文档介绍：机械创新设计与制作
综合实验指导书2
(创新实践篇)
编著者陈照强王毅曹芳范维华李林等
机械工程学院
2007年2月16日
前言
创新是技术和经济发展的原动力。人才的竞争,关键是人才创造力的竞争。为了适应21世纪人才培养的要求,根据创造学和设计方法学的基本理论,研究讨论创造性思维、创造原理和创造技法。针对开发型创新、变异性创新、反求形创新等各种类型设计。利用机械原理、机构设计、结构设计以及光电、化学、材料等相关知识,从各个角度广泛探讨创新设计的规律。本书引入6个综合性机械创新设计的案例,供同学们进行观察分析,培养兴趣。本书还给出了4个创新设计的课题,供同学们进行思考并亲手进行创新设计实践,以及达到提到创新能力的目的。
创新能力的培养提高是一个长期实践的过程,要勤于思考,广泛吸收各门类的知识,不断地进行创造性设计实践,综合运用所学知识开拓思路,创新能力一定会逐步得到提高。
要进行创新设计的实践活动,首先要打破创新设计高不可测的思想禁锢,勇于实践、大胆创新。在日常生产生活中,随时都会出要解决的问题,解决这些问题的过程就是创新设计的过程,所以要留心身边比较麻烦的事,在脑子里对这个问题有个印象,最好做个记录,要多善于思考,要想办法解决你记下的问题,能解决的方式采用机、光、电、化学等都要想到,方案制定的思维方式是发散性的,要培养自身的发散性思维模式。对于想到的方案或办法进行经济上的考核,也就是要看它有没有价值。下一步就是要做模拟或原理上的试验,也就是可行性研究,并作进一步改进,最后就是要推销出去你的创新设计,再好的创新设计得不到应用也等于零。
创新设计的范围是很广泛的,大致有这几个方面:
对原有产品进行再创造使之更为完美(延伸法)
对原有产品进行改造使之适用其它用途(移植法)
利用现有的技术,解决生产生活中的问题(扩展法)
模拟生物的动作、能力解决问题(仿生法)
对现有技术通过结合变化构思出新的机构类型(变异法)
现有创新设计的书很多,创新设计技法也很很杂,同学们可多参阅基本创新设计的资料,从中得到有益的启示。
一、机构创新设计
一、实验目的
,遵循创造性基本原理、法则,运用机构构型的创新设计方法,设计拼装满足预定运动要求的机构或机构系统;
;,创造性地设计、拼接机构及机构系统。
1)机构构型的变异创新设计;
2)利用机构运动特点创新设计;
3)基于组成原理的机构创新设计;
4)基于组合原理的机构创新设计;
5)加深对执行构件的基本运动和机构基本功能的了解与掌握;
6)培养学生工程实践动手能力。
二、设备和工具(与机构拼接实验所用的设备相同)
组合机架一台;
创新组合模型一套。
三、实验前的准备工作
,要求对执行构件的基本运动和机构的基本功能有一全面的了解;并熟悉机构构型的创新设计方法;
;
,初步拟定机构系统运动方案。
四、实验原理
、方法和步骤
机械产品的设计是为了满足产品的某种功能要求,机构运动简图设计是机械产品设计的第一步,其设计内容包括选定或开发机构构型并加以巧妙组合,同时进行各个组成机构的尺度综合,使此机械系统完成某种功能要求。机构运动简图设计的好坏使决定机械产品的质量、水平的高低、性能的优劣和经济性效益好坏的第一步。机构运动简图的设计主要包括以下内容:
1)功能原理方案的设计和构思
根据机械所要实现的功能,采用有关的工作原理,并由此出发设计和构思出工艺动作过程,这就是功能原理方案设计。灵巧的功能原理是创造新机械的出发点和归宿。
2)机械运动方案的设计
根据功能原理方案中提出的工艺动作及各个动作的运动规律要求,选择相应的若干个执行机构,并按一定的顺序把它们组成机械运动示意图。机械运动方案的设计是机构运动简图设计中的型综合。
3)机构运动简图的尺度综合
根据机械运动方案中各执行机构工艺动作的运动规律和机械运动循环图的要求,通过分析、计算,确定机构运动简图中各机构的运动学尺寸。在进行尺度综合时,应同时考虑其运动条件和动力条件,否则不利于设计性能良好的新机械。
机械运动简图设计的一般程序:
1)机械总功能的分解
将机械所需要的工艺动作过程进行分解,即将总功能分解成多个功能元,找出各功能元的运动规律和动作过程;
2)功能原理方案确定
将总功能分解成多个功能元后,对功能元进行求解,即将所需的执行动作,用合适的执行机构来实现。将功能元的解进行组合、评价、选优,从而确定其功能原理方案,即机构系统简图。
为了得到能实现功能元的机构,在设计中,需要对执行构件的基本运动和机构的基本功能有