机械零部件的设计方法一般来说主要有三种。第一种:理论设计,理论设计是根据设回计理论和实验数据所进答行的设计。它又可分为设计计算和校核计算两类。第二种:经验设计,经验设计根据已有的经验公式或设计者本人的工作经验,或借助类比方法所进行的设计。这主要适用于使用要求不大变动而结构形状已典型化的零部件。第三种:模型实验设计,这种设计是对一些尺寸巨大、结构复杂的重要零部件,根据初步设计的结果,按比例制成小尺寸的模型,经过实验手段对其各方面的特性进行检验,再根据实验结果对原设计进行逐步修改,从而达到完善的设计。
B. 机械制造的六种基本方法有哪些
机械加工的形式根据不同的材质工件和产品的要求而有所差别。传统的机械加工方法就是我们经常听到的车、钳、洗、刨、磨这些。而随着机械科技的发展,在机械加工方面,还出现了电镀、线切割、铸造、锻造和粉末加工等等。
那么机械加工形式有哪些呢?
1、车削
车削主要是由于工件的转动,通过车刀将工件切削成要求的形状。刀具沿平行旋转轴线运动时,可以得到内、外圆柱面。锥面的形成,则是刀具沿与轴线相交的斜线运动。旋转曲面的形成是仿形车床或数控车床上,控制刀具沿着一条曲线进给。另外一种旋转曲面的生产,则是采用成型车刀,横向进给。除此之外加工螺纹面、端平面及偏心轴等也可以用车削加工。
2、铣削
铣削加工主要依靠的是刀具的转动。铣削分为卧铣和立铣,卧铣铣削的平面是由铣刀外圆面上的刃形成的。立铣是由铣刀的端面刃形成。想要获得较高的切削速度并提高生产率,可以提高铣刀的转速。不过由于铣刀刀齿的切入、切出,形成冲击,切削过程容易产生振动,因而限制了表面质量的提高。
3、刨削
刨削主要是刀具做往复直线运动对工件进行切削。因此,刨削的速度相对较低,从而生产率较低。但是刨削的精度和表面粗糙度较铣削的结果更为平稳。
4、磨削
磨削加工主要依赖的是砂轮和磨具对工件进行加工,依靠的是砂轮的旋转。砂轮在进行磨削的时候,主要是砂轮上的磨粒对工件表面进行切削、刻削和滑擦三种作用。磨粒本身也由尖锐逐渐磨钝,使切削作用变差,切削力变大。因此,磨削一定时间后,需用金刚石车刀等对砂轮进行修整。
5、齿面加工
齿面加工是新的加工方式,这种加工方式分为两大类:一种是成形法,另外一种是展成法。成形法主要利用普通铣床进行加工,刀具为成形铣刀,需要刀具的旋转运动和直线移动这两个简单的成形运动。而展成法加工齿面的常用机床为滚齿机、插齿机等。
6、复杂曲面加工
对于复杂曲面的加工,数控机床派上了用场。三维曲面的切削加工,主要采用仿形铣和数控铣的方法或特种加工方法。仿形铣必须有原型作为靠模。加工中球头仿形头,一直以一定压力接触原型曲面。仿形头的运动变换为电感量,加工放大控制铣床三个轴的运动,形成刀头沿曲面运动的轨迹。铣刀多采用与仿形头等半径的球头铣刀。数控技术的出现为曲面加工提供了更有效的方法。
7、特种加工
特种加工就是区别于传统切削加工的机械加工方式,特种加工可以利用物理(电、声、光、热、磁)、化学或者电化学等方法对工件材料进行加工,让工件变成我们需要的形状。
C. 机械零件设计的方法步骤是什么
机械零件的常规设计方法有以下几种。
1、理论设计。所谓理论设计,就是根据设计理论和实验数据所进行的设计。它又可分为设计计算和校核计算两类。设计计算是根据零件的工作情况,选定计算准则,按其所规定的要求计算出零件的主要几何尺寸和参数。校核计算是先按其他方法初步拟定出零件的主要尺寸和参数,然后根据计算准则所规定的要求校核零件是否安全。由于校核计算时已知零件的有关尺寸,因此能计入影响强度的结构因素和尺寸因素,计算结果比较精确。
2、经验设计。经验设计是指根据已有的经验公式或设计者本人的工作经验,或借助类比方法所进行的设计。它主要适用于使用要求变动不大而结构形状已典型化的零件,如箱体、机架、传动零件的结构要素等。
3、模型实验设计。这种设计主要是针对一些尺寸巨大、结构复杂的重要零件,根据初步设计的结果,按比例制成小尺寸的模型,采取实验手段对其各方面的特性进行检验,再根据实验结果对原设计进行逐步修改,从而达到完善的设计。模型实验设计是在设计理论还不成熟,已有的经验又不足以解决设计问题时,为积累新经验、发展新理论和获得好结果而采用的一种设计方法。但这种设计方法费时、耗资,一般只用于特别重要的设计中。
机械零件设计的一般步骤:
(1)选择零件的类型和结构要根据零件的使用要求,在熟悉各种零件的类型、特点及应用范围的基础上进行。
(2)分析和计算载荷。根据机器的工作情况,确定作用在零件上的载荷。
(3)选择合适的材料。根据零件的使用要求、工艺要求和经济性要求选择合适的材料。
(4)确定零件的主要尺寸和参数。根据对零件的失效分析和所确定的计算准则进行计算,确定零件的主要尺寸和参数。
(5)零件的结构设计。应根据功能要求、工艺要求、标准化要求,确定零件合理的形状和结构尺寸。
(6)校核计算。只对重要的零件且有必要时才进行这种校核计算,以确定零件工作时的安全程度。
(7)绘制零件的工作图。
(8)编写设计计算说明书。
机械零件设计是从机器的工作原理、承载能力、构造和维护等方面研究通用机械零件的设计问题,其中包括如何合理确定零件的形状和尺寸、如何合理选择零件的材料以及如何使零件具有良好的工艺性等。
D. 机械设计的方法有哪几种,说出其步骤
机械设计可分为新型设计、继承设计和变型设计3类。
1、新型设计 应用成熟的科学技术或经过专实验证明属是可行的新技术,设计过去没有过的新型机械。
2、继承设计 根据使用经验和技术发展对已有的机械进行设计更新,以提高其性能、降低其制造成本或减少其运用费用。
3、变型设计 为适应新的需要对已有的机械作部分的修改或增删而发展出不同于标准型的变型产品。
主要程序 1、根据用户订货、市场需要和新科研成果制定设计任务。 2、初步设计。包括确定机械的工作原理和基本结构形式,进行运动设计、结构设计并绘制初步总图以及初步审查。 3、技术设计。包括修改设计(根据初审意见)、绘制全部零部件和新的总图以及第二次审查。 4、工作图设计。包括最后的修改(根据二审意见)、绘制全部工作图(如零件图、部件装配图和总装配图等)、制定全部技术文件(如零件表、易损件清单、使用说明等)。 5、定型设计。用于成批或大量生产的机械。对于某些设计任务比较简单(如简单机械的新型设计、一般机械的继承设计或变型设计等)的机械设计可省去初步设计程序。
E. 现代机械设计方法有哪些
机械设计的现代设计方法:
一、专业现代
由机械设计和计算机专业人员共同开发的计算机软件,能够反映和描述机械产品在实际工况下的各种损伤、失效和破坏的机理,可以定量分析和计算机械零件和机械的动态行为,并形成固定的设计程序,这就是专业的现代设计方法,如:振动分析和设计,摩擦学设计,热力学传热设计,强度、刚度设计,温度场分析等等。这些软件都是在传统的设计方法基础上,应用计算机技术开发出来的。例如:用Pro/M软件分析机械装置的动态特性,用ANSYS软件分析应力都是这方面很好的例子,为准确判断装置的可靠性和选择设计参数奠定了基础。
二、通用现代
为了满足机械产品性能的高要求,在机械设计中大量采用计算机技术进行辅助设计和系统分析,这就是通用的现代设计方法。常见的方法包括优化、有限元、可靠性、仿真、专家系统、CAD等。这些方法并不只是针对机械产品去研究,还有其自身的科学理论和方法。
1、优化设计
机械优化设计是最优化技术在机械设计领域的移植和应用,其基本思想是根据机械设计的理论,方法和标准规范等建立一反映工程设计问题和符合数学规划要求的数学模型,然后采用数学规划方法和计算机计算技术自动找出设计问题的最优方案。它是机械设计理论与优化数学、电子计算机相互结合而形成的一种现代设计方法。
2、仿真与虚拟设计
计算机仿真技术是以计算机为工具“建立实际或联想的系统模型”并在不同条件下对模型进行动态运行实验的一门综合性技术。而虚拟技术的本质是以计算机支持的仿真技术为前提,在产品设计阶段,实时地并行地模拟出产品开发全过程及其对产品设计的影响,预测产品性能、产品制造成本、产品的可制造性、产品的可维护性和可拆卸性等,从而提高产品设计的一次成功率。这种方法不但缩短产品开发周期,也实现了缩短产品开发与用户之间的距离。
3、有限元设计
这种方法是利用数学近似的方法对真实物理系统(几何和载荷工况)进行模拟。还利用简单而又相互作用的元素,即单元,就可以用有限数量的未知量去逼近无限未知量的真实系统。它不仅能用于工程中复杂的非线行问题、非稳态问题的求解,而且还可用于工程设计中进行复杂结构的静态和动力分析,并能准确地计算形状复杂零件的应力分布和变形,成为复杂零件强度和刚度计算的有力分析工具。
4、模糊设计
它是将模糊数学知识应用到机械设计中的一种设计方法。机械设计中就存在大量的模糊信息。如机械零部件设计中,零件的安全系数往往从保守观点出发,取较大值而不经济,但在其允许的范围内存在很大的模糊区间。机械产品的开发在各阶段常会遇到各种模糊问题,虽然这些问题的特点、性质及对计策的要求不尽相同,但所采取的模糊分析方法是相似的。它的最大特点是,可以将各因素对设计结果的影响进行全面定量地分析,得出综合的数量化指标,作为选择决断的依据。
机械设计是机械工程的重要组成部分,是机械生产的第一步,是决定机械性能的最主要的因素。机械设计的努力目标是:在各种限定的条件(如材料、加工能力、理论知识和计算手段等)下设计出最好的机械,即做出优化设计。优化设计需要综合地考虑许多要求,一般有:最好工作性能、最低制造成本、最小尺寸和重量、使用中最可靠性、最低消耗和最少环境污染。这些要求常是互相矛盾的,而且它们之间的相对重要性因机械种类和用途的不同而异。设计者的任务是按具体情况权衡轻重,统筹兼顾,使设计的机械有最优的综合技术经济效果。过去,设计的优化主要依靠设计者的知识、经验和远见。随着机械工程基础理论和价值工程、系统分析等新学科的发展,制造和使用的技术经济数据资料的积累,以及计算机的推广应用,优化逐渐舍弃主观判断而依靠科学计算。
F. 现代机械的设计方法有哪些
1)信复息论方法, 如信息分析法、制技术预测法等。它是现代设计方法的前提。
2)系统论方法, 如系统分析法、人机工程以及面向产品生命周期的设计。
3)控制论方法, 如动态分析法等。
4)优化论方法, 它是现代设计方法的目标。
5)对应论方法, 如相似设计、反求工程设计等。
6)智能论方法, 如CAE 、并行工程、人工智能等是现代设计方法的核心。
7)寿命论方法, 如可靠性设计、价值工程和稳健性设计等。
8)离散论方法, 如有限元和边界元方法。
9)模糊论方法, 如模糊评价和决策等。
10)突变论方法, 如创造性设计等。它是现代设计方法的基础。
11)艺术论方法 , 如艺术造型等。
G. 机械零件的设计都有哪些步骤方法
一、机械零件的常规设计方法
1、理论设计
理论设计是根据设计理论和实验数据所进行的设计。它又可分为设计计算和校核计算两类。设计计算是根据零件的工作情况,选定计算准则,按其所规定的要求计算出零件的主要几何尺寸和参数。校核计算是先按其他办法初步拟定出零件的主要尺寸和参数,然后根据计算准则所规定的要求校校零件是否安全。由于校核计算时,已知零件的有关尺寸,因此能计入影响强度的结构因素和尺寸因素,计算结果比较精确。
2、经验设计
经验设计是根据已有的经验公式或设计者本人的工作经验,或借助类比方法所进行的设计。这主要适用于使用要求不大变动而结构形状已典型化的零件,如箱体、机架、传动零件的结构要素等。
3、模型实验设计
这种设计是对一些尺寸巨大、结构复杂的重要零件,根据初步设计的结果,按比例制成小尺寸的模型,经过实验手段对其各方面的特性进行检验,再根据实验结果对原设计进行逐步修改,从而达到完善的设计。模型实验设计是在设计理论还不成熟,已有的经验又不足以解决设计问题时,为积累新经验、发展新理论和获得好结果而采用的一种设计方法。但这种设计方法费时、耗资,一般只用于特别重要的设计中。
二、机械零件设计的一般步骤
1)选择零件的类型和结构。这要根据零件的使用要求,在熟悉各种零件的类型、特点及应用范围的基础上进行。
2)分析和计算载荷。分析和计算载荷,是根据机器的工作情况,来确定作用在零件上的载荷。
3)选择合适的材料。要根据零件的使用要求、工艺要求和经济性要求来选择合适的材料。
4)确定零件的主要尺寸和参数。根据对零件的失效分析和所确定的计算准则进行计算,便可确定零件的主要尺寸和参数。
5)零件的结构设计。应根据功能要求、工艺要求、标准化要求,确定零件合理的形状和结构尺寸。
6)校核计算。只是对重要的零件且有必要时才进行这种校核计算,以确定零件工作时的安全程度。
7)绘制零件的工作图。
8)编写设计计算说明书。
三、机械零件的设计计算
机械零件的主要尺寸常常需要通过理论计算确定。理论设计计算是根据零件的结构特点和工作情况,将它合理简化成一定的物理模型,运用理论力学、材料力学、流体力学、摩擦学、热力学、机械振动学等理论或利用这些理论推导出设计公式、实验数据来进行设计。理论设计计算可分为设计计算和校核计算两种。
1)设计计算。按设计公式直接求得零件的有关主要尺寸。
2)校核计算。已知零件各部分的尺寸,用设计公式校核它是否满足有关的设计计算准则。
为了使设计计算的结果更符合实际,应该多方面参考过去成功的设计和实践积累的经验关系式、统计数据等。对于一些大型、结构复杂的重要零件,必要时还可以进行模型实验或实物实验。
H. 机械结构设计有哪些基本原则和设计准则
机械结构件的结构要素和设计方法
1结构件的几何要素
机械结构的功能主要是靠机械零部件的几何形状及各个零部件之间的相对位置关系实现的。零部件的几何形状由它的表面所构成,一个零件通常有多个表面,在这些表面中有的与其它零部件表面直接接触,把这一部分表面称为功能表面。在功能表面之间的联结部分称为联接表面。
零件的功能表面是决定机械功能的重要因素,功能表面的设计是零部件结构设计的核心问题。描述功能表面的主要几何参数有表面的几何形状、尺寸大小、表面数量、位置、顺序等。通过对功能表面的变异设计,可以得到为实现同一技术功能的多种结构方案。
2结构件之间的联接
在机器或机械中,任何零件都不是孤立存在的。因此在结构设计中除了研究零件本身的功能和其它特征外,还必须研究零件之间的相互关系。
零件的相关分为直接相关和间接相关两类。凡两零件有直接装配关系的,成为直接相关。没有直接装配关系的相关成为间接相关。间接相关又分为位置相关和运动相关两类。位置相关是指两零件在相互位置上有要求,如减速器中两相邻的传动轴,其中心距必须保证一定的精度,两轴线必须平行,以保证齿轮的正常啮合。运动相关是指一零件的运动轨迹与另一零件有关,如车床刀架的运动轨迹必须平行于于主轴的中心线,这是靠床身导轨和主轴轴线相平行来保证的,所以,主轴与导轨之间位置相关;而刀架与主轴之间为运动相关。
多数零件都有两个或更多的直接相关零件,故每个零件大都具有两个或多个部位在结构上与其它零件有关。在进行结构设计时,两零件直接相关部位必须同时考虑,以便合理地选择材料的热处理方式、形状、尺寸、精度及表面质量等。同时还必须考虑满足间接相关条件,如进行尺寸链和精度计算等。一般来说,若某零件直接相关零件愈多,其结构就愈复杂;零件的间接相关零件愈多,其精度要求愈高。例如,轴毂联接见图5.1。
3.3 结构设计据结构件的材料及热处理不同应注意的问题
机械设计中可以选择的材料众多,不同的材料具有不同的性质,不同的材料对应不同的加工工艺,结构设计中既要根据功能要求合理地选择适当的材料,又要根据材料的种类确定适当的加工工艺,并根据加工工艺的要求确定适当的结构,只有通过适当的结构设计才能使所选择的材料最充分的发挥优势。
设计者要做到正确地选择材料就必须充分地了解所选材料的力学性能、加工性能、使用成本等信息。结构设计中应根据所选材料的特性及其所对应的加工工艺而遵循不同的设计原则。
如:钢材受拉和受压时的力学特性基本相同,因此钢梁结构多为
对称结构。铸铁材料的抗压强度远大于抗拉强度,因此承受弯矩的铸铁结构截面多为非对称形状,以使承载时最大压应力大于最大拉应力,图示5.2为两种铸铁支架比较。钢结构设计中通常通过加大截面尺寸的方法增大结构的强度和刚度,但是铸造结构中如果壁厚过大则很难保证铸造质量,所以铸造结构通常通过加筋板和隔板的方法加强结构的刚度和强度。塑料材料由于刚度差,成型后的冷却不均匀造成的内应力极易引起结构的翘曲,所以塑料结构的筋板与壁厚相近并均匀对称。
对于需要热处理加工的零件,在进行结构设计时的要求有如下几点:(1)零件的几何形状应力求简单、对称,理想的形状为球形。(2)具有不等截面的零件,其大小截面的变化必须平缓,避免突变。如果相邻部分的变化过大,大小截面冷却不均,必然形成内应力。(3)避免锐边尖角结构,为了防止锐边尖角处熔化或过热,一般在槽或孔的边缘上切出2~3mm的倒角。(4)避免厚薄悬殊的截面,厚薄悬殊的截面在淬火冷却时易变形,开裂的倾向较大。
I. 机械设计都有哪些现代设计方法
机械设计的现代设计方法:
一、专业现代
由机械设计和计算机专业人员共同开发的计算机软件,能够反映和描述机械产品在实际工况下的各种损伤、失效和破坏的机理,可以定量分析和计算机械零件和机械的动态行为,并形成固定的设计程序,这就是专业的现代设计方法,如:振动分析和设计,摩擦学设计,热力学传热设计,强度、刚度设计,温度场分析等等。这些软件都是在传统的设计方法基础上,应用计算机技术开发出来的。例如:用Pro/M软件分析机械装置的动态特性,用ANSYS软件分析应力都是这方面很好的例子,为准确判断装置的可靠性和选择设计参数奠定了基础。
二、通用现代
为了满足机械产品性能的高要求,在机械设计中大量采用计算机技术进行辅助设计和系统分析,这就是通用的现代设计方法。常见的方法包括优化、有限元、可靠性、仿真、专家系统、CAD等。这些方法并不只是针对机械产品去研究,还有其自身的科学理论和方法。
1、优化设计
机械优化设计是最优化技术在机械设计领域的移植和应用,其基本思想是根据机械设计的理论,方法和标准规范等建立一反映工程设计问题和符合数学规划要求的数学模型,然后采用数学规划方法和计算机计算技术自动找出设计问题的最优方案。它是机械设计理论与优化数学、电子计算机相互结合而形成的一种现代设计方法。
2、仿真与虚拟设计
计算机仿真技术是以计算机为工具“建立实际或联想的系统模型”并在不同条件下对模型进行动态运行实验的一门综合性技术。而虚拟技术的本质是以计算机支持的仿真技术为前提,在产品设计阶段,实时地并行地模拟出产品开发全过程及其对产品设计的影响,预测产品性能、产品制造成本、产品的可制造性、产品的可维护性和可拆卸性等,从而提高产品设计的一次成功率。这种方法不但缩短产品开发周期,也实现了缩短产品开发与用户之间的距离。
3、有限元设计
这种方法是利用数学近似的方法对真实物理系统(几何和载荷工况)进行模拟。还利用简单而又相互作用的元素,即单元,就可以用有限数量的未知量去逼近无限未知量的真实系统。它不仅能用于工程中复杂的非线行问题、非稳态问题的求解,而且还可用于工程设计中进行复杂结构的静态和动力分析,并能准确地计算形状复杂零件的应力分布和变形,成为复杂零件强度和刚度计算的有力分析工具。
4、模糊设计
它是将模糊数学知识应用到机械设计中的一种设计方法。机械设计中就存在大量的模糊信息。如机械零部件设计中,零件的安全系数往往从保守观点出发,取较大值而不经济,但在其允许的范围内存在很大的模糊区间。机械产品的开发在各阶段常会遇到各种模糊问题,虽然这些问题的特点、性质及对计策的要求不尽相同,但所采取的模糊分析方法是相似的。它的最大特点是,可以将各因素对设计结果的影响进行全面定量地分析,得出综合的数量化指标,作为选择决断的依据。
机械设计是机械工程的重要组成部分,是机械生产的第一步,是决定机械性能的最主要的因素。机械设计的努力目标是:在各种限定的条件(如材料、加工能力、理论知识和计算手段等)下设计出最好的机械,即做出优化设计。优化设计需要综合地考虑许多要求,一般有:最好工作性能、最低制造成本、最小尺寸和重量、使用中最可靠性、最低消耗和最少环境污染。这些要求常是互相矛盾的,而且它们之间的相对重要性因机械种类和用途的不同而异。设计者的任务是按具体情况权衡轻重,统筹兼顾,使设计的机械有最优的综合技术经济效果。过去,设计的优化主要依靠设计者的知识、经验和远见。随着机械工程基础理论和价值工程、系统分析等新学科的发展,制造和使用的技术经济数据资料的积累,以及计算机的推广应用,优化逐渐舍弃主观判断而依靠科学计算。
J. 机械创新设计的方法都有哪些
创新设计的正常开展和完成,必须正确运用创新设计方法。常用的创新设计方法主要有下面几种:
一、智力激励法
智力激励法又叫集思广益法,它是由美国创造学家A.F.奥斯本提出的。人的创造性思维特别是直觉思维在受激发情况下能得到较好的发挥。一批人集合在一起,针对某个问题进行讨论时,由于每个人的知识和经验不同,观察问题的角度和分析问题的方法各异,提出的各种意见能互相启发,从而诱导出更多创意。通过激智、集智、交流,可实现创新的目的。智力激励法可以通过召开会议,也可以通过信函、书面等形式,达到互相启发、补充和完善见解,或发展为新的见解。
二、提问追溯法
提问追溯法是有针对性地、系统地提出问题,在回答问题过程中,便可能产生各种解决问题的设想,使设计所需要的信息更充分,解法更完善。提问追溯法提出的问题如下:
1)有没有其他用途?有没有新的用途?稍加改进有没有其他用途?
2)能否借用其他经验或发明?是否有相似的东西?是否有可模仿或可借用的东西?3)能否在结构、造型或其他方面变化一下?能否增加或减少什么?能否加高或降低一点?能否加长或缩短一点?能否加厚或减薄一点?能否减轻或加重一点?能否扩大或缩小一点?能否重新组合或再分解?
4)能否用其他东西代替?能否用代用的原材料、半成品或其他的代用制造方法?
5)能否增加或减少功能?
6)能否在成本不变的前提下提高产品的性能?
7)能否采用廉价代用材料、简化结构、使用简单而高效的制造工艺、提高零部件的标准化程度来降低成本?
通过一连串从不同角度的发问,可启发思维,提出新的设计方案。
三、缺点列举法
运用缺点列举法始于发现事物的缺点,挑出事物的毛病。在明确需要克服的缺点后,有的放矢地进行创造性思考,并通过改进设计去获得新的设计方案。例如,一家生产汽车喇叭继电器的小厂,为了改变产品销路不畅的被动局面,厂长和技术人员、销售人员一起对有关产品进行分析,在广泛收集用户意见的基础上,分析产品的缺点,然后针对缺点采取各种不同的措施,改进了原有的产品,很快打开了销路,销售量一年内便增长了一倍。
四、希望点列举法
希望点列举法从设计者(发明者)或用户的意愿出发提出新设想、新要求,从而激发人们去开发新产品或改进原有的产品。例如有了黑白电视机,还希望有彩色的、遥控的。又如人们希望在给别人打电话时不仅能闻其声,而且能见其人,为适应这种要求,开发了可视电话。
希望点列举法与缺点列举法都是将思维收敛于某“点”,然后发散思维,最后又集中于某种创意。但希望点列举法比缺点列举法涉及的目标更广,而且更侧重自由联想。
五、联想类比法
联想是由一个事物想到另一个事物的心理过程。对应联想由一件事物联想到与其对立的另一事物。例如由小想到大,由集中想到分散等。要增强联想能力,必须注意增加知识和经验,不但注意吸纳本专业及其他专业的学科知识,更要重视参加各种实践活动。利用联想进行发明创造是一种常用而且十分有效的方法,很多发明家都善于联想,也得益于联想的妙用。例如,贝尔发明电话,开始没有成功,以后从吉他的声音中想到了共鸣原理,改进了装置,才使电话发明成功。又如布拉特从看到蜘蛛织网联想到可以从上到下造桥,从而发明了吊桥,突破了传统的造桥模式。
联想类比由一事物或现象联想到与其有类似特点(如性质、外形、结构、功能等)的其他事物或现象。例如,由水波想到声波、光波;由水波可出现干涉现象,想到光也有干涉现象等。
六、反向探求法
反向探求将人们通常思考问题的思路反转过来,从背逆常规的途径探寻新的解法,因此反向探求法亦称为逆向思维法。例如在钨丝灯泡发明初期,为了避免钨丝在高温下的氧化,需要将灯泡内抽真空,但是使用后发现抽真空后的灯丝通电后仍会变脆。为了解决这个问题,当时多数人的意见是继续提高灯泡内的真空度。而美国科学家兰米尔却应用反向探求法提出向灯泡内充气的方法,他分别试验了将氢气、氧气、氮气、二氧化碳气、水蒸气等充入灯泡,试验结果表明氮气有明显的减少钨蒸发的作用,可使钨丝在其中长期工作,因而发明了充气灯泡。又例如:化学能为什么不能变成电能?声音既是振动,那么振动为什么不能复现原声?根据这些反问,相继发明了电池、留声机。
七、组合创新法
组合创新法是将现有技术或产品通过功能、原理、结构等方面的组合变化形成新的技术思想或新产品。组合法的优点是组合形式多样,应用广泛,便于操作,经济有效。组合创新法应用的技术单元一般是已经成熟或比较成熟的技术,不需要从头开始,因而可以最大限度地节约人力、物力和财力。在当代社会生产和生活中,存在着大量已经开发出来的技术,只要合理组合,就能创造出适合需要的技术系统。例如,美国的“阿波罗”宇宙飞船由700万个零件组成,但没有一个零件是新研制的,用这些已有的零件组合出把人送上月球又重返地球的神奇系统。同样“阿波罗”宇宙飞船技术中的全部技术都是现有技术的组合。
组合创新法的类型很多。常用的有性能组合、原理组合、功能组合、结构重组、模块组合等。虽然组合创新法所使用的技术是已有的技术,但适当组合后,同样可以做出重大的发明。