創(chuàng)新是一個民族進(jìn)步的靈魂，是國家興旺發(fā)達(dá)的不竭動力。一個國家的創(chuàng)新能力，決定了它在國際競爭和世界總格局中的地位，所以我國正在為創(chuàng)建一個國家創(chuàng)新體系而努力。國家創(chuàng)新體系包括：知識創(chuàng)新系統(tǒng)、技術(shù)創(chuàng)新系統(tǒng)、知識傳播系統(tǒng)和知識應(yīng)用系統(tǒng)。其中，知識創(chuàng)新系統(tǒng)的核心部分是國家科學(xué)研究機(jī)構(gòu)和研究型的大學(xué)；技術(shù)創(chuàng)新系統(tǒng)的核心部分是企業(yè)；知識傳播系統(tǒng)的核心是指高等教育系統(tǒng)以及職業(yè)培訓(xùn)系統(tǒng)；知識應(yīng)用系統(tǒng)的主體則是企業(yè)和社會，主要是知識和技術(shù)的應(yīng)用。
　　近幾年來，盡管我們的創(chuàng)新能力提高很快，創(chuàng)新成果也很豐富，但與世界發(fā)達(dá)國家的差距還很大，在高科技領(lǐng)域中，很多關(guān)鍵技術(shù)還要受制于人。例如，90%的發(fā)明專利掌握在發(fā)達(dá)國家手里，我國關(guān)鍵技術(shù)的對外依存率達(dá)50%，只有萬分之三的國有企業(yè)擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)。所以，作為知識傳播系統(tǒng)核心單位的高等學(xué)校，開展創(chuàng)新教育已經(jīng)是勢在必行。
　　在計劃經(jīng)濟(jì)時代形成的教育體制下，我國的高等工程教育用一個統(tǒng)一的培養(yǎng)方案來塑造全體大學(xué)生的培養(yǎng)模式，已經(jīng)不適應(yīng)改革開放后的社會主義市場經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，也不適應(yīng)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的新趨勢和新特點，難以培養(yǎng)出在國際競爭中處于主動地位的人才。為適應(yīng)21世紀(jì)的知識經(jīng)濟(jì)和高科學(xué)技術(shù)的發(fā)展需要，必須更新教育思想和轉(zhuǎn)變教育觀念，探索新的人才培養(yǎng)模式，加強(qiáng)高等學(xué)校與社會、理論與實際的聯(lián)系，從傳授和繼承知識為主的培養(yǎng)模式轉(zhuǎn)向加強(qiáng)素質(zhì)教育、拓寬專業(yè)口徑、著重培養(yǎng)學(xué)生主動獲取和運用知識的能力、獨立思維和創(chuàng)新能力，融傳授知識、培養(yǎng)創(chuàng)新能力、鼓勵個性發(fā)展、全面提高學(xué)生素質(zhì)為一體的具有時代特征的人才培養(yǎng)模式將是當(dāng)前高等學(xué)校改革的主旋律。 “培養(yǎng)創(chuàng)新能力、鼓勵個性發(fā)展、全面提高學(xué)生素質(zhì)”的基本教育思想必須通過各種教學(xué)環(huán)節(jié)予以落實，開設(shè)機(jī)械創(chuàng)新課程就是其中的重要措施之一。
　　隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展和教學(xué)改革的不斷深入，加強(qiáng)基礎(chǔ)、拓寬專業(yè)，培養(yǎng)適合21世紀(jì)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的高級工程技術(shù)人才，是高等工科學(xué)校改革與建設(shè)的主要任務(wù)。在高等學(xué)校的教學(xué)改革中，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和提高學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計能力和工程實踐能力，已經(jīng)成為系列課程內(nèi)容與課程體系改革的指導(dǎo)思想。但是，在制訂培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新設(shè)計能力的具體教學(xué)計劃時，又遇到很多具體困難。因為我國的高等工程教育是按照理論課程體系和實踐課程體系進(jìn)行分類綜合培養(yǎng)的，其中理論課程體系又分為基礎(chǔ)課程、專業(yè)基礎(chǔ)課程和專業(yè)課程。把培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的教育內(nèi)容放到一些相關(guān)課程中去，還是單獨開設(shè)創(chuàng)新設(shè)計課程，各高等學(xué)校都進(jìn)行了深入的探討與大量的實踐，并逐步取得了共識：除在一些課程中力所能及地介紹創(chuàng)新設(shè)計內(nèi)容外，單獨開設(shè)介紹創(chuàng)新設(shè)計理論與方法的課程是非常必要的。本書就是在這種形勢下，為了配合機(jī)械工程領(lǐng)域中創(chuàng)新教育要求而編寫的。
　　各類企業(yè)與研究院所是創(chuàng)新的主體執(zhí)行者，高等學(xué)校是培養(yǎng)創(chuàng)造型人才的搖籃，開設(shè)機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計課程是機(jī)械工程專業(yè)中培養(yǎng)創(chuàng)造性人才的探索與嘗試。
　　目前，全面介紹發(fā)明學(xué)、創(chuàng)造學(xué)、創(chuàng)造思維、創(chuàng)造技法、創(chuàng)造與創(chuàng)新技法的書籍很多。許多讀者讀完后感覺到發(fā)明創(chuàng)造很重要，培養(yǎng)創(chuàng)造性思維也很重要，創(chuàng)造與創(chuàng)新技法也很好，但在具體設(shè)計過程中就是不知道如何去創(chuàng)新與創(chuàng)造，感覺到這些書的可讀性很好，可操作性與可應(yīng)用性不夠。針對這一問題，很多專家學(xué)者進(jìn)行了認(rèn)真思考、不斷探索與實踐，編寫了包含創(chuàng)新思維和創(chuàng)新技法的機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計教科書。如清華大學(xué)的黃純穎教授、北京化工大學(xué)的張美麟教授、燕山大學(xué)的曲繼方教授、華中科技大學(xué)的楊家軍教授、重慶大學(xué)的呂仲文教授等都先后編寫并出版了機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計教材，并在機(jī)械類專業(yè)的人才培養(yǎng)過程中發(fā)揮了一定的作用。
　　前言機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計第3版經(jīng)過多年的機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計教學(xué)實踐，不斷探索機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計的具體理論與方法，再結(jié)合其他學(xué)校的教學(xué)實踐和要求，我們逐漸總結(jié)出一系列的可操作性強(qiáng)的機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計方法，使機(jī)械創(chuàng)新理論與方法日益完善與成熟。因此，在機(jī)械工業(yè)出版社的支持下，我們決定修訂新版的機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計教材。
　　關(guān)于機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計內(nèi)容的確定原則說明如下：
　　在機(jī)械工程中，機(jī)構(gòu)是執(zhí)行機(jī)械運動的裝置；機(jī)器也是執(zhí)行機(jī)械運動的裝置，同時還要完成能量的變換或信息的傳遞作用；從機(jī)械運動的觀點看，機(jī)構(gòu)和機(jī)器都是執(zhí)行機(jī)械運動的裝置，因此，機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計的根本內(nèi)容是執(zhí)行機(jī)械運動裝置的設(shè)計問題，而執(zhí)行機(jī)械運動裝置的設(shè)計問題又包括兩大內(nèi)容：其一是機(jī)構(gòu)系統(tǒng)的設(shè)計，包含機(jī)構(gòu)設(shè)計、機(jī)構(gòu)組合設(shè)計、機(jī)構(gòu)系統(tǒng)運動方案的設(shè)計等；其二是結(jié)構(gòu)設(shè)計問題，包含機(jī)械形狀、材料、結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度、剛度、工藝等。
　　為了說明機(jī)構(gòu)及其系統(tǒng)的設(shè)計，本書提出了組成機(jī)械的最簡機(jī)構(gòu)、基本機(jī)構(gòu)和基本機(jī)構(gòu)組合的概念，分析了由最簡機(jī)構(gòu)、基本機(jī)構(gòu)和基本機(jī)構(gòu)組合而成的三類機(jī)械；建立了清晰的機(jī)構(gòu)及其組合與創(chuàng)新的方法體系；為說明機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計，本書從機(jī)構(gòu)運動簡圖到機(jī)械裝配圖的機(jī)械設(shè)計過程出發(fā)，闡述了各類運動副與構(gòu)件的結(jié)構(gòu)設(shè)計與創(chuàng)新，把機(jī)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計拓展到了機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計。
　　另外，反求原理和仿生原理與機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計密切相關(guān)，也是機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計的重要內(nèi)容；近年來TRIZ理論在我國普及很快，且相應(yīng)的創(chuàng)新軟件也已經(jīng)問世，所以本書也將其納入機(jī)械創(chuàng)新內(nèi)容中。剪叉機(jī)構(gòu)的應(yīng)用日趨廣泛，本次修訂增加了剪叉機(jī)構(gòu)的基本知識和創(chuàng)新設(shè)計內(nèi)容。
　　本書的第一篇為機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計的基礎(chǔ)知識篇，闡述機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計所需要的思維基礎(chǔ)和技術(shù)基礎(chǔ)，這也是創(chuàng)新人員必備的基本業(yè)務(wù)素質(zhì)；第二篇為機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計的理論與方法篇，是本書的核心內(nèi)容，包括機(jī)構(gòu)的演化、變異原理與創(chuàng)新設(shè)計，機(jī)構(gòu)組合與創(chuàng)新設(shè)計， 機(jī)械結(jié)構(gòu)與創(chuàng)新設(shè)計，仿生原理與創(chuàng)新設(shè)計，反求工程與創(chuàng)新設(shè)計，機(jī)械系統(tǒng)運動方案與創(chuàng)新設(shè)計，TRIZ理論與創(chuàng)新設(shè)計；第三篇為機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計的實例篇，以工程中的創(chuàng)新實例來輔助說明創(chuàng)新方法的應(yīng)用過程，從而加強(qiáng)對創(chuàng)新理論與方法的理解。附錄簡單介紹世界機(jī)械發(fā)明史與中國古代機(jī)械發(fā)明史，從而說明機(jī)械的發(fā)展與創(chuàng)新過程對人類社會的發(fā)展與世界文明進(jìn)程產(chǎn)生的巨大貢獻(xiàn)。
　　本課程是機(jī)械原理和機(jī)械設(shè)計的后續(xù)課程，在進(jìn)行教學(xué)安排時應(yīng)予以注意。
　　為配合教學(xué)工作，本書還配備了供教師課堂教學(xué)使用的CAI教學(xué)課件模板，教師可按任課專業(yè)的需要修改或完善適合自身教學(xué)特點的CAI課件；該課件也可供學(xué)生復(fù)習(xí)之用。課件中包括三維動畫、二維動畫以及符合教學(xué)認(rèn)知規(guī)律的動、靜相結(jié)合的動畫與圖形。授課教師可到機(jī)工教育網(wǎng)www�眂mpedu�眂om以教師身份注冊后下載。
　　參加本書編寫的教師有：張春林、李志香、趙自強(qiáng)、陳亞琴、韓剛、楊建偉、孔凌嘉、韓寶玲、張穎。全書由張春林教授負(fù)責(zé)統(tǒng)稿并擔(dān)任主編。
　　本書由原教育部機(jī)械基礎(chǔ)課程教學(xué)分指導(dǎo)委員會委員、清華大學(xué)的申永勝教授和原教育部機(jī)械基礎(chǔ)課程教學(xué)分指導(dǎo)委員會副主任委員、北京科技大學(xué)的翁海珊教授擔(dān)任主審，兩位教授對全書進(jìn)行了認(rèn)真的審閱，并提出了許多寶貴的修改意見，編者在此表示衷心的感謝。
　　由于機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計的理論與方法還在不斷地發(fā)展和完善過程中，且作者水平有限，所以本教材的內(nèi)容會存在誤、漏和欠妥之處，敬請讀者批評指正。
　　張春林于北京理工大學(xué)