《机械创新设计》课程教学大纲

1、编 码：ME06093 Code: ME06093课程名称：机械创新设计 Course Title: Theory and Method of Creative Design课程类别：专业选修 Course category: Elective Courses in Specialty学 分： 2 Credit(s): 2开课单位：机械与运载工程学院 Offering College/School: College of Mechanical & Vehicle Engineering课程概述：该课程是机械设计制造及其自动化专业的选修课程，以机械原理、机械设计、工程测试技术、气液压传动

2、、控制工程基础等为前导课程，为机械产品研发工作打下基础。该课程主要包括创新思维和创新技法基础知识、机械创新设计理论与方法等内容，学生需要了解创造学思维方法和技术创新方法，掌握运动机构的演化变异和组合创新方法、机械结构的创新设计方法、机械产品创新设计方法，并能灵活运用创新设计方法进行机械系统设计。通过学习本课程，让学生获得创新设计的基本知识，培养对机械系统创新的设计能力。Course description:This course is a optional curriculum for students who major in Mechanical Engineering. Led by M

3、echanical Principles, Mechanical Design, Fundamentals of Interchangeability and Measurement Technology, Hydraulic and Pneumatic Transmission, and Basis of Control Engineering, this course lays the foundation for developing mechanical products in the career. The main contents include theories of mech

4、anisms and design of elements and mechanical system. Students need to know the common knowledge about innovation thinking and creative techniques. Also, they should understand innovative design method of mechanisms and parts. By mastering the design principles and innovative methods, they can design

5、 new machine and mechanical systems. Through this course, students can acquire the basic knowledge of innovative design of machine. The course can foster and improve the students' abilities in engineering design, independent learning and innovation, engineering expression and communication.课程内容（

6、一） 课程教学目标 设置该课程是为了让机械工程学生了解多种创新思维、形成较强创新意识、获得机械系统创新设计的能力。本课程对学生达到毕业要求有如下贡献：1. 具有解决机械工程问题所需的机械设计基础知识及其应用能力（毕业生能力要求1.3）；2. 能够运用所学工程知识，设计满足特定需求的机械系统、部件或工艺流程（毕业生能力要求3.2）；3. 能够在设计环节中体现创新意识（毕业生能力要求3.3）；4. 了解与机械工程相关的技术标准、知识产权、产业政策和法律法规（毕业生能力要求6.1）。（二） 基本教学内容第一章、绪论教学目的与要求：了解本课程所涉及的基本内容；了解创新与社会发展的关系，创新人才的培养和

7、创新设计的过程、类型和特点。对应毕业生能力要求1.3、6.1。教学重点：创新设计的特点与过程。教学难点：创新设计的能力培养。教学内容：创新与设计；常规设计、现代设计与创新设计；机械创新设计的内容；创新教育与人才培养。学时分配：12第二章、机械创新设计的思维基础教学目的与要求：了解思维的类型，创造性思维的形成和发展及特征。掌握创造性思维与创造活动和创造力的关系。对应毕业生能力要求1.3。教学重点：创新思维及类型。教学难点：创造性思维活动与创造力。教学内容：创造性思维的类型；创造性思维的形成与发展；创新思维方式。学时分配：12第三章、机械创新设计的技术基础教学目的与要求：掌握技术创新方法；了解机器

8、的组成及其各部分作用，掌握机械的控制系统、机械运动及其控制。对应毕业生能力要求1.3、3.2、3.3。教学重点：技术创新方法，机构及运动控制。教学难点：技术创新方法。教学内容：技术创新方法；机器的组成；机构及其运动形态分析；机械运动的控制。学时分配：45第四章、机构的演化、变异与创新设计教学目的与要求：掌握基本机构的应用创新方法。对应毕业生能力要求1.3。教学重点：运动副形状变异与创新设计、构件形状变异与创新设计。教学难点：转动副形状变异与创新设计。教学内容：机架变换；构件形状变异；运动副形状变异；运动副等效代换。学时分配：35第五章、机构的组合与创新设计教学目的与要求：了解机构形式设计原则及

9、选型，掌握机构的构型。利用组合原理构型新机构。对应毕业生能力要求1.3、3.2、3.3。教学重点：机构的串联组合与创新设计、机构的叠加组合与创新设计。教学难点：机构的封闭组合与创新设计。教学内容：机构组合的基本概念；机构的串连组合；机构的并连组合；机构的叠加组合；机构的封闭组合；其他类型的机构组合。学时分配：35第六章、机械结构与创新设计教学目的与要求：了解机械结构设计的概念与基本要求、机械零件结构的集成化与创新设计。掌握转动副、移动副的结构与创新设计。对应毕业生能力要求1.3、3.2、3.3。教学重点：转动副、移动副的结构与创新设计、构件的结构与创新设计。教学难点：机械零件结构的集成化与创新

10、设计。教学内容：机械结构设计的概念与基本要求；转动副的结构与创新设计；移动副的结构与创新设计；构件的结构与创新设计；机架的结构与创新设计；机械零件结构的集成化与创新设计；机械零件结构的模块化与创新设计。学时分配：35第七章、仿生原理与创新设计教学目的与要求：掌握仿生学的概念、仿生机械手的设计方法与创新、步行与仿生机构的设计。对应毕业生能力要求1.3、3.2、3.3。教学重点：仿生机械手的设计方法与创新、步行与仿生机构的设计。教学难点：各种仿生原理与创新设计。教学内容：仿生学与仿生机械学简述；仿生机械手；步行与仿生机构的设计；爬行与仿生机构的设计；飞行与仿生机构的设计；飞行与仿生机构的设计。学时

11、分配：35第八章、反求工程与创新设计教学目的与要求：掌握产品反求分析的思路和内容。了解二次设计和计算机反求设计的方法。对应毕业生能力要求1.3、3.2、3.3。教学重点：产品反求设计的思路和内容，二次设计。教学难点：反求设计概念，计算机辅助反求设计。教学内容：反求设计概述；技术引进与反求设计；机械设备的反求设计；技术资料的反求设计；计算机辅助反求设计。学时分配：23第九章、机械系统运动方案与创新设计教学目的与要求：掌握机械系统的运动协调设计方法、评估方法。对应毕业生能力要求1.3、3.2、3.3、6.1。教学重点：机械系统运动方案的基本知识、运动协调设计方法。教学难点：机械系统运动方案设计的过

12、程与评估。教学内容：机械系统概述；机械系统运动方案的基本知识；机械系统运动方案设计的构思；机械系统的运动协调设计；机械系统运动方案设计的过程与评估。学时分配： 23第十章、机械创新设计实例分析教学目的与要求：结合实例巩固并掌握机械创新设计的理论与方法。对应毕业生能力要求1.3、3.2、3.3、6.1。教学重点：几种产品的创新设计的过程。教学难点：几种产品的创新设计的过程、创新方法与理论。教学内容：典型设计案例分析。学时分配：24考核方式 总评成绩=课堂成绩+课后习题成绩+训练课题成绩（含创新实践）。具体比例如下：课堂成绩：10%，主要考察课堂出勤、课堂测验或现场小作业（每周至少一次）、课堂互动

13、与学习笔记等；对应毕业生能力要求1.3。课后习题成绩：15%，主要考察对课堂知识点的复习、理解和掌握程度；对应毕业生能力要求1.3、3.2、3.3。训练课题成绩：75%，主要考察小组团队协作完成综合性分析与创新设计课题的情况，包括撰写报告、集体汇报答辩、小班讨论等。对应毕业生能力要求1.3、3.2、3.3、6.1。持续改进每个学期进行课程问卷调查、师生信息反馈和教学过程考核。根据这些信息，针对教学过程中具体的不足和教学改革的需要，对本课程教学进行持续改进。教材及参考书教 材：机械创新设计，张春林、李志香、赵自强主编，北京：机械工业出版社，2016。参考书：1. 机械创新设计，黄纯颖等，北京：高等教育出版社；2. 机械创新设计，张美麟等，北京：化学工业出版社；3. TRIZ及应用：技术创新过程与方法，檀润华等，北京：高等教育出版社。教学手段 以课堂教学（含小组讨论）为主，结合自学、课后作业和课题训练。 课堂教学由老师以多媒体、板书、模型演示等方式进行讲解，将基本概念、基本理论、基本分析方法、基本工程理念传授给学生，并将日常生活周边的工程对象和工程领域的科技问题等融入课程内容之中，使学生更好地熟悉和掌握机械装置中的结构原理，提高学习兴