淺談機械設計過程中的創新思維

摘要：創新於現代機械設計中正在發揮越來越大的作用，本文闡述了當前機械創新設計的特點、形式等方面，同時舉了創新的實例，講述創新在機械設計中的關鍵性。

關鍵詞：機械設計創新 基本形式 原則 新型內燃機

引言

創新在人類進步的過程中起到了重大的作用， 並且促進了機械設計的前進與發展， 機械結構一直以創新作爲發展的動力。如今的時代是知識的時代， 機械設計與製造在國民經濟的發展中，起到了奠定基礎的作用， 創新纔是推動發展的不竭動力。創新能力一旦出現缺失，就會喪失許多本來應該得到的機遇， 沒有創新就沒有機械技術的不斷前進。知識創新和技術創新在競爭中起到了決定勝負的作用，關係到企業的興衰成敗。

1機械創新設計及其特點

機械創新設計就是要把設計者腦海中潛在的創造力完全地釋放出來，再借助人類已經取得的相關成果重新進行構思，設計出從前更加具有獨特性和實用性的設備裝置的一種活動。機械創新設計進行的基礎就是機械設計學理論，再對一系列的相關學科進行融合，綜合設計之後產生的技術方法。

機械創新設計具有許多優秀的特點： ①設計的學科比較多，比如機械、液壓、電力等多學科之間進行滲透和綜合。②設計過程裏面很大一部分的工作不需要進行計算，而是建立在日常知識的積累上，需要大量的推理判斷，還需要與創新性思維進行一定的融合。③要在多方案中將最優方案甄選出來。大型的設計中，必須根據能力進行甄選，並且對所選方案進行科學的優化。④創新設計需要不斷地進行篩選，每一階段都有着不同於其他階段的特點，客觀上還有一定的聯繫，又是一個整體。

2 機械創新設計研究的目的和意義

開展機械創新設計研究，可以提高本身的科技發展水平， 還可以獲取豐富的社會效益和經濟效益。具有許多意義：

（1） 深入地進行機械創新設計的研究，可以促使人類發明更多的新機器；

（2） 機械創新設計研究可以使機械專家以更快的速度進步， 有利於機械設計水平向着更高、更快的目標發展；

（3） 機械產品進行創新設計之後，可以有效提高自身的競爭力， 當時的時代產品追求專利化，這樣才能獲取的更大的收益；

3 機械設計中創造性思維的基本形式

3.1 發散型思維

發散型思維就是在思維過程中，將已經掌握的'概念重新進行整合梳理，向附近形成輻射，擴散出更多的答案或者是解決問題的方法。發散型思維。沒有固定的方向和固定的範圍，也不僅限於傳統的思想，很多時候思考問題採取的是比較新穎的想法，常常給人意想不到的效果。

發散型思維能力的高低收到好多因素的影響，最重要的一點就是遷移能力。. 發散型思維有許多不同的表現形式，例如立體思維、多路思維、反向思維等等。發散型思維想要得到的答案要是最多的、最具有新意的，一定要是前人沒有想過、沒有使用過的方法，這就給機械創新設計帶來了更多的靈感。

3.2 聚合型思維

聚合型思維則是用具體的對象當做中心，從不同的角度入手，最後思維回到這個選好的中心上來，解決出現的問題，也就是在許多方案中選擇最爲合理、有效的那一個。

發散型思維和聚合型思維都屬於創造性思維的範疇，兩者之間存在着一定的聯繫，並且不可分割。機械創新設計一定都是由發散思維到聚合思維的過程，然後再從聚合思維到發散思維，反覆進行循環，直到問題最後解決。發散型思維和聚合型思維在哲學上來說，屬於辯證統一的一個過程，創造性思維整個過程都是爲了最後創新的目的做準備，從五花八門的設想中選取最優質的方案。

3.3 想象思維

想象是在思維活動裏面，屬於抽象思維的一種，想象可以是天馬行空般的任意想象，也可以是在已有的基礎上進行再加工或者是局部更新的想象. 想象思維一定要以客觀現實作爲基本的出發點，還要具有一定的概括性以及形象性。

想象是人類的思維中，最神奇的一部分，也是最美麗的一部分。失去了想象，也就失去了創造，想象就是創造精華所在。萬有引力定律只是因爲一個普通的蘋果落下地面，牛頓據此展開想象，得到了萬有引力定律；“嫦娥奔月”也是人類想象出來的神話故事，促使人類發明了可以登上天空的飛行器。想象可以推動社會不斷地進步，科學不斷地發展。

4 機械創新設計思維的2個原則

機械設計過程是由功能要求開始出發，再到作用原理， 最後進行物理結構構思的一個過程。創新設計思維進行的過程中， 一定要將下列的原則牢牢把握好：

（1） 最短路徑原則

首先要對產品具有的功能進行明確， 然後找出最佳的設計例子， 以便在最快的時間內接近目標， 然後選用正確的價值工程方法， 再將價值較低的極少數組件找出來，當做研究的對象， 分析出對象當前存在的矛盾， 嘗試在最小的變動之下將矛盾解決。這種方法需要消耗的能量是最少的， 也就是所說的選用的路徑是最短的。

（2） 相似性聯想原則

聯想是要針對事物之間的相似性進行分析和歸納，聯想合理與否的一點重要依據就是是否具有相似性， 相似性由產品的實例進行決定， 如果多樣產品實例同時滿足一種功能要求， 那麼它們之間就可以說是存在着一定的相似性。

5 機械創新設計實例-新型內燃機的開發

無曲軸式活塞發動機就是機械創新設計的一種實例，它把圓柱凸輪於發動機的中心部位進行安裝，在圓柱凸輪的附近就可以在設置多個氣缸，這樣就形成了多缸發動機。一旦圓柱凸輪的凸輪輪廓形狀出現變動的話，輸出軸的轉速也會隨着進行改變，就起到了減速增矩的作用。上述的凸輪式無曲軸發動機已經被廣泛應用起來，船舶和機械行業都可以看到它的影子。

旋轉式發動機與從前的往復式發動機進行比較的話，輸出功率上具有明顯優點：體積小、重量輕、噪聲低並且結構照比以往簡單，但是在實際應用的時候還是存在着一些弊端，需要進一步進行解決。

6 結語

一定要善於吸收多方的經驗，在追求最佳方案的時候， 成熟的技術可以直接採用。 還要具備一定的學習能力，機械設計涉及到許多學科的知識， 設計者一定要具有針對問題自學進行解決的能力。只要對自己有信息， 努力進行鑽研和探索， 一定會尋求到最佳的設計方案。

參考文獻

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