第二章 机械创新设计的基础知识
- 格式:ppt
- 大小:6.20 MB
- 文档页数:66
机电创新设计的基础知识机电创新设计是指在机电一体化领域进行创新设计的活动。
机电一体化技术是现代工业领域的重要技术之一,通过将机械设计与电气控制相结合,实现机械和电气设备的高度集成,提高产品的性能和效率,促进工业自动化的发展。
机电一体化的设计需要掌握一些基础知识,下面我们来介绍一下:1. 机械设计基础知识机械设计是机电一体化设计的基础,需要掌握刚体力学、材料力学、热力学等基本知识。
刚体力学是机械设计的基石,包括力的分析、物体运动学和动力学等内容。
材料力学是机械设计中考虑到材料的物理性质和受力情况,以便设计出合理的结构。
热力学则是考虑到能量转化和热效率等问题,确保机械系统的正常运行。
2. 电气工程基础知识机电一体化中的电气部分需要掌握电路基础知识、电子元器件和电气设备的原理和应用。
电路基础知识包括电流、电压、电阻等基本概念,掌握电路图的绘制和电路分析的方法。
电子元器件是机电一体化中重要的部分,包括电阻、电容、电感等被广泛应用于电路中的元器件。
此外,掌握电气设备的原理和应用也是机电一体化设计的必备知识。
3. 控制工程基础知识控制工程是机电一体化中非常重要的组成部分,需要掌握闭环控制系统、传感器和执行器的原理和应用。
闭环控制系统是指通过反馈控制的方式,根据被控对象的输出信号来调整输入信号,实现对被控对象的控制。
传感器和执行器是控制系统的重要组成部分,传感器用来感知环境信息,将其转换为电信号,供控制器使用;执行器则根据控制器的指令,将电信号转换为机械运动或动作。
4. 机电一体化技术机电一体化技术主要包括机械系统设计、电气控制系统设计和信息处理系统设计等方面。
机械系统设计要考虑到机械元件的选型和设计,确保机械系统的结构和性能满足要求。
电气控制系统设计则需要考虑到传感器、执行器的选择和布置,电路的设计和控制算法的编写。
信息处理系统设计则是将机械系统和电气控制系统连接起来,实现数据的采集、传输和处理。
机电创新设计旨在通过创新的思维和技术手段,设计出更加高效、智能的机电一体化产品和系统。
第一讲1、机械创新设计与现代设计、常规设计有什么差异和关联?创新设计方法: 充分发挥设计者的创造力, 利用人类现有相关科学技术知识, 实现创新构思, 获得新颖性、创造性、实用性成果. 特点:强调发挥创造性,提出新方案,提供新颖。
独特的设计方法,获得具有创新性、新颖性、实用性的成果。
现代设计: 以计算机为工具,运用各类工程应用软件及现代设计理念进行的机械设计。
常规设计:常规设计是以应用公式、图标为先导,已成熟的技术为基础,借助设计经验等常规方法进行设计关联:机械常规设计始终是最基本的机械设计方法,在强调现代设计、创新设计时不可忽视其重要性。
创新设计的基础——常规、现代设计方法的综合、灵活运用。
现代设计方法仅仅借助了先进、高效的计算机应用手段,提高了设计过程的效率,但没有脱离常规设计的思维。
2. 现代创新人才应具备那些基本素质?(1) 具备必须的基础知识和专业知识(2) 不断进取与追求的精神(3) 合理的创新思维方式(突破传统定式)(4) 善于捕捉瞬间的灵感(创新的必备条件)(5) 掌握一定的创新技法3. 学习机械创新设计的内容有那些?1. 机构的创新设计2. 机构应用创新设计4. 机械结构的创新设计5. 利用反求原理进行创新设计6. 利用仿生原理进行创新设计第二讲1 简述创造性思维四大特性(方法的开放性;过程的自觉性;解决问题的顿悟性;结果的独特性)。
影响创造性思维形成与发展的主要因素包括哪些?(1)天赋能力:与生俱来的所有神经元(2)生活实践:后天实践活动具有的重大意义(3)科学地学习与训练科学、简单易行的专业学习与训练2.了解和阐述创造性思维、创造活动、创造能力三者的关系。
3. 理解综合、分离创造原理的特性和基本实施途径。
概念:有目的的将复杂对象分解,提取核心技术,并利用于其他新事物。
特征: 1 )与综合创造原理对立,但不矛盾;2)冲破事物原有形态的限制,在分离中产生新的技术价值;3)实质上综合法与分离法两者无明显界限,实践中常常相互贯穿,共同促成新事物。
机械基础机械设计与创新机械设计是现代工程领域中的重要环节,它涉及到各种机械设备的设计与创新。
本文将就机械基础知识、机械设计的重要性以及创新在机械设计中的应用等方面展开论述。
一、机械基础知识机械基础知识包括力学、材料力学、机械原理、机械设计等方面的知识。
力学是研究物体运动和力的学科,它在机械设计中有着重要的地位。
力学原理为机械时的结构设计提供了基础,例如力的平衡和分解规律、杆、杆件和轴的力学特性等。
材料力学则关注材料的强度、刚度等性质,帮助工程师选择合适的材料进行设计。
机械原理则是解释和原理,例如齿轮传动、曲线运动机构等。
机械设计是将设计思想化为具体的机械产品的过程,需要深入理解上述基础知识。
二、机械设计的重要性机械设计在现代工程领域中占有举足轻重的地位。
一个好的机械设计可以提高机械产品的性能和效率,降低成本和能耗。
通过合理的结构设计和材料选择,可以增强机械产品的强度和刚度,提高其使用寿命。
同时,机械设计还需要考虑产品的可维护性和可制造性,确保产品具有高度的可靠性和可操作性。
因此,机械设计是保证机械产品质量的关键一环。
三、创新在机械设计中的应用创新是推动社会进步和科技发展的重要因素,也适用于机械设计领域。
在机械设计中,创新可以从多个角度展开。
首先,可以在机械设计的理论和方法上进行创新。
例如,引入计算机辅助设计(CAD)和计算机辅助制造(CAM)等先进技术,提高设计效率和制造精度。
其次,可以在机械产品的结构和功能上进行创新。
例如,设计更高效的能源转换装置、更安全可靠的自动化设备等,以满足社会和市场对机械产品的需求。
此外,还可以在材料选择和加工工艺上进行创新,开发新型材料和新工艺,提高机械产品的性能。
总结起来,机械设计是现代工程领域不可或缺的环节,它需要以扎实的机械基础知识为基础,注重科学的设计原则。
在机械设计中,创新的应用可以提高机械产品的性能和效率,推动科技发展和社会进步。
因此,我们应该加强对机械设计的学习和研究,不断追求设计的创新和卓越,为社会提供更好的机械产品。
第一章创新实践可分为3个阶段(1)了解问题:目标是什么?未知量、已知量是那些?情况如何?能满足情况的需要吗?能否决定未知量,是否足够,是否重复或抵触?可以画张图,引入合适的标志,把情况的各部分加以分解。
(2)设计方案:遇到过这个问题吗?知道相关的问题吗?可能运用什么原理?通过不同的方法设计各种方案,并进行优化。
(3)执行方案:实施设计方案,在每一步骤中对方案修改完善,必要时重新设计方案,以取得最好的成效。
任何一个创新几乎都要经过上述3个阶段,一般最困难的是第二阶段,最关键的往往是第三阶段。
创新设计设计类型的内容特点,一般将设计分为下面3种:1开发性设计在工作原理、结构等完全未知的情况下,针对新任务提出新方案,开发设计出以往没有过的新产品。
2.变型设计在工作原理和功能结构不改变的情况下,对已有产品的结构、参数、尺寸等方面进行变异,设计出适用范围更广的系列化产品。
3.适应性设计亦称反求设计。
针对已有的产品设计,在消化吸收的基础上,对产品作局部变更或设计一个新部件,使产品更能满足使用要求。
开发设计以开创、探索创新,变型设计通过变异创新,适应性设计在吸取中创新。
创新是各种类型设计的共同点。
二、设计思路和设计过程1.产品规划阶段——明确设计任务和要求,提出设计任务书2.原理方案设计阶段——确定工作原理,分解子系统,绘制方案简图3.技术方案设计——进行总体设计和结构设计,完成产品全部生产图纸,编制设计说明书、工艺卡等技术文件4.改进设计机械的功能要求1)运动要求:如运动规律、轨迹、行程、速度、加速度、转速、调速范围、运动的精确性等。
(2)动力要求:传递的功率、转矩、力、加速性能、效率等。
(3)安全要求:强度、刚度、稳定性、热力学性能、摩擦特性、振动、机械工作的安全性及操作人员的安全性等。
(4)经济要求:设计和制造的经济性、使用和维护的经济性等。
(5)可靠性和寿命要求:包括零部件和机械实现预期功能的可靠性,零部件和机械的耐磨性、疲劳强度、失效和使用寿命等。