机械创新设计-绪论
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课程名称:《机械原理》第 1 讲次第一章绪论1-1 本课程研究的对象及内容1-2 本课程的性质、学习目的、任务及要求授课题目1-3 机械原理学科的发展趋势第二章机构的结构分析2-1 机构的结构分析的内容和目的2-2 机构的组成本课授课学时为 52 学时,此外作 2 个或者 3 个实验,最后有一周的课程设计。
参考书目不少本讲目的要求及重点难点:] 通过本讲课的学习,要弄清晰“学什么”、“为什么学”、“如何学”等问题,掌握组成机构的构件和运动副等概念] 机构、机器、机械、构件、零件等概念,运动副的定义、分类和约束特点构件、运动副内容[]第一章绪论1-1 本课程研究的对象及内容一、机械原理的研究对象顾名思义,本课程的研究对象就是“机械”,主要内容是关于机械的一些基本理论和设计方法。
那末,什么是“机械”呢?一)机构、机器和机械机械:是机构和机器的总称。
机器:根据某种使用要求而设计的一种用于执行机械运动的装置。
主要用于变换或者传递能量、物料、信息等。
讲几个实例,来研究机器、机构的组成和工作原理。
【例1-1】单缸四冲程内燃机,图1-1组成:活塞连杆曲轴气缸体凸轮进气阀排气阀小齿轮大齿轮这里,曲柄滑块机构将活塞的挪移曲柄的转动,齿轮机构改变转速和转向,凸轮机构将凸轮的转动推杆的往复挪移。
内燃机是由若干个机构组成的。
图1-1【例1-2】工件自动装卸装置,图1-2图1-2由带传动机构、蜗轮蜗杆机构、凸轮机构、连杆机构等。
当电动机转动通过上述机构使滑杆左移时,滑杆夹持器的动爪和定爪将工件夹住;而当滑杆带着工件向右挪移到夹持器的动爪碰到上面的挡块时,将工件松开,工件落到工件载送器中,以被送到下道工序。
从上面的例子可以知道,一部机器可能由一个或者多个机构组成。
如空气压缩机只含有一个曲柄滑块机构,而大多数机器都含有多个机构。
机构是由一系列的运动单元体(称为构件)组成的具有确定相对运动的系统,它起着运动的传递和运动形式转换的作用。
教案2018 ~2019 学年第 2 学期课程名称:机械创新设计授课专业:机械设计制造及其自动化授课班级: 17机械 1、2、3 任课教师:韩彦良教师职称:副教授开课学院:机械与电气工程学院二〇一九年三月课程概要一、教材信息机械创新设计,徐起贺,机械工业出版社,2016年6月。
二、课程类型专业选修课三、授课方式课堂讲授四、考核方式考试五、学分学时48学时,3学分七、课程简介《机械创新设计》是机械设计制造及其自动化专业的专业选修课,其在人才培养中定位是:通过向学生传授创新与发明的基本知识和发展前沿,拓宽学生视野,引导学生积极地进行创造力开发,培养学生系统的创新思维和科学思维方式,促进学科交叉和知识迁移。
使学生能够熟练地应用创造技法解决各自专业领域中的问题,激发学生探索和创新的激情,提高创新能力,为建设创新型国家作出积极贡献。
八、教学目标本课程通过阐述机械的发展与创新,综合、归纳发明创造过程的一般技术和方法,介绍功能原理的创新设计、机构和机械结构的创新设计并联系实例加以分析和引导,以启迪学生的创新思维,开拓创新视野,培养学生的创新意识,提高其创新设计的能力。
依托贺州学院机械与电气工程学院大学生创新基地,进行课题式创新实践和创新案例的解析,培养学生创新精神和实践动手能力,增强自主学习能力,逐步提高创新与发明制作能力。
九、教学重点创新思维与创新方法;TRIZ的创新理论;机构的创新设计;机械系统的方案设计;机械结构的创新设计。
十、教学难点传统创新方法与TRIZ的比较; TRIZ进化定律的应用;40条创新原理的应用;矛盾矩阵及其应用;物理矛盾的应用;物场模型分析的应用;机构的创新设计;机械系统的方案设计。
十一、参考资料1.梁良良:创造思维训练,北京,中央编译出版社,2000年5月。
2.匡长福:创新原理及应用,北京,首都经济贸易大学出版社,2004年4月。
3. 赵敏: TRIZ入门及实践,北京,科学出版社,2004年7月。
绪论§0-1机械原理研究的对象与内容一、机械原理的研究对象机械原理又称为机器理论与机构学。
机械原理是研究机构和机器的运动及动力特性,以及机械运动方案设计的一门基础技术学科。
它是机械设计理论和方法中的重要分支。
机械原理的研究对象是机械,而机械是机构与机器的总称。
机器的种类繁多,如内燃机、拖拉机、起重机、金属切削机床、纺织机、缝纫机、包装机、电脑绣花机等。
这些机器的构造、性能、用途等虽不同,但从其力学特性和在生产中的地位来看,它们仍保持着下列共同的特征。
即:1)它们都是由各种材料做成的制造单元(通常称为零件)经装配而成的各个运动单元(通常称为构件)的组合体;2)各个运动单元之间具有确定的相对运动。
当在预定的力约束条件下,其中一个或一个以上单元的运动一定时,该组合体就能实现预期的机械运动;3)在生产过程中,它们能代替或减轻人的劳动,完成有用的机械功(如机器人仿人工作)或转换机械能(如内燃机、电动机分别将热能和电能转换成机械能)。
因此,机器是执行机械运动的装置,用来完成有用的机械功或转换机械能。
将其他形式的能量转换为机械能,或者将机械能变换成其他形式的能量的机器称为动力机器或原动机,例如,内燃机、压气机、涡轮机、电动机、发电机等都属于动力机器。
用来完成有用功的机器称为工作机器。
例如,金属切削机床、轧钢机、织布机、包装机、汽车、机车、飞机、起重机、输送机等都属于工作机器。
现代机器通常由控制系统、信息测量和处理系统、动力部分、传动部分及执行机构系统等组成的机械系统。
其中控制和信息处理是由计算机来完成的,使机器成为机电一体化系统,但实质上还是机械。
例如加工中心、机器人、全自动照相机等。
不管现代机器如何先进,机器与其他装置的主要不同点是产生确定的机械运动,完成有用的工作过程。
因此,实现机械运动的执行机构系统是机器的核心,机器中各个机构通过有序的运动和动力传递来最终实现功能变换、完成自己的工作过程。
机器中的运动单元体称为构件。
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。
机械设计学课本第⼀章绪论1.机械设计学学科的三个组成部分:功能原理设计、实⽤化设计、商品化设计。
2.机械设计具有哪些主要特点?(多解性、系统性、创新性)3.近代“设计学”的重⼤发展(功能思想的提出和发展;⼈机学思想的形成和发展;⼯业设计学科体系的发展和成熟)4.从设计构思的⾓度将机械设计步骤归纳为哪三⼤步?(创意、构思、实现)第⼆章机器的组成及典型机器的功能分析1.机器的定义:有两个或两个以上相互联系配合的构件所组成的联合体,通过其中某些构件的限定的相对运动,能将某种原动⼒和运动转变,以执⾏⼈们预期的⼯作,在⼈或其他智能体的操作或控制下,实现为之设计的某种或⼏种功能。
2.从不同⾓度看机器的组成:从机构学的⾓度看:各种基本机构,⾃由度=原动机数;从结构学的⾓度看:各种基本零件;从专业的⾓度看:各种主要部件3.从功能的观点看机器的组成:机器由多个主要分功能系统构成,它们的协调⼯作实现了实现了机器的总功能。
⼜可进⼀步分为:⼯作机(⼯作头、执⾏机构)传动机原动机控制器。
4.从功能的观点看机器的分类可分为:⼯艺类机器:对物料进⾏⼯艺性加⼯的机器,主要特征是具有专⽤的⼯作头并进⾏独特的⼯艺加⼯动作;⾮⼯艺类-不对任何物料进⾏⼯艺性加⼯,只实现某些特殊的动作性的机器。
5.家⽤缝纫机是⼀种典型的⼯艺类机器。
⼯艺⽅式:⼀是采⽤针尖引线的⽅法代替针尾引线;⼆是采⽤双线互锁交织的⽅法代替反复穿刺。
功能分析:(1)总功能:将线按⼀定规律缝于缝料上,它可使⼀根线或多根线通过⾃连、互连、交织,在缝料上形成⼀定形式的线迹。
(2)主要功能:引⾯线造环功能,勾⾯线扩环供给和收回⾯线的功能,输送缝料的功能。
(3)辅助功能:调节⾯线和底线阻尼的功能,调节压脚和压紧⼒的功能,调节送布针距的功能,绕底线功能。
(4)控制功能:机械控制功能,⼈机控制功能,电⼦控制功能。
6.现代银⾏点钞机是⼀种典型的机电⼀体化系统,属于⼯艺类机器。
功能要求:要有堆放准备清点纸币的空间,并能将纸币连续输⼊,直到最后⼀张;要有能把纸币逐张分开,避免两张当做⼀张计数的机构;要有准确计数的装置,清理完毕的纸币要整理成⼀叠。