第四章 机构的演化变异与创新设计
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机械设计中的创新设计和机构构造优化机械设计一直是人类重要的发明之一,它的应用范围非常广泛,从最基础的渔网制作到最复杂的飞机制造都离不开它。
机械设计的主要目标是能够将一个机械系统的功能需求转换成机械零部件的构造,以此来实现功能的实现。
因此,机械创新设计和机构构造优化是机械设计中最重要的两个方面。
首先,机械创新设计是机械设计领域中的关键。
它是指通过对机械系统的分析、比较和创新性改进来改善机械系统的性能和效能,以此来实现机械系统的功能。
机械创新设计的核心是发现和实现新的机械功能,例如发明能够实现自动化控制的“洗碗机”、实现较高速度的“飞机”、“高铁”等。
在机械创新设计中,最重要的因素之一是创新性。
一种创意设计方案必须独特且有趣,而且可以快速实现。
同时,该方案必须符合现有工程实践。
除了创新性以外,机械创新设计还需要控制和分配资源。
资源不仅仅是塑料、钢铁等原材料,还包括时间、成本和人力资源等。
因此,在创新设计中需要决定哪些方案是最重要的,哪些方案需要付出更多的努力和资源。
同时,机械创新设计中最困难的是在新的设计方案中综合考虑效率、质量、安全、生产成本等不同的要素。
因此,对于机械创新设计而言,需要具备娴熟的技能和深厚的实践经验。
其次,机注构造造优化是机械设计领域中的重要方面。
构造的选择对机械系统的性能和效率至关重要,它影响着机械的功能、质量和可靠性。
在机构构造优化中,关键因素之一是性能。
机械系统的性能能够通过提高系统的传动效率和减少系统的摩擦来提高。
例如,在工业机器人上,可通过降低机器手臂的摩擦来提高其传动效率。
同时,通过机械系统的优化,还可提高系统的动态响应和精度,使其更符合生产需求。
除了性能以外,机构构造优化还需要考虑成本、可靠性和安全等方面。
机械系统的成本主要受到材料和制造成本的影响,而可靠性和安全则是机械系统的基本特征之一。
由此可见,机械设计中,优秀的创新设计和机构构造优化是非常必要的,能够在机械系统的功能和质量上产生积极影响。
机械创新设计复习手册第一章绪论第一节创新与创新方法1、发现是指原本早已存在的事物,经过人们不断努力和探索后被人们认知的具体结果。
2、发明是指人们提出或完成原本不存在的、经过人们不断努力和探索后提出的或完成的具体结果。
3、创造也是一种完成新成果的过程,但可能具有一定的参照物,而不强调原本不存在的事物。
4、创新是指提出或完成具有独特性、新颖性和实用性的理论或产品的过程。
5、创新与创造关系:无本质差别,创新是创造的具体实现。
但创新更强调创造成果的新颖性、独特性和实用性。
6、从创新内容分,创新分为知识创新、技术创新、应用创新。
技术创新:针对具体的事物,提出并完成具有新颖性、独特性和实用性的新产品的过程。
应用创新:把已存在的事物应用到某个新领域,并发生很大的社会与经济效益的具体实现过程。
7、创新方式:其一是由无到有的创新,其二是由有到新的创新。
8、设计指根据社会或市场的需要,利用已有的知识和经验,依靠人们思维和劳动,借助各种平台(数学方法、实验设备、计算机等)进行反复判断、决策、量化,最终实现把人、物、信息资源转化为产品的过程。
9、创新设计:是指在设计领域中,提出的新的设计理念、新的设计理论或设计方法,从而得到具有独特性和新颖性的产品。
10、机械创新设计:是指机械工程领域内的创新设计,它涉及机械设计理论与方法的创新、制造工艺的创新、材料及其处理的创新、机械产品维护及管理的创新。
第二节常规设计、现代设计与创新设计1、机械设计方法可以分为正向设计和反向设计,正向设计可以分为常规设计、现代设计和创新设计。
2、常规机械设计方法是依据力学和数学建立的理论公式和经验公式为先导,以实践经验为基础,运用图表和手册等技术资料,进行设计计算、绘图和编写设计说明书的过程。
3、现代设计方法强调以计算机为工具,以工程软件为基础,运用现代设计理念进行的机械设计。
4、机械创新设计是指充分发挥设计者的创造力,利用人类已有的相关科学技术知识,进行创新构思、设计出具有新颖性、创造性及实用性机械产品的一种实践活动。
与创新设计
块状构件的演化与变异
二杆状构件的尺寸演化与变异
一避免构件之间的运动干涉
三满足特定的工作要求
四
转动导杆机构机架AB尺寸加大,得到摆动导杆机构杆状构件的尺寸演化与变异
一
十字滑块连轴器
a图是双转块机构示意图,块1转动,通过连杆2将转动传递给3,4
为机架。
A、B为两个固定的转动副,按原机构的结构形状,两个转块无法实现整圆回转。
若分别将1、2、3构件的形状改变成含有滑槽和凸榫的圆盘形状,则构造了一个十字滑块联轴器。
如图b连杆2变成了图b所示的两面各有矩形条状凸榫的圆盘,且两凸榫的中心线互相垂直,并通过圆盘中心,1和3上个开一个凹槽,机架支撑两个固定转轴4,当1盘转动时,3盘以同样的速度转动。
十字滑块连轴器
启闭公交车门的曲柄滑块机构中,为避免曲柄与启闭
机构箱体发生碰撞,把曲柄做成弯臂状。
A B
C
在摆动凸轮机构中,为避免摆杆与凸轮廓线发生运功干涉,经常把摆杆做成曲线状或弯臂状。
摆块机构ABC,块3作成杆状,杆状构件2作成块状,
得到图示摆动导杆机构。
插齿机牛头刨床
此处先后插入两个视频:
1.插床导杆机构
2.牛头刨机构(需要录屏)
曲柄滑块机构中构件形状变异,曲柄与连杆均置于空心滑块内部,该机构可驱动大面积的块状物体。
谢谢观看。
4机构创新设计背景:随着社会的不断发展,人们对于机构的需求也在发生着变化。
传统机构的运作模式已经无法满足人们的需求,因此需要进行创新设计,以适应新的发展趋势。
问题:1.传统机构的办公环境单调枯燥,缺乏活力和创造力。
2.传统机构对于员工的激励机制和培训机制不够完善,导致员工积极性不高。
3.传统机构的组织结构和沟通方式过于僵化,影响工作效率和创新能力。
解决方案:1.创新办公环境:-设立开放式办公区域:为员工提供自由交流的环境,增强协作和创造力。
-倡导多元化:设置舒适的休息区、娱乐区,提供健身设施,增加员工的工作和生活平衡感。
-引入自然元素:增加绿植、自然光等,改善室内环境,增加员工的工作积极性。
2.激励机制和培训机制:-设置激励机制:根据员工的工作表现设立激励奖励机制,提高员工的工作积极性。
-提供培训机会:为员工提供多样化的培训机会,帮助员工不断学习提升,增加职业发展机会。
3.组织结构和沟通方式:-扁平化组织结构:取消繁杂的层级关系,减少决策层次,提高组织反应速度和灵活性。
-强调沟通和协作:建立良好的沟通渠道,鼓励员工分享创新想法和意见,促进团队协作和工作效率。
实施步骤:1.建立创新设计团队:由多个专业人士组成,包括设计师、人力资源专员等。
2.调研和分析现有机构的问题:通过问卷调查、面试等方式了解员工的需求和意见。
3.制定创新设计方案:根据调研结果和问题分析,制定创新设计方案,并与团队成员进行讨论和修改。
4.实施创新设计:根据方案,逐步进行实施,包括改善办公环境、制定激励机制和培训计划,并调整组织结构和沟通方式。
5.监测和评估:定期进行评估,通过反馈和调查了解创新设计的效果和员工的反应,并进行必要的调整和改进。
效果评估:1.员工满意度调查:通过问卷调查了解员工对于创新设计的满意度和反馈意见。
2.工作效率提高:通过比较改善前后的工作效率,来评估创新设计的效果。
3.创新能力提升:通过员工的创新意见和新项目的推出来评估创新设计的效果。