《机械创新课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机械创新课件（104页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、2018/9/3,很高兴和同学们一起学习机械创新设计新课程! 祝大家在新学年生活愉快，学业有成!,2018/9/3,第一章 绪论,第一节 创新的意义 创新是科学技术和经济发展的原动力。当今世界各国之间在政治、经济、军事和科学 校术方面的剧烈竞争，实质上就是人才的竞争，而人才竞争的本质是人才创造力的竞争。 江泽民同志多次强调创新的重要性。他指出“创新是一个民族进步的灵魂，是国家兴 旺发达的不竭动力。一个没有创新能力的民族，难以屹立于世界民族之林。”,2018/9/3,人类发展历史就是一个不断创新的历程 从滴水计时、结绳记数到信息高速公路 从刀耕火种到精密数控 从嫦娥飞天神话到人类登上月球,201
2、8/9/3,.创新与企业、产品的关系（核心技术、发明专利、行业标准、先机）5. 创新与创业、就业的关系有项目、有专利、有新产品、有新方法6. 创新与大学学习的关系,2018/9/3,第二节 创造与发明并不神秘,创新不是学者专家的专利品，一般人也能做到。例如： 鲁班发明锯子 瓦特发明蒸汽机 阿基米德发现浮力定理 牛顿发现万有引力,2018/9/3,美国画家海迈发明带橡皮铅笔 美国人华特曼发明自来水笔 日本人松下幸之助发明复式插座 伽利略发现摆的等时特性，荷兰人惠更斯制造了带摆的钟 法国人伦琴发现X射线,2018/9/3,以上这些人在发现、发明之前都是一些普普通通的人，很多创新发明是通过一次偶然事
3、件触发灵感而开启智慧之窗而获得的，最终创造出了对人类有巨大价值的东西。,2018/9/3,第三节 创新需要勇气和毅力,创新发明不是轻而易举的事，需要勇气和毅力例如： 英国人琴纳发现了牛痘免疫天花的方法（拿儿子做实验，用时30年） 诺贝尔发明安全的烈性炸药，用了20年做实验 美国杰克逊在发明拉链后为了设计出生产拉链的机器，花费了19年时间,2018/9/3,爱迪生为了找到适用的电灯灯丝材料，用了6000多种植物纤维，试验了1600多种耐热材料，终于发明制造出炭化灯丝的电灯 法拉第用长达18年的大量实验，发现了电磁感应现象。 居里夫人在发现放射性元素之后，花了5个多月时间，终于从一吨沥青铀矿中提炼
4、出了0.1克纯镭。,2018/9/3,达尔文经过5年的环球考察之后，又用了20年的研究才完成巨著（物种起源），揭开 生物进化之谜。 我国数学家陈景润废寝忘食，全身心的投入，经历十几个春秋，才摘取了哥德巴赫猜想这一数学皇冠上的明珠。,2018/9/3,第四节 机械创新设计概述,什么是机械创新设计就形成新设计是指在充分发挥设计者创造力的前提下，利用人类已有的相关科学技术成果进行创新构思，从而设计出具有新颖性、创造性及实用性的机构或机械产品的一种实践活动。 2.机械创新设计的目的目的是设计出新颖、合理、价格性能比优越且具有先进性的机构或机械产品,解决工程实际问题，,2018/9/3,3.创造与创新的
5、区别创造是想出新办法、建立新理论、做出新东西，例如我国的四大发明创造 创造分类：科技发明、技术发明、技术改造 创新是指主体的人为了生存和发展，弃旧图新、破旧立新的独创性活动。 创新的内容主要包括知识创新、技术创新、制度创新和理论创新。,2018/9/3,4.机械创新设计的一般过程1）确定设计目标和要求：根据市场要求，确定设计参数，选定约束条件，最后提出设计任务书和产品开发计划。如：,2018/9/3,2018/9/3,2）原理方案设计任务书确定后，运用设计者的专业知识、实际经验和创新能力构思出达到预期结果的原理方案（这是关键一步，表现形式有工作原理示意图、三维动画图。）原理方案设计过程中应解决
6、以下问题： 确定系统的总功能 进行总功能分解 功能元求解 功能方案的确定 方案的评价与决策,2018/9/3,举例： 洗衣机的洗衣原理螺纹加工机的螺纹加工原理； 去鱼鳞机的去鱼鳞原理； 钢筋弯曲机的弯箍原理； 爬杆机器人的攀爬原理。,2018/9/3,2018/9/3,2018/9/3,2018/9/3,2018/9/3,2018/9/3,2018/9/3,2018/9/3,2018/9/3,2018/9/3,3）结构方案设计对产品进行结构设计，即确定零、部件的形状、尺寸、材料，进行强度、刚度、可靠性等计算，画出结构草图。,2018/9/3,4）总体设计在原理方案和结构方案设计的基础上全面考虑
7、产品的总体布置、人机工程、工艺美术造型、包装运输等因素，画出总装配图。 5）施工设计将总装配图拆成零件图和部件图，根据加工和装配要求，标出公差、配合及技术要求，会出全部生产用图纸，编写计算说明书、使用说明书，列出标准件、外购件明细表及有关文件等。,2018/9/3,第五节 创新能力的构成,创新不需要天才，创新只在于找出新的改进方法。,创新基础 创新智能 创新意识 创新方法 创新环境,创新能力的构成元素,2018/9/3,2018/9/3,2018/9/3,第六节 本课程的内容、性质和目的,1.本课程的内容 机械设计的一般构成和创新人才的构成 创新思维和技法（常用的创新方法） 机构的创新设计 机
8、械传动的创新设计 机械系统创新设计介绍,2018/9/3,2.本课程的性质和目的,2018/9/3,第七节 本课程的教与学 第八节 本课程的结业方式 平时考查成绩 创新作品成绩 创新作品例子,2018/9/3,第二章常用创新方法,2018/9/3,两用拐杖,2018/9/3,2.到各自的工作领域去发掘 如：折叠伞发明,2018/9/3,第二节 创新的主要方法 缺点列举法 例如： 自行车自动充气器 感应试电器 2.希望点列举法 例如： 进退自如的脚踏玩具（如图） 尼龙搭扣,2018/9/3,2018/9/3,3.系统设问法 1）转化这件物品能否有其他用途?将其稍微改变一下，是否还有别的用处? 拉
9、链 尼龙搭扣 椅子转化为 躺椅、摇椅、转椅,2018/9/3,选不同构件为主动件，可得不同的应用。,农村水井打水的手动唧筒 四杆机构 雨伞,2018/9/3,2）引申有别的东西像这件物品吗?是否可以从这件物品引申设想出其他东西? 港口用的起重机（双摇杆机构） 飞机起落架（双摇杆机构）,2018/9/3,3）改变。改变原来的形状、颜色、气味、式样等，会产生什么结果? 折叠椅发明（解决空间问题） 火车蒸汽动力制动变为压缩空气制动（解决力量不足问题） 平行四边形机构变反向平行四边形机构（车门启闭机构）,2018/9/3,2018/9/3,4）放大或缩小。将这仲物品按比例放大、缩小会产生什么结果，单向
10、放大、缩小会怎样? 小包装箱换成集装箱（放大尺寸，提高效率） 普通台灯换成落地台灯（放大距离） 汽车前窗刮雨器（摇杆延长） 热水瓶到保温杯（体积缩小，便于携带）,2018/9/3,2018/9/3,5）复杂。在这件物品上可加上别的东西吗?加进一些“佐料”会怎样? 自行车加装网蓝 理发店用椅增加了枕头的、脚架的、升降的和仰躺的结构。 凸轮机构从动件尖顶增加滚子、尖顶变平底。 平行四边形机构增加一个曲柄，消除运动不确定性。 一缸变多缸发动机，消除运动不平稳性，增大马力。 单一曲柄滑块机构以滑块为主动件有死点位置，若增加一个错位的附加曲柄滑块机构就可以避免死点位置。,2018/9/3,2018/9/
11、3,2018/9/3,2018/9/3,2018/9/3,6）精简。从这件物品上抽掉一些东西可以吗？减轻分量或复杂程度效果如何? 将鞋帮简化变拖鞋（穿脱方便） 将椅子的四条脚简化成中心的一根立柱，椅子变成旋转椅（方便变方位，特适合办公）。 在机构中，将运动副精简，而由柔性关节来代替铰链，由结构本身的预期弹性变形来实现运动和力的传递。因416所示的柔顺四杆机构和图417所示的手动夹钳即为新型的柔顺机构，新型的柔顺机构，它没有刚性运动副，不需装配，不需润滑，具有体积小、重量轻、制造和维护费用低、使用寿命长等优点。,2018/9/3,2018/9/3,7）代替。有没有其他物品可以代替这件物品?是否有
12、其他材料、成分、过程或方法可以代替此类材料、成分和过程。,2018/9/3,在曲柄滑块机构中，若需要曲柄较短，或要求滑块行程较小，这时可用盘状结构代替曲柄这样就得到了偏心轮机构(图418所示)。回转中心A到偏心轮几何中心B的距离(称为偏心距)相当于曲柄滑块机构中的曲柄长度。偏心轮机构广泛用于剪床、冲床及颚式破碎机等机械设备中。,2018/9/3,2018/9/3,8)重组。交换一下零件位置会怎样？变动序列、改换因果关系、改变速率应提供什么条件、产生何种结果?1608年在荷兰一个小城镇的眼镜铺里，18岁的学徒利伯希坐在店铺门口，好奇地摆弄着他刚刚磨好的几块透镜，凸透镜能将物体放大，而凹透镜将物体
13、缩小，使他感到非常有趣，无意之中，他把两个镜片一前一后向远处看去，这一看，他惊讶地看到远处教堂的塔尖又大又近，好像伸手就能抓到。后来，他用纸板作了个圆筒，代替双手，把镜片装在纸筒的两头，世界上第一个“千里眼”望远镜就这样诞生了。,2018/9/3,9） 颠倒。正反互换会怎样？反过来又会怎样？能否反转？ 汽车能倒行，为啥自行车不行?于是有人设计了有两个飞轮的、行驶中既能前进又能倒退的自行车。 本世纪40年代发明的圆珠笔，因圆珠磨损漏油而难以推广应用，最初人们总是设法减少磨损，试验用各种不同材料提高耐磨性，甚至使用宝石制作笔珠，但问题总是没有很好地解决，后来日本人中田藤三即将思维方式颠倒过来，不是
14、设法减少磨损，而是控制笔杆的装油量，在圆珠未磨损之前，油已用完，巧妙地解决了问题。,2018/9/3,除尘器开始是利用吹尘的方法，飞扬的尘土令人窒息。英国人益伯布斯运用逆向思维，吹尘不好，吸尘如何?他用捂着手绢的嘴试着吸尘土，结果成功了，他继而发明出带有灰尘过滤装置的负压吸尘器，图419所示可逆式折叠椅的椅面和靠背正反面分别做成硬的和软的两面，可以翻转，热天坐硬面，冬天坐软面。,2018/9/3,2018/9/3,铰链四杆机构在满足曲柄存在的条件下，取不同构件为机架。可以分别得到双曲柄机构、曲柄摇杆机构、双摇杆机构。图420所示为卡当机构。若令杆OO1为机架，则原机构的机架成为转子3(图(b)
15、曲柄1每转一周，转子3亦同步转动一周，同时两滑块2及4在转子3的十字槽内往复运动，将流体从入口A送往出口B，从而得到一种泵机构。,2018/9/3,2018/9/3,10）组合。这件物品与什么东西组合起来效果会更好呢?组合创新是一种非常有效的创新方法。它可以通过功能组合、材料组合、同类组合、异类组合、技术组合、信息组合等多种形式来实现。 将椅子和一对自行车轮组合到一起，制成了残疾人使用的“轮椅”。 前面介绍的可以当座椅用的两用拐杖也是功能组合的实例。 多功能起子(图421所示)、旅行用多功能小刀等都是利用组合方法创新的例子。,2018/9/3,2018/9/3,图422所示为电动玩具马的主体运
16、动机构，它能模仿马的奔驰运动形态，是由曲柄摇块机构叠加在两杆机构的杆4上，两杆机构为运载机构，使马绕oo轴旋转奔驰，而曲柄摇块机构中的导杆2的摇摆和伸缩则使马获得跃上、窜下、前俯、后仰的动作。,2018/9/3,2018/9/3,图423所示是织布机开口机构，它由曲柄滑块机构和转动导杆机构串联组合而成。当曲柄1以等角速度转动时，构件5就能实现每转180度后停歇的运动要求。运用系统设问法可将已有的物品对照上面的10个方面分别提问，找到的答案一般都可以作为发明的选题。,2018/9/3,4.信息联想法人们将自己每天耳闻目陷的大量信息加以筛选，从中挑选出新的、奇的、与技术有关的科学发现和技术发明，通过思维加以联想，往往可产生或提出一个新的发明问题。联想的方式有： 由一事物联想到在空间或时间上与其相连通的另一事物； 联想到与其对立的另一事物； 联想到与其类似特点(如功能、性质、结构等)的另一事物； 联想到与其有因果关系的另一事物；联想到与其有从屑关系的另一事物等等。 例如：,
