机械创新设计的通用流程

机械创新设计（Mechanical Creative Design，简称MCD）是相对常规设计而言的，它特别强调人在设计过程中，特别是在总体方案设计结果中的主导性和创造性作用。MCD是一门有待开发的新的设计技术和方法。由于技术专家们采用的工具和建立的结构学、运动学与动力学模型不同，但其实质是统一的。综合起来，MCD基本过程主要由综合过程、选择过程和分析过程组成。

机械创新设计要求设计者充分发挥创造力，利用人类已有的相关科学技术成果（含理论、方法、技术原理等），进行创新构思、设计出具有新颖性、创造性及实用性的机构和机械产品（装置）。创新主要包含两个内容：一是改进完善生产或生活中现有机械产品的技术性能，如可靠性、经济性、实用性等；二是创造性设计出新机器、新产品以满足新的生产或生活需要。机械创新设计活动过程是建立在现有机械设计理论基础上，吸收相关学科的研究成果综合交叉形成。可见，大学生机械创新设计能力的培养并非是一两门课程就能解决的问题，它是一种观念，一个目标，一个过程。

如图5.23所示为中国的技术专家提出的机械创新设计的一般过程，它分为4个阶段。

图5.23　机械创新设计的一般过程

（1）确定（选定或发明）机械的基本原理

它可能涉及机械学对象的不同层次、不同类型的机构组合，或不同学科知识、技术的问题。

（2）机构尺寸综合及其运动参数优选(www.xing528.com)

优选的结构类型对机械整体性能和经济性具有重大影响，它多伴随新机构的发明。

（3）机构运动尺寸综合及其运动参数优选

其难点在于求得非线性方程组的完全解（或多解），为优选方案提供较大的空间。

（4）机构动力参数综合及其动力参数优选

其难点在于参数量大、参数值变化域广的多维非线性动力学方程组的求解，这是一个亟待深入研究的课题。

完成上述机械工作原理、结构学、运动学、动力学分析与综合的4个阶段，便形成了机械设计优选方案，然后进入机械结构创新设计阶段，主要解决基于可靠性、工艺性、安全性、摩擦学的结构设计问题。