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本書系統(tǒng)地闡述了機械設(shè)計的基礎(chǔ)理論、機構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計的基本路徑、創(chuàng)新思維的培養(yǎng)以及具體的機械創(chuàng)新設(shè)計方法，并通過具體實例進行介紹與引導。全書共7章，包括緒論、創(chuàng)新設(shè)計基礎(chǔ)、機構(gòu)創(chuàng)新方法與實例分析、創(chuàng)新思維與技法、機械創(chuàng)新設(shè)計方法與實例、機械創(chuàng)新設(shè)計實踐、機械創(chuàng)新設(shè)計實例等內(nèi)容，附錄部分提供了全國普通高校大學生競賽榜單內(nèi)的競賽項目名單以及全國大學生機械創(chuàng)新設(shè)計大賽的參考資料。
本書可作為普通高等院校機械工程專業(yè)的核心課教材，也可作為大學生參與各類競賽的輔助讀物，還可作為機械工程技術(shù)人員的專業(yè)參考書。本書提供與實例相關(guān)的動畫、視頻等，讀者可掃描書中的二維碼進行觀看。

《國務(wù)院辦公廳關(guān)于進一步支持大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的指導意見》國辦發(fā)〔2021〕35號指出，縱深推進大眾創(chuàng)業(yè)萬眾創(chuàng)新是深入實施創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略的重要支撐，將創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育貫穿人才培養(yǎng)全過程。深化高校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革，健全課堂教學、自主學習、結(jié)合實踐、指導幫扶、文化引領(lǐng)融為一體的高校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育體系，增強大學生的創(chuàng)新精神、創(chuàng)業(yè)意識和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。習近平總書記多次強調(diào)要繼承發(fā)揚科學家精神，指出：新時代更需要繼承發(fā)揚以國家民族命運為己任的愛國主義精神，更需要繼續(xù)發(fā)揚以愛國主義為底色的科學家精神。在大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新的背景下，更應(yīng)該注重培養(yǎng)大學生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力，提高個人綜合素質(zhì)，以適應(yīng)國家創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略的要求，使其具備應(yīng)對未來挑戰(zhàn)的能力。
學習創(chuàng)新思維和創(chuàng)新設(shè)計方法，并將學科競賽引入課程實踐環(huán)節(jié)，可以全面提高學生的創(chuàng)新能力和實踐設(shè)計能力。本書的編寫以思-知-行貫穿其中，通過課賽結(jié)合的綜合實踐環(huán)節(jié)，構(gòu)建較為完整的機械創(chuàng)新實踐體系。其中一些案例素材選自編者多年來所指導的大學生機械創(chuàng)新設(shè)計大賽、大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練等活動的作品，這些作品記錄了歷屆學生追求卓越的青春歲月，也給編者留下了很多感動和感悟。將學生科創(chuàng)作品反哺教學，激勵更多的學生積極參與創(chuàng)新實踐活動，也是編者編寫本書的初心。
本書由沈陽工業(yè)大學湯赫男任主編，具體的編寫分工如下：湯赫男編寫第1～4章，李云龍編寫第5、6章，郭忠峰、趙鐵軍、焦志彬、楊斌、谷艷玲編寫第7章和附錄。全書由沈陽工業(yè)大學王世杰教授主審。
本書在編寫過程中參考了部分文獻資料，并得到了許多同仁的指導和幫助。曾參與競賽的同學們協(xié)助整理了競賽資料，特別是姜瑞、賈欣雨、孫佳蓓、劉友成、何啟華等同學，在此向他們表示真誠的感謝。由于編者水平所限，書中難免存在錯誤和疏漏，懇請讀者批評指正。

編者

前言
第1章緒論2
11機械設(shè)計概述2
111機械發(fā)展概述2
112我國古代的機械設(shè)計思想3
12創(chuàng)新與實踐4
121創(chuàng)新的內(nèi)涵4
122實踐的重要性6
123發(fā)明創(chuàng)造的來源6
124開啟創(chuàng)新之旅8
第2章創(chuàng)新設(shè)計基礎(chǔ)14
21機械系統(tǒng)的組成14
211功能分析14
212機械系統(tǒng)設(shè)計的主要過程15
213功能分解16
214工藝動作設(shè)計17
22平面機構(gòu)的設(shè)計與分析19
221平面機構(gòu)簡圖19
222平面機構(gòu)的自由度21
223平面機構(gòu)簡圖的繪制方法22
224平面機構(gòu)的機構(gòu)分析23
225機構(gòu)實例分析25
23空間機構(gòu)設(shè)計基礎(chǔ)26
231空間機構(gòu)的運動副26
232空間連桿機構(gòu)的分類27
233空間連桿機構(gòu)的自由度29
24機械零件設(shè)計概述29
241失效與設(shè)計準則29
242常用零件材料及選擇31
243機械零件的加工32
244精度設(shè)計34
245零件組裝與連接方法36
25機械傳動37
251帶傳動38
252鏈傳動39
253齒輪傳動39
254蝸桿傳動40
26典型零部件40
261軸40
262軸承40
263聯(lián)軸器41
264離合器43
265彈簧44
266減速器44
27密封與潤滑44
28摩擦與磨損45
29機電一體化系統(tǒng)45
210液壓系統(tǒng)46
211傳感器46
2111傳感器概述46
2112常用傳感器47
2113傳感器的選用原則50
212單片機52
213機器視覺54
第3章機構(gòu)創(chuàng)新方法與實例分析56
31機構(gòu)功能及表達56
32機構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計方法58
321構(gòu)型變異的創(chuàng)新設(shè)計方法58
322機構(gòu)原理的創(chuàng)新設(shè)計方法60
33機構(gòu)綜合64
331機構(gòu)型綜合64
332機構(gòu)尺度綜合65
第4章創(chuàng)新思維與技法68
41創(chuàng)造能力68
411創(chuàng)造能力的構(gòu)成68
412創(chuàng)意的表達69
413靈感與堅持69
42創(chuàng)新思維70
421創(chuàng)新思維的作用70
422創(chuàng)新思維的類型71
43創(chuàng)新構(gòu)思方法72
431頭腦風暴法72
432綜攝法74
433設(shè)問探求法75
434聯(lián)想創(chuàng)新法77
44創(chuàng)新設(shè)計構(gòu)思舉例79
441綜攝法應(yīng)用舉例79
442聯(lián)想創(chuàng)新法應(yīng)用舉例80
443仿生設(shè)計舉例80
第5章機械創(chuàng)新設(shè)計方法與實例83
51TRIZ與創(chuàng)新設(shè)計83
511TRIZ理論83
512TRIZ設(shè)計舉例93
52優(yōu)化設(shè)計方法96
521機械優(yōu)化設(shè)計的一般過程96
522優(yōu)化設(shè)計問題的數(shù)學模型97
523優(yōu)化設(shè)計算例101
53反求工程與創(chuàng)新102
531反求工程設(shè)計方法103
532反求工程設(shè)計實例105
54計算機輔助設(shè)計106
541三維建模107
542有限元仿真107
543虛擬樣機設(shè)計108
544計算機輔助設(shè)計實例108
第6章機械創(chuàng)新設(shè)計實踐115
61方案設(shè)計116
611組建團隊116
612主題擬訂與調(diào)研117
613方案對比與評價120
614運動學分析121
615受力分析122
616原理方案總結(jié)122
62結(jié)構(gòu)設(shè)計122
621系統(tǒng)設(shè)計122
622零部件的設(shè)計與校核124
623零部件的精度設(shè)計125
624控制程序設(shè)計125
625圖樣繪制127
626結(jié)構(gòu)設(shè)計總結(jié)128
63工藝設(shè)計129
631經(jīng)濟性分析129
632加工和制造131
633機械加工工藝過程設(shè)計133
634樣機測試與調(diào)試135
635項目總結(jié)136
64項目成果的提煉137
641專利申請137
642論文撰寫138
643學科競賽138
644創(chuàng)業(yè)訓練140
第7章機械創(chuàng)新設(shè)計實例142
71機構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計實例142
711六自由度并聯(lián)運動平臺142
712輪腿復合機器人143
72機械創(chuàng)新設(shè)計競賽作品實例144
721草方格沙障機器人144
722海洋滸苔清理船145
73任務(wù)型創(chuàng)新設(shè)計實例146
731ROBOCON實例146
732物流技術(shù)（起重機）創(chuàng)意設(shè)計148
74仿生機器人實例151
741高層建筑玻璃幕墻清潔機器人151
742濕地勘探仿生機械丹頂鶴153
743飛行仿生機械設(shè)計154
附錄1：全國普通高校大學生競賽榜單
內(nèi)的競賽項目名單
（2023版）156
附錄2：全國大學生機械創(chuàng)新設(shè)計大賽歷屆主題和內(nèi)容159
附錄3：全國大學生機械創(chuàng)新設(shè)計大賽作品設(shè)計說明書實例160
附錄4：專利申請實例161
參考文獻167
后記168

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