为了使机械设计学科的知识难点易学易用且更加完善,补充了部分机械设计学科的数学和力学基础1)补充了20个知识难点的力学和数学基础;2)采用两种方法证明了具有自锁功能的螺纹连结效率小于50%的结果;3)推导了功率、力、位移、转矩、半径、角速度之间的关系;4)提出了周转轮系传动比计算的标注方向法,针对实际转动情况标注各齿轮的假定转动方向,基于啮合关系建立转速与齿轮齿数之间的关系式,如果由方程或方程组求得某体的转速为负值,则该实际转动方向与假定方向相反;5)同一轴上多个键槽的位置表述为“与经过轴线的同一个平面对称,并且宽度应尽量相同”。打牢力学和数学基础有利于机械设计学科的发展。

零件结构是机械产品的皮肤,其创新是可见的,广告效应和产品附加值大。针对当前教科书理论体系存在的不足,从功能实现、产品全生命周期、脆性和弹性材料利用3个方面总结了零件结构创新的10类方法。整合出主要由创新人才、创造力及题目的定义,心理层面的创新方法,通用创新方法,机械产品的创新方法,机构组合、演化、穷举和宽泛的创新方法,零件结构的创新方法,创新实例分析等组成的机械创新方法理论体系。基于零件结构创新方法分析鲁班锁,其基本单元为运动副全部为移动副的四体机构。