机械创新设计方案打印版

2022-06-15 05:15:21本页面

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【正文】

第四章机械系统方案()的创新设计第一节概述()一、机械系统的概念()(续)1机械系统的组成现代机械种类繁多,结构也越来越复杂,但从实现系统功能的角度出发,一般机械系统由动力部分、传动部分、执行部分和控制部分四部分组成。动力部分控制部分传动部分执行部分第一页,共92页。第四章机械系统方案的创新()设计第一节概述()一、机械系统的概念()(续)2机械系统的相关性每个系统一般都由若干个子系统组成,子系统又由各种元件与操作构成。系统中的各子系统之间互相影响,互相关联,同时各子系统也影响着系统,而系统又受超系统的制约。超系统可以理解是系统的环境,系统得以存在的条件。这种各子系统之间,系统与子系统之间。

以及系统与超系统之间相互关联的性质称为系统的相关性。进行创新设计时要考虑这种相关性的问题,合理的利用关系,使得设计方向有利于系统的发展,而不是造成更大的制约。第二页,共92页。第四章机械系统方案()的创新设计第一节概述()一、机械系统的概念()(续)3机械系统的进化性在进行产品研发决策时,要分析当前产品的技术水平,预测进化方向,确定产品发展的阶段。第三页,共92页。第四章机械系统方案()的创新设计第一节概述()二、机械系统设计()的内容(1)产品规划阶段(2)方案设计阶段(3)技术设计阶段(4)施工设计阶段机械系统的设计不论是在s形曲线的各拐点位置,还是处于开发下一代产品交替的位置,以及开发一种全新的产品,一般都须经历下列四个阶段:第四页,共92页。

第四章机械系统方案的创新()设计第一节概述()三、方案设计的创新()方案设计的主要工作有功能综合、原理综合和构型综合。功能、原理、构型综合都没有一个统一的规律可遵循,其方案解是发散的。例如洗衣机的主要功能可以抽象的描述为分离,即污物与衣物的分离。探索实现这一功能解的过程就是明确效应,确定其工作原理。一旦确定了工作原理,就要按照工作原理寻求相应的工艺动作。其中每一步骤都存在多个解,每个解都是创新的产物。第五页,共92页。第四章机械系统方案的创新()设计任务功能综合功能分析功能分解功能分类原理综合创新技法冲突矩阵解法目录资源利用确定方案方案评价构形综合机构构形结构构形第一节概述()三、方

是创新的过程。其设计过程如框图所示。第六页,共92页。第四章机械系统方案()的创新设计第二节功能()综合功能综合是指将口头()提出的任务形成技术系统的目的或要求。其主要工作是功能的分析与功能的分解,并判断与功能相对应的效应,为下一步寻求实现功能的工作原理打下基础。另外为了更方便地进行功能的分析与分解,还对机械系统中常需要实现的各种功能进行分类。一、功能分析功能分析就是对系统要达到结果(输出)的描述,并不说明如何达到这个结果。功能分析可以采用黑箱法。第七页,共92页。第四章机械系统方案的创新()设计一、功能分析(续)技术系统机器设备仪器输入接口输出接口能量物料能量信号物料信号黑箱法描述()未知系统净衣系统电能接通净衣物脏衣物污物切断照明系统电能接通信号光能第二节功能()综合第八页。

共92页。第四章机械系统方案()的创新设计二、功能()分类功能()分类就是将系统中输入与输出的三要素操作具体化,这将有利于功能()的分析,也有利于原理的综合与构型的综合。1按机械系统的组成进行功能分类为系统提供能量或动力,它接受测控部分发出的指令,执行驱动部分工作。其功能载体为各种类型原动机。如电动机、内燃机等。(1)驱动功能(2)传动功能传递驱动和执行部分之间的运动和动力。包括运动形式、性质、方向、大小的变换。其功能载体可以是机械式、液压气动式或电磁式等。第二节功能综合第九页,共92页。第四章机械系统方案()的创新设计二、功能()分类(续)1按机械系统的组成()进行功能分类(续机械创新设计方案.pptx)(3)执行功能实现和完成产品的最终功能。

简单系统可用简单的构件实现特定的动作;复杂的系统有多个执行功能,各动作需要协调与配合。(4)控制功能包括检测、传感与控制。它把系统工作过程中各种参数和工作状况检测出来,变换成可测定和可控制的物理量,传送到信息处理部分,并发出对各部分的工作指令和控制信号。第二节功能综合第十页,共92页。二、功能()分类(续)2按三要素变换的物理(wl)作用进行分类为了有利于开拓与创新,常把机器、设备、仪器中的复杂过程,即功能归结为物理(wl)的基本作用类型。凡是引起能量、物料或信号特性发生变化的活动都应称为转变或复原。它具有类型的特征。转变复原放大缩小一切使物理量放大或缩小的活动都称为放大或缩小。它具有大小的特征。

第二节功能综合第四章机械系统方案的创新设计第十一页,共92页。二、功能()分类(续)2按三要素变换的物理(wl)作用进行分类(续)混合()分离凡是根据不同的物理特性参量(密度、原子量、波长、频率、几何形状等)使两个或几个混合在一起的流分离开,或者使已经分开的流混合在一起的活动都应称为分离混合。或者使能量和物料、能量和信号、物料和信号混合和分离的过程也称为混合分离。它具有数量的特征。接合分开用来把体现能量的物理量(如功率、力、位移等)合成(相加),或者分解成几个分量的过程;以及用来产生或取消相同或不同物料间结合力的活动都可归纳为接合分开。它具有位置的特征。第二节功能综合第四章机械系统方案的创新设计第十二页。

共92页。二、功能()分类(续)2按三要素变换的物理作用进行()分类(续)存储()取出把能量、物料、信号存放起来,或从存贮器中取出来的活动称为存储取出。它具有数量、位置、时间的特征。传导中断是指能量、物料、信号通过电流、光纤、管道、机构等进行传输或断开的活动。它具有位置与时间的特征。第二节功能综合第四章机械系统方案的创新设计第十三页,共92页。3机构()能实现的基本功能二、功能()分类(续)变换运动()的形式运动形式主要有转动、单双向移动、单双向摆动以及间歇运动等。变换运动的速度即减速、增速、变速或调速等。变换运动的方向主要指转动件的两轴线可平行、相交、空间交错;对于空间连杆机构与空间凸轮机构可在运动空间实现任意方向运动的变换。

进行运动的合成与分解两个自由度的机构以及各种差速机构。第二节功能综合第四章机械系统方案的创新设计第十四页,共92页。3机构()能实现的基本功能(续)二、功能()分类(续)对运动进行操纵()与控制主要指各种离合装置、操纵装置。实现给定的运动轨迹机构中的浮动构件可实现各种轨迹要求。如连杆机构中的连杆;行星齿轮机构中的行星齿轮以及挠性件传动机构中的挠性构件等。实现给定的运动位置指两个连架杆的对应位置,以及浮动构件的导引位置。实现某些特殊功能有增力、增程、微动、急回、夹紧、定位和自锁等。第二节功能综合第四章机械系统方案的创新设计第十五页,共92页。三、功能()分解一个系统的总功能是该系统中各子机械创新设计方案.pptx系统乃至各个元件共同完成的。

各子系统分担各自的分功能、子功能,乃至功能元。各分功能的类型不完全相同,它们之间有联系,也有区别。为了更方便地求得功能解,即确定()实现功能的工作原理,需要将系统的总功能进行分解。功能()分解图的结构形状有树状结构,称为功能()树;也有串联结构、并联结构以及环形结构。如图所示。第二节功能综合第四章机械系统方案的创新设计第十六页,共92页。并联()结构环状结构(树状结构()串联结构通过以上分解,就可将任务书给出的总功能划分为已知的分功能或基本功能,并把分功能或基本功能逻辑地联接起来,从而产生所要求的整个系统的因果关系。第四章机械系统方案的创新设计第十七页,共92页。三、功能()分解(续)包装纸包装机化妆品电能信号袋装化妆品数量信号包装纸走纸截断纸化妆品输送截流装袋输送并记数电能第二节功能()综合第四章机械系统方案()的创新设计第十八页。

共92页。三、功能()分解(续)齿轮减速器输入传动支撑联接输出齿轮润滑箱体轴轴承端盖密封联轴器联轴器键销钉螺钉减速器功能()结构图第二节功能()综合第四章机械系统方案的创新设计第十九页,共92页。第三节理论与创新()设计功能综合后,对基本功能求解()过程就是工作原理的综合。发明问题()的解决理论理论、建立原理解法目录、资源的分析与利用为俄文字母对应的拉丁字母缩写,含义为发明问题的解决理论,也有人将其译为技术冲突的解决原理。理论认为发明问题的核心是解决冲突,在设计过程中,不断发现冲突,利用发明原理解决冲突,才能获得理想的产品。第四章机械系统方案的创新设计第二十页,共92页。第三节理论与创新()设计一、理论()概述阿奇舒勒()在研究和整理世界各国高水平的发明专利过程中。

发现任何领域的产品改进、技术变革与创新()和生物系统一样,都存在产生、生长、成熟、衰老、消亡的过程,是有规律可循的。结论:许多技术问题可以利用解决其它领域中相似问题的原理和方法轻而易举地得到解决。第四章机械系统方案的创新设计第二十一页,共92页。第三节理论()与创新设计一、理论()概述(续)(一)产品设计所面临()的问题人们进行机械产品设计通常面临两类需要解决的问题:一类是知道一般的解决方法(常规问题),一类是不知道解决方法(发明问题)。认为,解决发明问题过程中所寻求的科学原理和法则是客观存在的。更加易于操作、系统化、流程化,不过多地依赖设计者的灵感、个人知识以及经验进行创新。

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