机械创新设计实践

本书系统地阐述了机械 设计的基础理论、机构创新 设计的基本路径、创新思维 的培养以及具体的机械创新 设计方法，并通过具体实例 进行介绍与引导。全书共7 章，包括绪论、创新设计基 础、机构创新方法与实例分 析、创新思维与技法、机械 创新设计方法与实例、机械 创新设计实践、机械创新设 计实例等内容，附录部分提 供了全国普通高校大学生竞 赛榜单内的竞赛项目名单以 及全国大学生机械创新设计 大赛的参考资料。 本书可作为普通高等院 校机械工程专业的核心课教 材，也可作为大学生参与各 类竞赛的辅助读物，还可作 为机械工程技术人员的专业 参考书。

前言 第1章 绪论 1.1 机械设计概述 1.1.1 机械发展概述 1.1.2 我国古代的机械设计思想 1.2 创新与实践 1.2.1 创新的内涵 1.2.2 实践的重要性 1.2.3 发明创造的来源 1.2.4 开启创新之旅 第2章 创新设计基础 2.1 机械系统的组成 2.1.1 功能分析 2.1.2 机械系统设计的主要过程 2.1.3 功能分解 2.1.4 工艺动作设计 2.2 平面机构的设计与分析 2.2.1 平面机构简图 2.2.2 平面机构的自由度 2.2.3 平面机构简图的绘制方法 2.2.4 平面机构的机构分析 2.2.5 机构实例分析 2.3 空间机构设计基础 2.3.1 空间机构的运动副 2.3.2 空间连杆机构的分类 2.3.3 空间连杆机构的自由度 2.4 机械零件设计概述 2.4.1 失效与设计准则 2.4.2 常用零件材料及选择 2.4.3 机械零件的加工 2.4.4 精度设计 2.4.5 零件组装与连接方法 2.5 机械传动 2.5.1 带传动 2.5.2 链传动 2.5.3 齿轮传动 2.5.4 蜗杆传动 2.6 典型零部件 2.6.1 轴 2.6.2 轴承 2.6.3 联轴器 2.6.4 离合器 2.6.5 弹簧 2.6.6 减速器 2.7 密封与润滑 2.8 摩擦与磨损 2.9 机电一体化系统 2.10 液压系统 2.11 传感器 2.11.1 传感器概述 2.11.2 常用传感器 2.11.3 传感器的选用原则 2.12 单片机 2.13 机器视觉 第3章 机构创新方法与实例分析 3.1 机构功能及表达 3.2 机构创新设计方法 3.2.1 构型变异的创新设计方法 3.2.2 机构原理的创新设计方法 3.3 机构综合 3.3.1 机构型综合 3.3.2 机构尺度综合 第4章 创新思维与技法 4.1 创造能力 4.1.1 创造能力的构成 4.1.2 创意的表达 4.1.3 灵感与坚持 4.2 创新思维 4.2.1 创新思维的作用 4.2.2 创新思维的类型 4.3 创新构思方法 4.3.1 头脑风暴法 4.3.2 综摄法 4.3.3 设问探求法 4.3.4 联想创新法 4.4 创新设计构思举例 4.4.1 综摄法应用举例 4.4.2 联想创新法应用举例 4.4.3 仿生设计举例 第5章 机械创新设计方法与实例 5.1 TRIZ与创新设计 5.1.1 TRIZ理论 5.1.2 TRIZ设计举例 5.2 优化设计方法 5.2.1 机械优化设计的一般过程 5.2.2 优化设计问题的数学模型 5.2.3 优化设计算例 5.3 反求工程与创新 5.3.1 反求工程设计方法 5.3.2 反求工程设计实例 5.4 计算机辅助设计 5.4.1 三维建模 5.4.2 有限元仿真 5.4.3 虚拟样机设计 5.4.4 计算机辅助设计实例 第6章 机械创新设计实践 6.1 方案设计 6.1.1 组建团队 6.1.2 主题拟订与调研 6.1.3 方案对比与评价 6.1.4 运动学分析 6.1.5 受力分析 6.1.6 原理方案总结 6.2 结构设计 6.2.1 系统设计 6.2.2 零部件的设计与校核 6.2.3 零部件的精度设计 6.2.4 控制程序设计 6.2.5 图样绘制 6.2.6 结构设计总结 6.3 工艺设计 6.3.1 经济性分析 6.3.2 加工和制造 6.3.3 机械加工工艺过程设计 6.3.4 样机测试与调试 6.3.5 项目总结 6.4 项目成果的提炼 6.4.1 专利申请 6.4.2 论文撰写 6.4.3 学科竞赛 6.4.4 创业训练 第7章 机械创新设计实例 7.1 机构创新设计实例 7.1.1 六自由度并联运动平台 7.1.2 轮腿复合机器人 7.2 机械创新设计竞赛作品实例 7.2.1 草方格沙障机器人 7.2.2 海洋浒苔清理船 7.3 任务型创新设计实例 7.3.1 ROBO CON实例 7.3.2 物流技术（起重机）创意设计 7.4 仿生机器人实例 7.4.1 高层建筑玻璃幕墙清洁机器人 7.4.2 湿地勘探仿生机械丹顶鹤 7.4.3 飞行仿生机械设计 附录1：全国普通高校大学生竞赛榜单内的竞赛项目名单（2023版） 附录2：全国大学生机械创新设计大赛历届主题和内容 附录3：全国大学生机械创新设计大赛作品设计说明书实例 附录4：专利申请实例 参考文献 后记