目录

●前言
第1章绪论2
1.1机械设计概述2
1.1.1机械发展概述2
1.1.2我国古代的机械设计思想3
1.2创新与实践4
1.2.1创新的内涵4
1.2.2实践的重要性6
1.2.3发明创造的来源6
1.2.4开启创新之旅8
第2章创新设计基础14
2.1机械系统的组成14
2.1.1功能分析14
2.1.2机械系统设计的主要过程15
2.1.3功能分解16
2.1.4工艺动作设计17
2.2平面机构的设计与分析19
2.2.1平面机构简图19
2.2.2平面机构的自由度21
2.2.3平面机构简图的绘制方法22
2.2.4平面机构的机构分析23
2.2.5机构实例分析25
2.3空间机构设计基础26
2.3.1空间机构的运动副26
2.3.2空间连杆机构的分类27
2.3.3空间连杆机构的自由度29
2.4机械零件设计概述29
2.4.1失效与设计准则29
2.4.2常用零件材料及选择31
2.4.3机械零件的加工32
2.4.4精度设计34
2.4.5零件组装与连接方法36
2.5机械传动37
2.5.1带传动38
2.5.2链传动39
2.5.3齿轮传动39
2.5.4蜗杆传动40
2.6典型零部件40
2.6.1轴40
2.6.2轴承40
2.6.3联轴器41
2.6.4离合器43
2.6.5弹簧44
2.6.6减速器44
2.7密封与润滑44
2.8摩擦与磨损45
2.9机电一体化系统45
2.10液压系统46
2.11传感器46
2.11.1传感器概述46
2.11.2常用传感器47
2.11.3传感器的选用原则50
2.12单片机52
2.13机器视觉54
第3章机构创新方法与实例分析56
3.1机构功能及表达56
3.2机构创新设计方法58
3.2.1构型变异的创新设计方法58
3.2.2机构原理的创新设计方法60
3.3机构综合64
3.3.1机构型综合64
3.3.2机构尺度综合65
第4章创新思维与技法68
4.1创造能力68
4.1.1创造能力的构成68
4.1.2创意的表达69
4.1.3灵感与坚持69
4.2创新思维70
4.2.1创新思维的作用70
4.2.2创新思维的类型71
4.3创新构思方法72
4.3.1头脑风暴法72
4.3.2综摄法74
4.3.3设问探求法75
4.3.4联想创新法77
4.4创新设计构思举例79
4.4.1综摄法应用举例79
4.4.2联想创新法应用举例80
4.4.3仿生设计举例80
第5章机械创新设计方法与实例83
5.1TRIZ与创新设计83
5.1.1TRIZ理论83
5.1.2TRIZ设计举例93
5.2优化设计方法96
5.2.1机械优化设计的一般过程96
5.2.2优化设计问题的数学模型97
5.2.3优化设计算例101
5.3反求工程与创新102
5.3.1反求工程设计方法103
5.3.2反求工程设计实例105
5.4计算机辅助设计106
5.4.1三维建模107
5.4.2有限元仿真107
5.4.3虚拟样机设计108
5.4.4计算机辅助设计实例108
第6章机械创新设计实践115
6.1方案设计116
6.1.1组建团队116
6.1.2主题拟订与调研117
6.1.3方案对比与评价120
6.1.4运动学分析121
6.1.5受力分析122
6.1.6原理方案总结122
6.2结构设计122
6.2.1系统设计122
6.2.2零部件的设计与校核124
6.2.3零部件的精度设计125
6.2.4控制程序设计125
6.2.5图样绘制127
6.2.6结构设计总结128
6.3工艺设计129
6.3.1经济性分析129
6.3.2加工和制造131
6.3.3机械加工工艺过程设计133
6.3.4样机测试与调试135
6.3.5项目总结136
6.4项目成果的提炼137
6.4.1专利申请137
6.4.2论文撰写138
6.4.3学科竞赛138
6.4.4创业训练140
第7章机械创新设计实例142
7.1机构创新设计实例142
7.1.1六自由度并联运动平台142
7.1.2轮腿复合机器人143
7.2机械创新设计竞赛作品实例144
7.2.1草方格沙障机器人144
7.2.2海洋浒苔清理船145
7.3任务型创新设计实例146
7.3.1ROBOCON实例146
7.3.2物流技术（起重机）创意设计148
7.4仿生机器人实例151
7.4.1高层建筑玻璃幕墙清洁机器人151
7.4.2湿地勘探仿生机械丹顶鹤153
7.4.3飞行仿生机械设计154
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）156
附录2：全国大学生机械创新设计大赛历届主题和内容159
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160
附录4：专利申请实例161
参考文献167
后记168