已有的相关关科学技术术知识，进进行创新构构思、设计计出具有新新颖性、创创造性及实实用性机械械产品的一一种实践活活动。创新设计强强调发挥创创造性，提提出新方案案，提供新新颖的而且且成果独特特的设计。。其特点是运运用创造性性思维，强强调产品的的创新性和和新颖性。。结论：无论设计方方法如何，，常规设计计仍然是最最基本的设设计方法，，是机械设设计课程的的根本内容容。有关常常规设计的的基本理论论、基本方方法与基本本技能不应应减少。三、不同设设计方法的的实例分析析设计实例一一：薯条加加工机的设设计设计实例二二：椰肉加加工机的设设计设计实例三三：内平动动齿轮传动动装置的设计设计实例一一：薯条加加工机的设设计1、常规设设计：2、现代设设计：3、创新设设计：1、常常规设计方方法第一道工序序：清洗：：设计清洗洗机。第二道工序序：削皮：：设计削皮皮机。红薯固定，，刀旋转，，完成削皮皮的任务。。第三道工序序：切片后后再切条。。需要设计清清洗、削皮皮、切条三三套设备，，由于红薯形状和大小小差异很大大，控制削削皮的厚度度较难，导导致浪费严严重，生产产率也低。。刀1、常规设设计：2、现代设设计：在设计思想想没有改变变时，通过过计算机仿仿真、优化设计等等，可减少少削皮的损损失、提高高生产率，但仍然然不理想。。红薯3、创新设计：清洗粉碎过滤去皮挤压成型油炸成产品

创新导致加加工设备的的改变红薯泥薯条椰子椰肉刀具

设计实例二：椰肉加工机的设计

1、常规设计：椰子剖开旋转刀具切削结果不理想想2、现代设设计：在设计思想想没有改变变时，通过过计算机仿仿真、优化化设计等，，可减少椰椰肉的损失失、提高生生产率，但但结果仍然然不理想3、创新设设计：注入溶剂，，椰肉溶化化成汁椰子创造性思维维改变了产产品加工方法由机械加工工方法到化化学方法生生产设计实例三三：内平动齿轮轮传动装置置1、单齿轮轮平动机构构2、三齿轮轮平动机构构3、变异的的平动机构构4、三维仿仿真装置机械设备到到机械设备备5、结构创创新平行四边形形设计成偏偏心轴结构构结论：1、常规设设计方法是是一切方法法的基础2、现代设设计方法是是在常规设设计方法的基础上，，提高设计计效率、产产品可靠性和质质量的设计计方法3、创新设设计的要素素是强调创创造性的设计思维，，其结果具具有巨大效效益4、加强创创新教育是是高等学校校的职责四、加强创创新能力培培养的意见见(一)加加强创新新教育势在在必行我们国家正正在建立一一个国家创创新体系，，他包括知知识创新系系统、技术术创新系统统、知识传传播系统和和知识应用用系统。其中，知识识创新系统统的核心部部分是国家家科学研究究机构和教教学科研型型的大学；；技术创新新系统的核核心部分是是企业；知知识传播系系统的核心心是指高等等教育系统统以及职业业培训系统统；知识应应用系统的的主体则是是企业和社社会。尽管我们的的创新能力力提高很快快，创新成成果也很丰丰富，但与与世界发达达国家的差差距还很大大。在高科科技领域中中，很多关关键技术还还要受制于于人。如90%的的发明专利利掌握在发发达国家手手里，我国国关键技术术的对外依依存率达50%，只只有亿万分分之三的国国有企业拥拥有自主知知识产权的的核心技术术。所以，作为为国家知识识创新系统统和知识传传播系统的的核心单位位，高等学学校开展创创新教育，，提高人材材培养的质质量，已经经是势在必必行。(二）加强创创新能力培培养的意见见1、在课程程教学内容容的改革中中增加创新内容是是培养创新新能力的重重要措施。机械基础系系列课程内内容中包含含着很多创新新内容，要要善于开发发如：机械原原理课程：：利用机构组组成原理设设计新机构构利用自锁原原理设计新新机构利用机构演演化变异原原理进行机机构的应用用创新设计计利用机构的的组合原理理设计机械械系统如机械设计计课程：集成化设计计与创新模块化设计计这些都是最最新的设计计理念如轴、齿轮轮、轴承、、法兰盘的的集成化设设计实例（（用于航空空轴系，德德国）空心轴圆柱齿轮轴承及法兰盘锥齿轮轴承及法兰盘模块化设计计实例---自动机机电机模块电动缸模块块2、开设机机械创新设设计课程通过开设创创新设计课课程，系统统地进行创创新思维、、创新技法法的学习，，有助于全全面提高创创新能力与与创新意识识。3、开发与与落实创新新类实验机构搭接组组合模块式机械械组合开发综合实实验有助于提高高创新能力力、创新意意识与动手手能力的培培养。4、积极开开展创新实实践活动定期组织校校级、省市市级及全国国级机械创创新设计竞竞赛，能促促进创新能能力与创新新意识的提提高，有助助于素质教教育。结论：各类课程课课堂教学中中讲授的创创新内容、、单独开设设的机械创创新设计课课程与开展展创新实践践活动相结结合的创新新教育方式式，是提高