第八章 反求工程与创新设计-精品文档

机械创新设计
6. 分析工作性能及维护与管理
产品的主要工作性能如强度、刚度、精度、寿命等 要进行试验测定，掌握其设计规范； 产品的维护与管理主要指，产品的使用性能，维护性 能，如润滑剂的选择与润滑方式；外观的造型、色彩 等。
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7.3 反求与创新（二次设计）
* 拟仿设计：基本模仿原设计，无大变动，属最低水平
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2、 功能原理的反求
总功能
分功能——子功能——功能元
3、 结构形状与尺寸参数的反求
规则形状 不规则形状
内部，看不见的结构形状
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误差分析：用数学解析式表示为：
反求 f ( 测量 计算 制造 磨损 )
一般取各项误差的均方根作为反求误差。即：
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关键结构：某些产品巧妙的结构形成关键性技术
例如汽轮机转子的叶 片并非径向安装，而是沿 蒸汽推力Ft的方向与径向 倾斜一个角度，这样当转 子运转时，叶片离心力Fc 对根部的弯矩与工作推力 的弯矩方向相反，使叶片 根部应力降低，这是一种 自平衡结构。
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关键材料：某些产品中采用一些特殊材料形成关键性 技术
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第八章 反求设计与创新
7.1 概述 7.2 反求过程及内容 7.3 反求与创新
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7.1 概述
反求概念：以先进产品的实物、图纸或技术文件作为 研究对象，应用先进设计理论、测试技术、生产工程 学、材料学等知识，对其进行系统的研究、分析，掌 握其关键技术，从而开发出更先进的同类产品的过程 为反求工程或反求设计。 反求问题的提出：从古至今；二战后的日本（45-70 年用60亿美元引进先进技术，150亿美元消化吸收， 取得26000项技术成果，节约了9/10研究费用和2/3研 究时间，索尼的晶体管，本田的摩托车）；各国 （70%以上的技术来之外国）；我国从20世纪60年代 初开始。

子功能4：由打印头机构实现，打印钢针由安装在螺旋管线圈内的电 磁铁驱动，其功能目标为实现打印刚针的往复移动。
子功能5：各子功能的协调工作由控制系统完成。各不同作用的子功 能在微机的指令下协调工作，完成文字或图形的打印。
图8-5 打印机控制原理图
走纸运动子功能1
齿轮传动功能元
驱动功能元
色带运动子功能2
1、待引进的技术项目首先要是国内或本单位的急需关键技术 2、待引进的技术必须是科技含量高的先进技术 3、有技术和经济实力，能把引进的技术产品化 4、引进技术转换的产品要能产生良好的社会经济效益
二、引进技术的模式
引进技术的模式一般有两种：即产品引进和技术资料的引进。 引进整机
产品引进（硬件引进） 技术引进（软件引进）
E
C
C
D
B
B
A
图8-9 无油梁式抽油机 1-曲柄 2-钢索 3-滑轮 4-平衡重
连杆在一个运动循环中都受拉力，如果用柔性构件代替原来的 刚性构件，取消油梁和驴头，则可创新设计出如下所示的采用绳索 滑轮式的无油梁抽油机。
反求设计的含义
分析、研究 事物真相
已知事物 （产品、软件、
影像）
改进 创新
产生 新产品
反求设计的过程
1、反求设计的两个阶段: （1）、反求阶段:
①、通过对原有产品的剖析，知其所以然； ②、吸取其技术精华、关键技术，达到为我所用； ③、分析原有产品的技术矛盾，为改进或创新设计提出方向。 （2）、再设计阶段:
四、反求设计是创新的重要方法
创新有两种方式: 第一种是从无到有。完全凭借基本知识、思维、灵感与丰富的经验。 第二种是从有到新。借助已有的产品、图样、影像等已存在的可感观的 实物，创新出更先进、更完美的产品。 反求设计就属于第二种创新方式。

2、改进设计：
在对原产品分析研究的基础上，进行局部 的改造性设计，其性能与特征基本上同原产品 ，但局部性能有所改善。我国的大部分厂家都 采取了这种反求设计。
3、创新设计：
以原产品为基础，充分运用创新的设计 思维与创新技法，设计、制造出优于原产品 的新产品。反求工程中的创新设计是我国及 其他发展中国家目前大力提倡的方法。
子功能1：由走纸机构实现，由步进电机驱动 的齿轮系统组成，其功能目标为实现走纸运动。
子功能2：由色带机构实现，由直流电机和齿 轮摆杆系统组成，其功能目标为实现色带的往复 移动，使色带均匀消耗。
子功能3：由字车机构实现，带有编码器的直流 伺服电机和钢丝绳轮在导轨上拖动字车，其功 能目标为实现字车的往复移动。
L34 ． ． ． L3n L44 ． ． ． L4n
． ． ．．．．．．．．．．．．．．．
Ln1 Ln2 Ln3
Ln4 ． ． ． Lnn
从上表中每项功能元的解中取出一项进行组 合，均可获得一组系统解。设计人员可按指标 评价原则从中选出合理的解。
系统方案的评价方法
设评价指标矩阵为：U u i1 ,u i2 ,u i3 ,u .i,. j u i.n
功能树参见下图
子功能1
总功能
子功能2 子功能3
子功能j
功能元1 功能元2 功能元n 功能元1 功能元2 功能元n
功能元1 功能元2 功能元n 功能元1 功能元2 功能元n
针式打印机功能
走纸轮
色带
1、步进电机 走纸传动机构
色带传动机构
4、打印头
导轨
2、直流电机
绳索传动机构 支流伺服电机
针式打印机功能介绍
（1）动力功能元：为系统提供工作动力 按原动机转换能量的方式可分为三大类。 第一类有三相交流异步电动机、单相交流异步

（建筑工程设计）反求工程与创新设计1.的核心问题。

产品的功能概括而论是能量、物料信号的转换。

例如，一般动力机构的功能通常是能量转换，工作机通常是物料转换，仪器仪表通常是信号转换。

不同的功能目标，可引出不同的原理方案。

设计一个夹紧装置时，把功能目标定在机械手段上，则可能设计出斜楔夹紧、螺旋夹紧、偏心夹紧、定心夹紧、联动夹紧等原理方案；如把功能目标确定扩大，则可设计出液动、气动、电磁夹紧等原理方案。

探索原产品原理方案的设计，可以了解功能目标的确定原则，这对产品的改进设计有极大帮助。

2.研究产品的结构设计产品中零部件的具体结构是实现产品功能目标是保证，对产品的性能、工作能力、经济性、寿命和可靠性有着密切关系。

3.确定产品的零部件形体尺寸分解产品实物，由外至内、由部件至零件，通过测绘与计算确定零部件形体尺寸，并用图样及技术文件方式表达出来。

它是反求设计中工作量很大的一部分工作。

为更好地进行形体尺寸的分析与测绘，应总结箱体类、轴类、盘套类、、齿轮、弹簧、曲线曲面及其它特殊形体的测量方法，并合理标注尺寸。

4.确定产品中零件的精度确定零件的精度（即公差设计），是反求设计中的难点之一。

通过测量，只能得到零件的加工尺寸，而不能获得几何精度的分配。

精度是衡量反求对象性能的重要指标，是评价反求设计产品质量的主要技术参数之一。

科学合理地进行精度分配，对提高产品的装配精度和力学性能至关重要。

5.确定产品中零件的材料通过零件的外观比较、重量测量、力学性能测定、化学分析、光谱分析、金相分析等试验方法，对材料的物理性能、化学成分、热处理等情况进行全面鉴定，在此基础上，遵循立足国内的方针，考虑资源及成本，选择合用的国产材料，或参照同类产品的材料牌号，选择满足力学性能及化学性能的国有材料代用。

6.确定产品的工作性能针对产品的工作特点机器主要性能进行试验测定、反计算和深入地分析，了解产品的设计准则和设计规范，并提出改进措施。

7.确定产品的造型对产品的外形构型、色彩设计等进行分析，从美学原则、顾客需求心里、商品价值等角度进行构型设计和色彩设计。