机械创新作业 (29)
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武汉纺织大学机械创新设计大作业*名:***学号: **********班级:机设0922指导老师:肖志权一、 设计题1、 车用垃圾桶:经常在公交车上看到歪倒的垃圾桶,影响整体的美观,起不到设置的效果,而且这样易被踩坏或踢坏。
是否可以设计一种方便公交车用的新型垃圾桶。
3.1 具体作业:设计方案说明,含示意图或初步设计图(三维+二维)。
设计方案:▲ 公交车上的垃圾桶东倒西歪是因为车内垃圾桶不固定,由于车厢的颠簸导致这种情况,出现这种情况,会使乘客想丢垃圾的时候却发现垃圾桶倒在地上,或者是甚至找不到垃圾桶,致使垃圾桶起不到应有的作用,甚至还影响了车厢内的整洁。
鉴于这种情况,可设计一种固定在车厢某个地方,并且可以让乘客更方便丢垃圾的垃圾桶,如图1。
图1 车用垃圾桶结构示意图脚踏板 杆1杆2桶盖螺栓孔脚踏式垃圾桶利用四杆机构实现桶盖的自动启闭的,如图1,螺栓孔可以将垃圾桶固定在公交车上,垃圾桶就不会因为车的摇晃而晃倒;该机构是一个双摇杆机构,当乘客丢垃圾时用脚踩脚踏板位置时,杆1带动杆2作为摇杆向上摇动,此时由连架杆将运动传至桶盖,桶盖即作为另一摇杆摇动。
当乘客将脚踏板踩到底部极限位置时,桶盖即可完全打开。
4. 简易垃圾袋支架4.1 任务要求: (1) 设计出运动原理图; (2) 放垃圾时,支架自动张开,撑开垃圾袋; (3) 不放垃圾时,支架自动吸合,密封垃圾袋; (4) 支架是可调的,能适应各种大小的垃圾袋。
4.2 具体作业:设计方案说明(材料、结构等),含示意图或初步设计图(三维+二维)设计方案:简易垃圾袋支架运动原理图如 图2所示图2 简易垃圾袋示意图横杆托盘 螺母螺栓旋转轴M 连接件V 挂件主支撑架2主支撑架1▲ 简要说明各构件所起的作用。
V 挂件:悬挂垃圾袋。
M 连接件:增加主支撑架刚度。
旋转轴:连接主支撑架1和主支撑架2,能使两支撑架绕着它转动。
主支撑架:起支撑作用。
横杆:带动托盘,能沿着主支撑架的滑道上下滑行,对于不同大小的垃圾袋,都可以通过调节横杆,使其能适应各种不同大小的垃圾袋。
机械创新设计实验报告5篇范文第一篇:机械创新设计实验报告告机械创新设计实验报告专业:姓名:学号:201****年**月**日实验一、机械创新原理与创新方法分析(现场课)实验二、原理方案的创新设计机械创新设计实验报告学号姓名日期一、实验目的1.加深对平面机构组成原理及运动特点的认识,提高机构综合创新设计能力。
2.通过实验机构的搭接训练、系统的组建及机构运动参数的测试,提高实践动手能力。
3.掌握机构运动参数(线位移、线速度、线加速度及角位移、角速度、角加速度)测试方法,对比分析机构运动性能。
二、实验台设备及工具CQPS-D平面机构创意组合测试分析及仿真实验台三、实验内容从以下 13 种拼装与运动测试分析实验机构中选取一种机构 1.正弦机构;2.等加速——等减速运动盘形凸轮机构;3.简谐运动盘形凸轮机构;4.齿轮——对心曲柄滑块机构;5.齿轮——偏置曲柄滑块机构; 6.槽轮机构; 7.曲柄摆块——齿条齿轮机构; 8.摆块机构; 9.齿轮曲柄摇杆机构; 10.摆动导杆——对心滑块机构;11.摆动导杆——偏置滑块机构;12.摆动导杆——双摇杆块机构;13.齿轮——齿轮齿条机构(手动测试)四、实验步骤1.根据指导教师指定实验项目画出机构运动简图。
2.根据运动简图选择拼接零件,确定拼接方法。
3.将各零件逐一安装到机架上。
4.选择传感器,连接测试元件。
五、注意事项1.在机架上先拼装好机构,经运转无误后停机,再组装测试系统。
2.启动电机前一定要仔细检查各部件安装是否到位,启动电机后不要过于靠近运动零件,不得伸手触摸运动零件。
3.同一小组指定一人负责电机开关,遇紧急情况时立即停车。
六、实验报告机构名称机构运动简图及测试点自由度计算 F = 参数设置实测曲线理论曲线七、实验分析:1.简要说明该机构结构特点和工作原理及使用场合2.实测曲线与理论曲线之间存在误差的原因是什么?第二篇:机械创新设计学习机械创新设计后的感想与收获机信087 王橙岩 08080803110239机械创新设计技术是一门培养学生创新意识、提高学生综合素质、启发创新思维、注重工程能力培养、介绍机械创新设计方法与机电产品制作实践的课程。
《机械创新设计》课程名称《机械创新设计》院(系、部、中心)机械工程学院专业材料成型及其控制工程班级材料141姓名朱日升学号1140199101 题目大豆播种机的创新任课教师许爱群老师农用机械的创新设计摘要:农业机械化是农村生产发展水平的重要标志,是农业和农村经济持续稳定健康发展和实现农业现代化的重要物质技术保障。
加快发展农业机械化,是全面建设小康社会、率先基本实现现代化的现实要求。
加快发展农业机械化,是推动农业和农村经济结构调整、提升农业产业化水平的有效途径。
大力开发和应用配套农机技术及机具,可以为农业产业结构调整提供强有力地技术支撑;围绕产业特色,发展农机推广项目。
可为农业产业结构调整激发师范效应,促进产业的优化升级,建立区域性的农机服务网络,加快推进农业产业化步伐。
加快发展农业机械化,是实现农村劳动力转移,推进城镇化进程的有力举措。
关键词:农业机械化,农村经济结构调整,产业优化升级。
1引言目前世界上种植大豆已普及五十多个国家和地区,但作为主产国主要有中国、美国、巴西、阿根廷等。
美国是目前世界上最大的大豆生产国,巴西、阿根廷、中国的大豆产量居于世界上第2、3、4位。
中国种植的大豆全部为非转基因大豆,北美和南美大豆大多为转基因大豆。
我国的大豆油主要产地是北方地区。
在我国不同地区打斗的生产情况有很大的不同。
按照大豆生产的气候条件、品种生态类型、分布和范围可以将全国划分为北方春大豆区、黄淮海流域夏季大豆区、长江流域春夏季大豆亚区、东南春夏秋大豆区、华南司机大豆区5部分。
我国是一个农业大国,目前我国的农业机械化水平还相对很低。
加快发展农业机械化,是全面建设小康社会、率先基本实现现代化的现实要求。
因此很有必要研究出一种简易造价低的农用机械进行普及。
只有全面推广先进适用的农用机械,用先进的农用装备武装农业,用先进的农机化技术改造农业,才能大幅度提高劳动生产率,提高农业整体效益,增强农业竞争力。
2总体结构及工作原理大豆播种机主要由种箱,排种器,播种轮组成。
创新设计题目伸缩式螺旋千斤顶是随着汽车大众化而出现的新式起重器,它具有结构新颖、体积小、重量轻、操作方便、省力等特点。
试按下述参数要求进行设计:承载10000N,全升程252mm(十)、窗玻璃擦洗装置设计一窗玻璃擦洗装置,工作人员只需站在室内操作,要求操作方便、安全、原理新颖、成本较低、适合家庭及办公楼房使用。
(十一)、多功能台虎钳设计一种新型台虎钳,要求其能够满足空间不同角度的定位需求。
(十二)、手动式汽车轮胎充气装置试设计一种手动式汽车轮胎充气装置,该装置能够在没有电力驱动的情况下,完全靠手动完成对汽车轮胎的充气过程。
要求体积小、重量轻、操作方便、成本较低、造型美观。
(十三)、手动金属钻孔工具设计一手动金属钻空装置,完全依靠手动的力量实现金属钻孔过程。
要求操作方便、省力、结构合理、体积小、外型美观。
(十四)、新型联轴器设计设计一新型联轴器,要求冲击小、缓冲能力好、适用的速度范围较广、结构简单、加工方便、有创新性。
(十五)、太空仓宇航员体重测量装置设计一台能够在太空失重状态下测量宇航员体重的装置,并考虑如何在地面重力作用下进行该设备的性能测量。
(十七)、硬币分拣装置设计一硬币分拣装置,该装置能将不同面值的硬币分拣并打包。
要求体积小、外形美观、操作方便,最好具有显示功能。
(十八)、电杆爬升装置设计一新型电杆爬升装置,用于帮助电力工人攀爬电杆,要求该机构具有结构简单、重量轻、操作方便、使用可靠、攀爬速度较快等优点。
(十九)、光滑壁面爬升清洗装置设计一种可以爬升光滑壁面(比如:玻璃墙面)并进行清洗的装置,要求体积小、重量轻、能遥控(或电控)自动换向、安全、可靠、操作方便。
(二十)、可折叠变升程梯设计一种可以折叠的新型梯子,要求具有变升程功能,最大高度可达6米,载重量可达200公斤,要求使用方便、可以实现完全折叠、强度可靠、攀爬方便、重量限定在人力可及的范围。
(二十一)、水果削皮器设计一种新型的水果削皮器,要求原理新颖、结构简单、外形美观、操作方便、效率高、具有市场竞争优势。
《机械创新设计》结课论文课程名称《机械创新设计》院(系、部、中心)机械工程学院专业机械设计制造及其自动化班级流体(卓越)111 姓名周富伟学号 201110638 题目如何提高机械性能设计起止日期 2014-5-18~2014-5-25任课教师王育荣提高机械性能设计作者:周富伟(南京工程学院机械工程学院,南京211167)摘要:机械性能是金属材料的常用指标的一个集合。
在机械制造业中,一般机械零件都是在常温、常压和非强烈腐蚀性介质中使用的,且在使用过程中各机械零件都将承受不同载荷的作用。
金属材料在载荷作用下抵抗破坏的性能,称为机械性能(或称为力学性能)。
金属材料使用性能的好坏,决定了它的使用范围与使用寿命,金属材料的机械性能是零件的设计和选材时的主要依据,外加载荷性质不同(例如拉伸、压缩、扭转、冲击、循环载荷等),对金属材料要求的机械性能也将不同。
常用的机械性能包括:强度、塑性、硬度、冲击韧性、多次冲击抗力和疲劳极限等。
因此,如何提高机械性能的设计有着巨大的意义,尤其是对我们机械一块,一个小小的改动能够影响整个行业变化。
关键词:机械性能设计、提高、金属材料、机械零件1、引言改革开放三十年以来,中国制造业有了显著的发展,无论制造业总量还是制造业技术水平都有很大的提高。
机械制造行业在近年来不断的发展和创新,作为国家非常重要的一门行业,中国相对于其他国家技术要落后了接近三十年,这就使得中国机械发展是当务之急,如果不能提高和改善技术,就会导致中国机械行业的落后,从而无力与他国竞争,这是非常危险的。
作为国家与社会集体的一份子,我们也许不能直接改变世界走向,但是我们可以从小方面去累积,点点滴滴最终必将汇成大江河。
2、中国机械制造业存在的主要问题面对21世纪世界经济一体化的挑战,机械制造业存在的主要问题有以下几个方面:1、合资问题。
由于世界经济一体化,我国引进大量国外的产品和技术,的确是机械制造业有了不小的发展,但是国外野心勃勃的企业不仅仅想要占领中国的市场,更加想要垄断中国机械行业的技术。
拖把涮洗桶随着我国拖把市场的迅猛发展,与之相关的一些生产技术应用与研发也成为业内企业关注的焦点。
目前,市场上虽然出现了一些新式拖把,但在最基本的使用方面和老式的拖把相比,也没什么差别。
不管是新式还是老式,但最使用户感觉不便的是拖把洗净后要把水拧干的确很为难,不是用脚踩就是用手拧,劳动强度大,费时费劲,同时又弄脏双手,特别是冬天使用起来又冷又不卫生。
也有把拖把洗净后挂于墙壁自然脱水,这样使其长时间处于很湿的状态下而影响拖把的使用寿命。
通过本次的设计,拖把洗涤甩干机能满足加工需求,保证加工精度,使用较为方便,工作可靠,便于维修、调整。
提高了工作效率,预计能达到设计要求。
在设计过程中,由于知识的缺乏和实践经验的不足,难免有些遗漏,疏忽及错误,望老师能够批评指正。
需要解决的问题A. 拖把洗涤甩干机的框架思路设计B. 拖把洗涤甩干机的结构方案a)总体方案b)结构组成c)传动机构及其运动原理C. 拖把洗涤甩干机的设计方案与分析a)总体与零部件的设计思路b)结构设计与分析c)功能设计与分析D. 拖把洗涤甩干机主要零部件的Pro/E三维造型图和CAD的二维图总体设计本次设计的拖把洗涤甩干机,运用了创新设计方法里系统分析法中的设问探求法和缺点列举法等、联想类比法中的联想法和类比法等,进行了总体的结构方案设计和组成结构以及运动原理的设计。
针对目前拖把的一系列问题,为此设计的该拖把洗涤甩干机由外到内满足:(1)装置为脚踏式,整体呈“L”型。
(2)组成结构有扶手(含卡套),箱体,甩水筒,洗涤波轮,踏板,齿轮传动机构,排水管,滚轮等组成。
(3)卡套可以使拖把放入甩水筒时,拖把杆在筒的中心线上,有效的减少震荡,提高除水效率。
卡套松紧可以调节。
(4)发挥洗涤和除水功能的甩水筒和波轮分别安装在两厢(材料均来自废旧的家用小型洗衣机,废物再利用,节省成本),呈阶梯形布置,底下接有排水管。
(5)齿轮传动机构(含有锥齿轮,单向轴承和带轮传动)集体安装于一张底板,和排水管安置于箱体腹部,保证外形美观。
机械创新设计作业:
何三丹
1441102047
制冷与空调
对比创造原理的区别:
《1》综合,是在分析的基础上进行的,它的基本特点就是探求研究对象的各个部分、方面、因素和层次之间相互联系的方式,即结构的机理与功能,由此而形成一种新的整体性的认识。
综合创造原理:综合创造是指运用法则去寻求创造的一种行之有效的方法;
《2》分离创造原理:把随机控制系统的控制器分解成状态估计和确定性反馈控制两部分分别进行设计的一种原理。
应用这个原理时,先根据随机观测数据估计系统的状态,再把估计值看作为真实状态,按照确定性系统设计最优控制规律。
这是对随机最优控制系统设计技术的一种简化。
《3》移植创新原理:把随机控制系统的控制器分解成状态估计和确定性反馈控制两部分分别进行设计的一种原理。
应用这个原理时,先根据随机观测数据估计系统的状态,再把估计值看作为真实状态,按照确定性系统设计最优控制规律。
这是对随机最优控制系统设计技术的一种简化。
《4》还原创造原理:把随机控制系统的控制器分解成状态估计和确定性反馈控制两部分分别进行设计的一种原理。
应用这个原理时,。
《机械创新设计》结课论文课程名称《机械创新设计》院(系、部、中心)机械工程学院专业机械设计制造及其自动化班级流体(卓越)111 姓名陈磊学号201110603 题目新型内燃机的开发实例分析起止日期 2014.5.1-2014.6.1 任课教师王育荣新型内燃机的开发实例分析作者:陈磊(南京工程学院机械工程学院,南京211167)摘要:内燃机是将液体或气体燃料与空气混合后,直接输入气缸内部的高压燃烧室燃烧爆发产生动力。
这也是将热能转化为机械能的一种热机。
内燃机具有体积小、质量小、便于移动、热效率高、起动性能好的特点。
往复式内燃机应用广泛,运动过程分四个冲程,但只有做功冲程对外做功,效率低。
经改进设计的旋转式内燃机仍有四个冲程,由于三角形转子有 3 个弧面,因此每转一周有3 个动力冲程,使内燃机效率极大改善。
关键词:往复式内燃机;冲程;效率;旋转式内燃机。
1引言动力机械中的燃气机按其工作方式分为内燃机和外燃机两大类。
自 19 世纪60 年代第一台实用的内燃机诞生以来,内燃机已发展了多种形式,并在国民经济各部门和国防工艺中得到了广泛的应用。
但往复式内燃机也存在技术矛盾,社会的需求促进产品的改造和创新,多年来,在原有发动机的基础上不断开发了一些新型发动机。
2 内燃机内燃机,是一种动力机械,它是通过使燃料在机器内部燃烧,并将其放出的热能直接转换为动力的热力发动机。
广义上的内燃机不仅包括往复活塞式内燃机、旋转活塞式发动机和自由活塞式发动机,也包括旋转叶轮式的燃气轮机、喷气式发动机等,但通常所说的内燃机是指活塞式内燃机。
活塞式内燃机以往复活塞式最为普遍。
活塞式内燃机将燃料和空气混合,在其气缸内燃烧,释放出的热能使气缸内产生高温高压的燃气。
燃气膨胀推动活塞做功,再通过曲柄连杆机构或其他机构将机械功输出,驱动从动机械工作。
3 往复式内燃机3.1往复式内燃机特点目前,应用最广泛的往复式内燃机由气缸、活塞、连杆、曲轴等主要机件和其他辅助设备组成。
《机械创新设计》结课论文课程名称《机械创新设计》院(系、部、中心)机械工程学院专业流体传动控制及其自动化班级流体(卓越)111姓名王刚学号201110627 题目反求设计及其应用起止日期 2014-05-10~2014-05-31 任课教师王育荣反求设计及其应用作者:王刚(南京工程学院机械工程学院,南京211167)摘要:发明创造是人类文明进步的原动力,在人类社会的发展与进步过程中发挥了极其重要的作用,设计是人类改造自然的一种基本活动。
也是一种复杂的创造性思维过程。
反求设计是对已有的产品或技术进行分析研究,掌握其功能原理、零部件的设计参数、结构、尺寸、材料、关键技术等指标,在根据现代设计理论与方法,对原产品进行仿造设计、改进或者创新设计的过程。
关键词:机械创新设计反求设计反求法反求工程1引言我国是一个发展中国家,科学技术相对落后。
投入大量资金去研究发达国家已推向市场的产品或技术是完全没有必要的。
这不仅浪费资金,也拖延发展经济的时间。
由于设计到发展经济的科学技术领域非常广泛,我国也缺少巨额资金去进行大范围的基础理论研究和应用科学研究。
因此,引进发达国家先进的科学技术或先进的产品,然后进行反求设计,仿造或设计出更新的产品,是发展中国家发展国民经济的最佳道路。
特别是在知识经济的时代,反求工程在科技发展中的地位更为重要。
2反求设计反求设计(也称逆向设计)是设计人员以先进设备的软件(图样、程序、技术文件)、影像(图片、照片等)和实物作为研究对象,应用现代设计理论方法、人机工程学等有关专业知识,进行系统的分析和研究,进而开发出同类的先进产品的过程。
2.1反求设计的思路反求设计分为两个阶段:反求分析阶段与再设计阶段。
反求分析阶段:包括宏观分析和详细分析,通过对原有产品的剖析、寻找原产品的技术缺陷、吸取其技术精华、关键技术,为改进或创新设计提出方向。
再设计阶段:是一个创新设计阶段,包括变异设计和开发设计。
在对原产品进行反求分析的基础上,开发出符合市场需求的新产品的过程,称为“再设计”。
机械创新设计(较完整版)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3.机构组合设计产生新机构系统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。
《机械创新设计》
结课论文
课程名称《机械创新设计》
院(系、部、中心)机械工程学院
专业机械设计制造及其自动化
班级流体卓越 111
姓名张驰
学号 201110635
题目机构创新的设计途径
起止日期 2014-5-12~2014-6-4
任课教师王育荣
机构创新设计的途径
作者:张驰
(南京工程学院机械工程学院)
摘要
创新是一个国家发展的基石,更是一个民族的灵魂。
机械创新需要设计者充分发挥自身的创造力,利用已有的科技进行创新构思,设计出新颖的、实用的产品。
而随着科学技术的不断发展,先进制造技术和数控技术、最优化设计的广泛应用,使得生产进一步智能化、自动化。
创新设计得到广泛的发展,也变得智能化,很多问题可以通过计算机实现,减轻了设计的强度,缩短了设计周期,结合优化设计,创新设计变得异常简单,市场上的商品由此变得纷繁多样。
对于一个学机械的学生而言,学好相关课程至关重要,对于每一个设计或者课题都必须认真而坚定的完成,该独立的时候必须独自去做,该合作时就不要一个人埋头苦想、乱做,学习要有科学的方法,要有顽强的毅力。
做好自己的本分是每一个学生的基本准则。
关键词:机构设计技术基础创新思维创新方向创新方法
机构创新设计的主要途径
机械系统的创新主要取决于机构的创新,而机构的创新可以分为几类,一个可以是完全的创造,为实现一个目的而发明一个机构;另一类可以在原有机构的基础上进行改进,得到更好的机构;甚至可以把几种常用机构进行巧妙组合,得到意想不到的结果。
1 机构设计的一般原则
机构的形式设计要解决的关键问题是:构造什么样的机构去实现原理方案所提出来的运动要求。
这是机构设计中最富有创造性、最直接影响方案的可靠性和经济性的重要环节。
因此,机构形式设计,在保证机构能满足基本运动要求的同时,还应满足机构设计的一些一般性原则,这些原则也是评价机构性能好坏的重要标准之一。
这些一般性的原则是:
(1)机构应尽可能的简单,机构越简单越好。
(2)机构尺寸应尽可能地小。
(3)注意运动副的选择类型,运动副元素的相对运动是产生摩擦和磨损的主要原因。
运动副的数量和类型对机构运动、传动效率和机构的使用寿命起着十分重要的作用。
(4)选择合适的原动机,尽可能减少运动转换机构的数量目前工程上使用的原动机主要有三类:⑴内燃机⑵气、液马达,活塞气、液缸,摆动式气、液缸⑶电动机
(5)应使机构具有良好的传力条件和动力特性,在进行机构形式设计时,应选择效率高的机构类型,并保证机构具有较大的传动角和较大的机械增益,从而可以减小机构中构件的截面尺寸和质量,减小原动机的功率。
机构形式设计要注意运动副组合带来的过约束。
过约束会造成机械装配困难,增大运动副中的摩擦与磨损。
2 机构组合创新的主要功能:
⑴可使执行构件实现增程、增速、增力;
⑵可改善执行构件的运动和动力特性;
⑶可使执行构件实现特定的运动规律;
⑷可实现运动的合成与分解;
⑸可实现多自由度的复合运动
3 机构创新的变性创新方法
以已知机构为基础,通过对构成机构的结构元素进行变化或改造,使机构产生出新的运动特性和使用功能的设计称为机构的变异设计。
机构变异设计是变性创造原理在机构创新设计中的具体应用。
机构由构件和运动副组成,构件与运动副的结构组成形成决定了机构的性质与用途。
机构的变异设计就是要通过对构件和运动副的改造来创造具有新特点和新功能的“新”机构。
3.1 运动副的演化与变异
⑴改变运动副的尺寸
⑵改变运动副的形状如图所示
⑶改善运动副的性能,减少摩擦磨损,用滚动代替滑动(凸轮磙子从动件,滚动轴承,滚动导轨,滚动螺旋等);用线接触代替点接触(蜗轮传动)。
并且在代替过程中有时会产生新机构。
如图所示
3.2构件的演化与变异
⑴构件的拆分与合并如图所示
⑵改变构件的形状与尺寸
3.3机构的倒置(机架变换)
⑴连杆机构
全转动副四杆机构,如图4-128。
含一个移动副的副四杆机构,如图4-129。
含二个移动副的副四杆机构。
3.4机构的等效代换
⑴运动副的等效代换
(2)利用瞬心线构造等效机构
基本原理:两构件的相对运动可用与这两构件相固连的一对相对瞬心线的纯滚动来实现。
瞬心线在创造新机构中的应用
反平行四边形机构—椭圆齿轮机构(可改善反平行四边性机构的死点位置)正曲柄滑块机构-卡当机构
(可改善机构的死点位置),如图
(3)利用周转轮系的不同结构进行等效代换
i241=(n2- n1)/( n4- n1)=z4/ z2=2 为卡当机构的同性异构机构。
4 机构创新的移植原理
⑴差动原理:差动齿轮、差动凸轮、差动螺旋
⑵谐波原理:谐波齿轮、谐波螺旋
⑶啮合原理:齿轮啮合、齿形带、齿形链
⑷滚滑原理
5 机械创新的还原原理
一切机械产品的基本功能都是通过机械的运动实现的,这是机械产品与其他类型产品最显著的区别。
在机械设计中,设计者必须根据设计任务要求拟定出相应的机械运动方案,综合各方面的因素选择动力、机构和控制方式,使之构成一个机械传动系统,最终通过动力使
机械系统运动来实现产品的功能。
机械传动系统设计中,机构设计是一项极富创造性的工作。
因为机构种类繁多,性能相同的机构数量也不少,能够实现相同运动的机构并不是唯一的。
这就为设计者提出了一个问题:当机构所要求的运动及功能确定以后,怎样去寻找和创造能实现这些运动和功能尽可能多的同性异形机构,为提高机构的性能创造条件,为创造新机构提供可能。
还原创造原理认为:产品创造的原点是实现产品的功能,在保证实现功能的前提下,可以采用各种原理、方法和结构。
既然机构最基本的功能是实现机械运动,设计者在对某一设计目标创造机构时,应当努力排开已有机械的工作原理和结构形式对设计思维的束缚,突破传统,开阔思路,围绕既定的设计目标,综合运用机、光、电、磁、热、生、化等各种物理效应,搜寻实现机械运动的各种可能的工作原理。
设计者在构思运动方案时,应当追溯源,从运动产生的最基本原理入手去探索标新立异的新机构和新结构。
长期以来,尽管有这样那样一些机械设计方法,但机构创新大多主要依靠设计者的知识积累、经验和灵感,创造的效率不高。
由颜鸿森等人提出的“再生运动链法”是运用还原创造原理创新机构的一种高效设计方法。
它能有效地避免创新设计的盲目性,也不易因设计具有多解性而遗漏设计方案。
正确地使用这种方法可能创造出性能超过已有设计的更好的新机构。
再生运动链法创造机构的基本思路是:⑴选择一个满足设计基本要求又具有开发潜力的已知机构作为创新设计的原始机构。
⑵应用“颜式”创造的特定方法将已知机构中的功能构件的功能构件和构件组演化为一般化构件,根据设计的约束条件将原始机构抽象为一般化运动链,还原出这一类机构共同的“根”。
⑶从一般运动链发散,运动数综合方法推衍出众多的再生运动链。
⑷根据众多的再生运动链还原出相应的机构,通过比较寻找功能相同但性能更优的新机构。
6 机械机构创新的一般步骤
7 总结
通过此次机械创新设计,我进一步加深了对机械创新的理解,也知道了课本和现实实践的差距。
从设计选题,初步构思到动手精确绘图这个过程中,我学会了细心与耐心。
综合各科所学知识,运用计算机对设计零件进行精确绘制。
最后设计说明书的编写,让我的计算机操作水平进一步提高。
当然,在这个设计过程中也发现了很多问题,感觉到自己所学知识的局限性,这也明确今后专业课学习的方向。
参考文献
杨家军《机械创新设计》科学出版社
许尚贤《机械零部件现代设计方法》北京高等教育出版社,1996.
濮良贵.《机械设计》高等教育出版社
王永梅.《proE基础教程》清华大学出版社
孙恒. 《机械原理》高等教育出版社
高志. 《机械创新设计》高等教育出版社。