機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)

1、n n機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)1. 復(fù)習(xí)機(jī)械的概念，明確設(shè)計(jì)范圍復(fù)習(xí)機(jī)械的概念，明確設(shè)計(jì)范圍機(jī)器機(jī)器的三特征：的三特征：1）由一系列的運(yùn)動(dòng)單元體所組成。）由一系列的運(yùn)動(dòng)單元體所組成。2）各運(yùn)動(dòng)單元體之間都具有確定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。）各運(yùn)動(dòng)單元體之間都具有確定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。3）能轉(zhuǎn)換機(jī)械能或完成有用的機(jī)械功以代替或減）能轉(zhuǎn)換機(jī)械能或完成有用的機(jī)械功以代替或減輕人們的勞動(dòng)。輕人們的勞動(dòng)。具有以上具有以上1、2兩個(gè)特征的實(shí)體稱(chēng)為兩個(gè)特征的實(shí)體稱(chēng)為機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)。機(jī)器與機(jī)構(gòu)總稱(chēng)為機(jī)器與機(jī)構(gòu)總稱(chēng)為機(jī)械機(jī)械。2. 機(jī)械的組成機(jī)械的組成機(jī)械機(jī)械機(jī)器機(jī)器機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)動(dòng)力機(jī)動(dòng)力機(jī) 把其它形式的能量轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。把

2、其它形式的能量轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。工作機(jī)工作機(jī) 完成有用的機(jī)械功。完成有用的機(jī)械功。通用機(jī)構(gòu)通用機(jī)構(gòu)專(zhuān)用機(jī)構(gòu)專(zhuān)用機(jī)構(gòu)信息機(jī)信息機(jī) 通過(guò)復(fù)雜的信息來(lái)控制機(jī)械運(yùn)動(dòng)。通過(guò)復(fù)雜的信息來(lái)控制機(jī)械運(yùn)動(dòng)。機(jī)器的組成：機(jī)器的組成：工作部分完成預(yù)定的動(dòng)作，位于傳動(dòng)路線(xiàn)的終點(diǎn)。工作部分完成預(yù)定的動(dòng)作，位于傳動(dòng)路線(xiàn)的終點(diǎn)。 傳動(dòng)部分聯(lián)接原動(dòng)機(jī)和工作部分的中間部分。傳動(dòng)部分聯(lián)接原動(dòng)機(jī)和工作部分的中間部分。 控制部分保證機(jī)器的啟動(dòng)、停止和正常協(xié)調(diào)動(dòng)作。控制部分保證機(jī)器的啟動(dòng)、停止和正常協(xié)調(diào)動(dòng)作。原動(dòng)部分是工作機(jī)動(dòng)力的來(lái)源，最常見(jiàn)的是電動(dòng)原動(dòng)部分是工作機(jī)動(dòng)力的來(lái)源，最常見(jiàn)的是電動(dòng) 機(jī)和內(nèi)燃機(jī)。機(jī)和內(nèi)燃機(jī)。 機(jī)器機(jī)器生物體生物體

3、原動(dòng)機(jī)原動(dòng)機(jī) 傳動(dòng)傳動(dòng) 執(zhí)行執(zhí)行 控制控制 心臟心臟 肌肉肌肉 骨骼骨骼 神經(jīng)神經(jīng) 比較：比較：控制器控制器(控制控制)電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)(原動(dòng)原動(dòng))帶帶(傳動(dòng)傳動(dòng))減速器減速器(傳動(dòng)傳動(dòng))波輪波輪(工作工作)分析自動(dòng)洗衣機(jī)的組成：分析自動(dòng)洗衣機(jī)的組成：潘存云教授研制3. 傳動(dòng)與執(zhí)行機(jī)構(gòu)傳動(dòng)與執(zhí)行機(jī)構(gòu) 機(jī)械運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)機(jī)械運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)3.1 機(jī)構(gòu)的基本型 機(jī)構(gòu)的基本型是指最基本的、最常用的機(jī)構(gòu)型式，是機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本依據(jù)。 機(jī)械運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)可以是機(jī)構(gòu)的基本型，也可以是機(jī)構(gòu)基本型的機(jī)構(gòu)組合或組合機(jī)構(gòu)。（1） 全轉(zhuǎn)動(dòng)副四桿機(jī)構(gòu)的基本型可演化為雙曲柄機(jī)構(gòu)、雙搖桿機(jī)構(gòu)。曲柄搖桿機(jī)構(gòu)（2） 含有一個(gè)移動(dòng)副四桿機(jī)構(gòu)的基本型

4、可演化為轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)、移動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)、曲柄搖塊機(jī)構(gòu)、擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)。曲柄滑塊機(jī)構(gòu)（3） 含有兩個(gè)移動(dòng)副四桿機(jī)構(gòu)的基本型 可演化為正切機(jī)構(gòu)、雙轉(zhuǎn)塊機(jī)構(gòu)、雙滑塊機(jī)構(gòu)。正弦機(jī)構(gòu)（4） 圓柱齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的基本型 可演化為斜齒圓柱齒輪、人字齒圓柱齒輪、可以采用漸開(kāi)線(xiàn)齒形、擺線(xiàn)齒形和圓弧齒形。外嚙合直齒圓柱齒輪（5） 圓錐齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的基本型 可演化為斜齒圓錐齒輪機(jī)構(gòu)和曲齒圓錐齒輪機(jī)構(gòu)。外嚙合直齒圓錐齒輪（6） 蝸桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的基本型 可演化為漸開(kāi)線(xiàn)圓柱蝸桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和延伸漸開(kāi)線(xiàn)圓柱蝸桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。阿基米德圓柱蝸桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)（7） 行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的基本型 可演化為擺線(xiàn)針輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、諧波傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、活齒傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等。漸開(kāi)

5、線(xiàn)圓柱齒輪行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)（8） 直動(dòng)從動(dòng)件平面凸輪機(jī)構(gòu)的基本型 可演化為直動(dòng)對(duì)心滾子從動(dòng)件平面凸輪機(jī)構(gòu)、直動(dòng)對(duì)心平底從動(dòng)件平面凸輪機(jī)構(gòu)、直動(dòng)偏置從動(dòng)件平面凸輪機(jī)構(gòu)等。直動(dòng)對(duì)心尖頂從動(dòng)件平面凸輪機(jī)構(gòu)（9） 擺動(dòng)從動(dòng)件平面凸輪機(jī)構(gòu)的基本型 可演化為擺動(dòng)滾子從動(dòng)件平面凸輪機(jī)構(gòu)、擺動(dòng)平底從動(dòng)件平面凸輪機(jī)構(gòu)。擺動(dòng)尖頂從動(dòng)件平面凸輪機(jī)構(gòu)（10） 直動(dòng)從動(dòng)件圓柱凸輪機(jī)構(gòu)的基本型直動(dòng)滾子從動(dòng)件圓柱凸輪機(jī)構(gòu)（11） 擺動(dòng)從動(dòng)件圓柱凸輪機(jī)構(gòu)的基本型擺動(dòng)滾子從動(dòng)件圓柱凸輪機(jī)構(gòu)（12） 帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的基本型 可演化為V帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、圓帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、活絡(luò)V帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、同步齒形帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。平帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)（13） 鏈傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的基本型

6、 可演化為多排套筒滾子鏈條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、齒形鏈條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。套筒滾子鏈條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)（14） 液壓、氣動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的基本型 可演化為擺動(dòng)油缸和氣動(dòng)缸。缸體不動(dòng)的液壓油缸和氣動(dòng)缸（15） 螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的基本型 可演化為梯形螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、矩形螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、滾珠絲杠傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。三角形螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)（16） 電磁傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的基本型電磁傳動(dòng)機(jī)構(gòu)（17） 間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的基本型棘輪機(jī)構(gòu)與槽輪機(jī)構(gòu)3.2 機(jī)構(gòu)的組合 把一些基本機(jī)構(gòu)通過(guò)適當(dāng)?shù)姆绞竭B接起來(lái)，把一些基本機(jī)構(gòu)通過(guò)適當(dāng)?shù)姆绞竭B接起來(lái)，從而組成一個(gè)機(jī)構(gòu)系統(tǒng)，稱(chēng)為從而組成一個(gè)機(jī)構(gòu)系統(tǒng)，稱(chēng)為機(jī)構(gòu)的組合機(jī)構(gòu)的組合。其中。其中各基本機(jī)構(gòu)都保持原來(lái)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)特性，都有各基本機(jī)構(gòu)都

7、保持原來(lái)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)特性，都有自己的獨(dú)立性。自己的獨(dú)立性。3.3 組合機(jī)構(gòu) 組合機(jī)構(gòu)組合機(jī)構(gòu)是指若干基本機(jī)構(gòu)通過(guò)特殊的組合是指若干基本機(jī)構(gòu)通過(guò)特殊的組合而形成的一種具有新屬性的機(jī)構(gòu)。其中各基本機(jī)而形成的一種具有新屬性的機(jī)構(gòu)。其中各基本機(jī)構(gòu)已不能保持各自的獨(dú)立性，必須采用新的分析構(gòu)已不能保持各自的獨(dú)立性，必須采用新的分析與設(shè)計(jì)方法。與設(shè)計(jì)方法。4. 動(dòng)力系統(tǒng)（原動(dòng)機(jī)）動(dòng)力系統(tǒng)（原動(dòng)機(jī)）按能量轉(zhuǎn)換的方式可分為三大類(lèi)：按能量轉(zhuǎn)換的方式可分為三大類(lèi)：4.1 電能電能 機(jī)械能機(jī)械能包括：三相交流異步電動(dòng)機(jī)、單相交流異步電包括：三相交流異步電動(dòng)機(jī)、單相交流異步電動(dòng)機(jī)、直流電動(dòng)機(jī)、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)等。動(dòng)機(jī)、直流電

8、動(dòng)機(jī)、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)等。（1）三相交流異步電動(dòng)機(jī)）三相交流異步電動(dòng)機(jī)特點(diǎn)：體積小、力矩大，常作為動(dòng)力設(shè)備的原特點(diǎn)：體積小、力矩大，常作為動(dòng)力設(shè)備的原動(dòng)機(jī)。動(dòng)機(jī)。（2）單相交流異步電動(dòng)機(jī)）單相交流異步電動(dòng)機(jī)特點(diǎn)：使用方便，在家用電器中得到廣泛應(yīng)用。特點(diǎn)：使用方便，在家用電器中得到廣泛應(yīng)用。單相交流異步減速電動(dòng)機(jī)單相交流異步減速電動(dòng)機(jī) （3）直流電動(dòng)機(jī)）直流電動(dòng)機(jī)特點(diǎn)：可以進(jìn)行調(diào)速，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，在特點(diǎn)：可以進(jìn)行調(diào)速，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，在機(jī)電一體化設(shè)備中得到廣泛應(yīng)用。機(jī)電一體化設(shè)備中得到廣泛應(yīng)用。（4）步進(jìn)電動(dòng)機(jī)）步進(jìn)電動(dòng)機(jī)特點(diǎn)：要求分度或步進(jìn)運(yùn)動(dòng)的場(chǎng)合可采用步進(jìn)特點(diǎn)：要求分度或步進(jìn)運(yùn)動(dòng)的場(chǎng)合可采

9、用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。采用脈沖信號(hào)控制，將脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)化電動(dòng)機(jī)。采用脈沖信號(hào)控制，將脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)化為電動(dòng)機(jī)的角位移。為電動(dòng)機(jī)的角位移。步進(jìn)電動(dòng)機(jī) 驅(qū)動(dòng)器 （5）直線(xiàn)電動(dòng)機(jī)）直線(xiàn)電動(dòng)機(jī)特點(diǎn)：直接提供直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，減少了中間轉(zhuǎn)換運(yùn)特點(diǎn)：直接提供直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，減少了中間轉(zhuǎn)換運(yùn)動(dòng)鏈，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，反應(yīng)速度快，靈敏度高，適動(dòng)鏈，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，反應(yīng)速度快，靈敏度高，適合于高速和高精度的應(yīng)用場(chǎng)合合于高速和高精度的應(yīng)用場(chǎng)合 。螺旋傳動(dòng)直線(xiàn)電機(jī)鐵芯同步直線(xiàn)電機(jī)4.2 熱能熱能 機(jī)械能機(jī)械能包括：柴油機(jī)、汽油機(jī)、燃汽輪機(jī)、原子能發(fā)包括：柴油機(jī)、汽油機(jī)、燃汽輪機(jī)、原子能發(fā)動(dòng)機(jī)等。在要求輸出功率大，大范圍移動(dòng)的場(chǎng)動(dòng)機(jī)等。在要求輸出功率大，大范圍

10、移動(dòng)的場(chǎng)合得到廣泛應(yīng)用。合得到廣泛應(yīng)用。柴油機(jī)柴油機(jī)汽油機(jī)汽油機(jī)4.2 熱能熱能 機(jī)械能機(jī)械能包括：柴油機(jī)、汽油機(jī)、燃汽輪機(jī)、原子能發(fā)包括：柴油機(jī)、汽油機(jī)、燃汽輪機(jī)、原子能發(fā)動(dòng)機(jī)等。在要求輸出功率大，大范圍移動(dòng)的場(chǎng)動(dòng)機(jī)等。在要求輸出功率大，大范圍移動(dòng)的場(chǎng)合得到廣泛應(yīng)用。合得到廣泛應(yīng)用。燃汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子燃汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子4.3 自然力自然力 機(jī)械能機(jī)械能包括：水輪機(jī)、風(fēng)力機(jī)、潮汐發(fā)動(dòng)機(jī)、地?zé)岚l(fā)包括：水輪機(jī)、風(fēng)力機(jī)、潮汐發(fā)動(dòng)機(jī)、地?zé)岚l(fā)動(dòng)機(jī)、太陽(yáng)能發(fā)動(dòng)機(jī)等。動(dòng)機(jī)、太陽(yáng)能發(fā)動(dòng)機(jī)等。風(fēng)力機(jī)風(fēng)力機(jī)三峽水輪機(jī)轉(zhuǎn)子三峽水輪機(jī)轉(zhuǎn)子5. 控制系統(tǒng)控制系統(tǒng) 機(jī)械控制機(jī)械控制 電氣控制電氣控制 應(yīng)用最廣泛應(yīng)用最廣泛 液壓控制液

11、壓控制 氣動(dòng)控制氣動(dòng)控制 綜合控制綜合控制 現(xiàn)代控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要應(yīng)用微機(jī)技術(shù)、接口現(xiàn)代控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要應(yīng)用微機(jī)技術(shù)、接口技術(shù)、模擬電路、數(shù)字電路、傳感器技術(shù)、軟件技術(shù)、模擬電路、數(shù)字電路、傳感器技術(shù)、軟件設(shè)計(jì)、電力拖動(dòng)等知識(shí)，且向自動(dòng)化、精密化、設(shè)計(jì)、電力拖動(dòng)等知識(shí)，且向自動(dòng)化、精密化、高速化、智能化方向發(fā)展。高速化、智能化方向發(fā)展?？煽刂茖?duì)象：可控制對(duì)象：（1）以位移、速度、加速度、溫度、壓力等數(shù)）以位移、速度、加速度、溫度、壓力等數(shù)量的大小為控制對(duì)象量的大小為控制對(duì)象 分為分為模擬控制模擬控制和和數(shù)字控制數(shù)字控制。（2）以事物的有、無(wú)、動(dòng)、停、高、低等邏輯）以事物的有、無(wú)、動(dòng)、停、高、低等

12、邏輯狀態(tài)為控制對(duì)象狀態(tài)為控制對(duì)象 邏輯控制。邏輯控制。1. 剛性機(jī)械系統(tǒng)剛性機(jī)械系統(tǒng) 運(yùn)動(dòng)不具有可控性，一般泛指機(jī)械裝置與運(yùn)動(dòng)不具有可控性，一般泛指機(jī)械裝置與電氣裝置獨(dú)立組合的機(jī)械系統(tǒng)，只有簡(jiǎn)單的開(kāi)、電氣裝置獨(dú)立組合的機(jī)械系統(tǒng)，只有簡(jiǎn)單的開(kāi)、關(guān)、正反轉(zhuǎn)、停止等獨(dú)立的控制要求。關(guān)、正反轉(zhuǎn)、停止等獨(dú)立的控制要求。 傳統(tǒng)的機(jī)械，如車(chē)床、銑床、鉆床、起重傳統(tǒng)的機(jī)械，如車(chē)床、銑床、鉆床、起重機(jī)等都屬于剛性機(jī)械系統(tǒng)。機(jī)等都屬于剛性機(jī)械系統(tǒng)。普通電動(dòng)機(jī)變速機(jī)構(gòu)減速機(jī)構(gòu)執(zhí)行機(jī)構(gòu)負(fù)載2. 改進(jìn)的剛性機(jī)械系統(tǒng)改進(jìn)的剛性機(jī)械系統(tǒng) 以電子控制的調(diào)速電機(jī)取代了機(jī)械變速裝置。以電子控制的調(diào)速電機(jī)取代了機(jī)械變速裝置。調(diào)速電

13、動(dòng)機(jī)減速機(jī)構(gòu)執(zhí)行機(jī)構(gòu)負(fù)載電子調(diào)速系統(tǒng)3. 柔性機(jī)械系統(tǒng)柔性機(jī)械系統(tǒng) 運(yùn)動(dòng)具有可控性，借助傳感器或控制電路，通過(guò)運(yùn)動(dòng)具有可控性，借助傳感器或控制電路，通過(guò)微機(jī)按位置、位移、速度、壓力、溫度等參數(shù)實(shí)微機(jī)按位置、位移、速度、壓力、溫度等參數(shù)實(shí)施智能化控制。如數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人等。施智能化控制。如數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人等。伺服電動(dòng)機(jī)減速機(jī)構(gòu)執(zhí)行機(jī)構(gòu)負(fù)載伺服控制系統(tǒng)4. 直接驅(qū)動(dòng)式柔性機(jī)械系統(tǒng)直接驅(qū)動(dòng)式柔性機(jī)械系統(tǒng) 省去了傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，有更高的運(yùn)動(dòng)精度、更快的響省去了傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，有更高的運(yùn)動(dòng)精度、更快的響應(yīng)速度，有很好的應(yīng)用前景。應(yīng)速度，有很好的應(yīng)用前景。直接驅(qū)動(dòng)電機(jī)負(fù)載伺服控制系統(tǒng) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是將機(jī)構(gòu)和構(gòu)件具

14、體化為某個(gè)零件是將機(jī)構(gòu)和構(gòu)件具體化為某個(gè)零件或某個(gè)部件的形狀、尺寸、聯(lián)接方式、順序、數(shù)或某個(gè)部件的形狀、尺寸、聯(lián)接方式、順序、數(shù)量等具體結(jié)構(gòu)方案的過(guò)程，用以實(shí)現(xiàn)機(jī)械對(duì)它的量等具體結(jié)構(gòu)方案的過(guò)程，用以實(shí)現(xiàn)機(jī)械對(duì)它的工作要求。工作要求。 具體化過(guò)程中要考慮材料的力學(xué)性能、零部具體化過(guò)程中要考慮材料的力學(xué)性能、零部件的功能、工作條件、加工工藝、裝配、使用、件的功能、工作條件、加工工藝、裝配、使用、成本、安全、環(huán)保等各種因素的影響。成本、安全、環(huán)保等各種因素的影響。 工程知識(shí)是從事結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作的工程知識(shí)是從事結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作的前提前提，巧妙，巧妙構(gòu)型與組合是結(jié)構(gòu)創(chuàng)造性設(shè)計(jì)的構(gòu)型與組合是結(jié)構(gòu)創(chuàng)造性設(shè)計(jì)的核心

15、核心。1. 機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則 選擇合適的構(gòu)件材料；具有良好的加工工藝性；選擇適當(dāng)?shù)慕孛嫘螤钆c尺寸；重要零件進(jìn)行強(qiáng)度、剛度計(jì)算與校核；考慮構(gòu)件之間的可聯(lián)接性；構(gòu)件之間不能發(fā)生運(yùn)動(dòng)干涉；考慮經(jīng)濟(jì)性，盡量降低成本；維修、安裝方便；符合人機(jī)工程學(xué)。2. 實(shí)現(xiàn)零件功能的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)零件功能的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與創(chuàng)新（1）功能分解）功能分解 零件的每個(gè)部位各承擔(dān)著不同的功能，具零件的每個(gè)部位各承擔(dān)著不同的功能，具有不同的工作原理。將零件功能分解、細(xì)化，有不同的工作原理。將零件功能分解、細(xì)化，會(huì)有利于提高其工作性能，有利于開(kāi)發(fā)新功能，會(huì)有利于提高其工作性能，有利于開(kāi)發(fā)新功能，也使零件整體功能更趨

16、于完善。也使零件整體功能更趨于完善。 螺釘螺釘是一種最常用的聯(lián)接零件，其主要功能是是一種最常用的聯(lián)接零件，其主要功能是聯(lián)接。聯(lián)接可靠、防止松動(dòng)、提高聯(lián)接壽命、抵抗聯(lián)接。聯(lián)接可靠、防止松動(dòng)、提高聯(lián)接壽命、抵抗破壞能力是設(shè)計(jì)的主要目標(biāo)。破壞能力是設(shè)計(jì)的主要目標(biāo)。螺釘功能可以分解為螺釘頭、螺釘體、螺釘尾三個(gè)螺釘功能可以分解為螺釘頭、螺釘體、螺釘尾三個(gè)部分。部分。螺釘頭螺釘頭又可分為扳擰功能與支撐功能；又可分為扳擰功能與支撐功能；螺釘螺釘體體分為定位功能與聯(lián)接功能；分為定位功能與聯(lián)接功能；螺釘尾螺釘尾又導(dǎo)向與保護(hù)又導(dǎo)向與保護(hù)功能。功能。十字槽圓頭木螺釘c型開(kāi)槽沉頭自攻螺釘 內(nèi)六角花形沉頭螺釘 不同的不

17、同的螺釘頭螺釘頭類(lèi)型演化出不同的螺釘類(lèi)型。類(lèi)型演化出不同的螺釘類(lèi)型。內(nèi)六角圓柱頭軸肩螺釘 內(nèi)六角花形盤(pán)頭螺釘 滾花小頭螺釘 開(kāi)槽長(zhǎng)圓柱端緊定螺釘 開(kāi)槽沉頭不脫出螺釘 方頭短圓柱錐端緊定螺釘 內(nèi)六角平端緊定螺釘 開(kāi)槽平端緊定螺釘 十字槽圓頭木螺釘不同的不同的螺釘尾螺釘尾類(lèi)型演化出不同的螺釘類(lèi)型。類(lèi)型演化出不同的螺釘類(lèi)型。各部分功能的變化會(huì)衍生出種類(lèi)繁多的螺釘類(lèi)型。各部分功能的變化會(huì)衍生出種類(lèi)繁多的螺釘類(lèi)型。長(zhǎng)吊環(huán)螺釘 帶環(huán)長(zhǎng)吊環(huán)螺釘焊接英制眼型螺栓活節(jié)螺栓自攻螺釘眼式螺栓叉板螺栓U型螺栓空心螺釘各部分功能的變化會(huì)衍生出種類(lèi)繁多的螺釘類(lèi)型。各部分功能的變化會(huì)衍生出種類(lèi)繁多的螺釘類(lèi)型。（2）功能組合

18、）功能組合 是指一個(gè)零件可以實(shí)現(xiàn)多種功能，這樣可是指一個(gè)零件可以實(shí)現(xiàn)多種功能，這樣可以使整個(gè)機(jī)械系統(tǒng)更趨于簡(jiǎn)單化，簡(jiǎn)化制造過(guò)以使整個(gè)機(jī)械系統(tǒng)更趨于簡(jiǎn)單化，簡(jiǎn)化制造過(guò)程，減少材料消耗，提高工作效率，是結(jié)構(gòu)創(chuàng)程，減少材料消耗，提高工作效率，是結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)的一個(gè)重要途徑。新設(shè)計(jì)的一個(gè)重要途徑。 3. 結(jié)構(gòu)元素的變異與演化結(jié)構(gòu)元素的變異與演化 結(jié)構(gòu)元素主要是指結(jié)構(gòu)的形狀、數(shù)量、位結(jié)構(gòu)元素主要是指結(jié)構(gòu)的形狀、數(shù)量、位置、聯(lián)接等要素。經(jīng)過(guò)變異的結(jié)構(gòu)元素可適應(yīng)置、聯(lián)接等要素。經(jīng)過(guò)變異的結(jié)構(gòu)元素可適應(yīng)不同的工作要求，或比原有結(jié)構(gòu)具有更良好而不同的工作要求，或比原有結(jié)構(gòu)具有更良好而完善的功能。完善的功能。摩擦棘

19、輪內(nèi)棘輪雙動(dòng)棘輪外棘輪雙向棘輪2雙向棘輪1 4. 適應(yīng)材料性能的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與創(chuàng)新適應(yīng)材料性能的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與創(chuàng)新 結(jié)構(gòu)形狀要有利于材料性能的發(fā)揮。材料結(jié)構(gòu)形狀要有利于材料性能的發(fā)揮。材料的性能主要包括：密度、硬度、強(qiáng)度、剛度、的性能主要包括：密度、硬度、強(qiáng)度、剛度、耐磨性、磨合性、耐腐蝕性、傳導(dǎo)性（導(dǎo)電、耐磨性、磨合性、耐腐蝕性、傳導(dǎo)性（導(dǎo)電、導(dǎo)熱、導(dǎo)磁）等。導(dǎo)熱、導(dǎo)磁）等。 零件結(jié)構(gòu)形狀設(shè)計(jì)應(yīng)做到：零件結(jié)構(gòu)形狀設(shè)計(jì)應(yīng)做到： 揚(yáng)長(zhǎng)避短、剛?cè)岵?jì)、性能互補(bǔ)、合理搭配。揚(yáng)長(zhǎng)避短、剛?cè)岵?jì)、性能互補(bǔ)、合理搭配。揚(yáng)長(zhǎng)避短揚(yáng)長(zhǎng)避短拉應(yīng)力壓應(yīng)力拉應(yīng)力壓應(yīng)力 鑄鐵的抗壓強(qiáng)度比抗拉強(qiáng)度高得多，因此鑄鑄鐵的抗壓強(qiáng)度比

20、抗拉強(qiáng)度高得多，因此鑄鐵機(jī)座的肋板就要設(shè)計(jì)成承受抗壓狀態(tài)，以充分鐵機(jī)座的肋板就要設(shè)計(jì)成承受抗壓狀態(tài)，以充分發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)。上圖結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)。上圖結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（b）優(yōu)于（）優(yōu)于（a）。）。（a）（b）（a）14個(gè)剛性零件和6個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副（b）單片的柔性元件刮雨器 充分發(fā)揮塑性材料的優(yōu)勢(shì)一種新的設(shè)計(jì)方法一種新的設(shè)計(jì)方法 免裝配設(shè)計(jì)免裝配設(shè)計(jì) Design for No-Assembly (DNA ) 一體化訂書(shū)機(jī) 充分發(fā)揮塑性材料的優(yōu)勢(shì)5. 方便制造與操作的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與創(chuàng)新方便制造與操作的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與創(chuàng)新 在滿(mǎn)足使用功能的前提下，設(shè)計(jì)者應(yīng)力求在滿(mǎn)足使用功能的前提下，設(shè)計(jì)者應(yīng)力求使所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)工藝簡(jiǎn)單、

21、消耗少、成本使所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)工藝簡(jiǎn)單、消耗少、成本低、使用方便，操作容易、壽命長(zhǎng)。低、使用方便，操作容易、壽命長(zhǎng)。最簡(jiǎn)單、精練的設(shè)計(jì)就是最好的設(shè)計(jì)?。╝）（b）（a）（b）方案（b）加工方便，工藝性較好方案（b）增加圓柱面，利于卡盤(pán)裝卡。創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法有很多種，下面簡(jiǎn)單介紹創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法有很多種，下面簡(jiǎn)單介紹智力激勵(lì)法、提問(wèn)追溯法、聯(lián)想類(lèi)推法、返智力激勵(lì)法、提問(wèn)追溯法、聯(lián)想類(lèi)推法、返向探求法、系統(tǒng)分析法、組合創(chuàng)新法六種。向探求法、系統(tǒng)分析法、組合創(chuàng)新法六種。1智力激勵(lì)法智力激勵(lì)法人的創(chuàng)造性思維特別是直覺(jué)思維在受激發(fā)情況下能得到較好地發(fā)揮。一批人集合在一起，針對(duì)某個(gè)問(wèn)題進(jìn)行討論時(shí)，由于各人知識(shí)、經(jīng)

22、驗(yàn)不同，觀察問(wèn)題的角度和分析問(wèn)題的方法各異，提出的各種主意能互相啟發(fā)，填補(bǔ)知識(shí)空隙，啟發(fā)誘導(dǎo)出更多創(chuàng)造性思想，通過(guò)激勵(lì)、智慧交流和集智達(dá)到創(chuàng)新的目的。 智力互激，思維共振，自由的思想產(chǎn)生創(chuàng)新的火花。智力激勵(lì)法是美國(guó)學(xué)者奧斯本創(chuàng)造的。它以“群言堂”為特征，是一種集思廣益，相互啟發(fā)的方法 .（頭腦風(fēng)暴會(huì)）這種方法的討論原則：這種方法的討論原則： 進(jìn)行隨心所欲、設(shè)想新穎，但有的放矢、不空談的自由發(fā)言。 不批評(píng)別人的設(shè)想。 不提倡少數(shù)服從多數(shù)。 不過(guò)早下結(jié)論。 總結(jié)各種設(shè)想，下次再議。2提問(wèn)追溯法提問(wèn)追溯法提問(wèn)追溯法是有針對(duì)性地、系統(tǒng)地提出問(wèn)題，在回答問(wèn)題過(guò)程中，便可能產(chǎn)生各種解決問(wèn)題的設(shè)想，使設(shè)計(jì)所

23、需要的信息更充分，解法更完善。提問(wèn)追溯法有奧斯本提問(wèn)法、阿諾爾特提問(wèn)法、希望點(diǎn)列舉法、缺點(diǎn)列舉法。 希望點(diǎn)列舉法 是根據(jù)發(fā)明者提出來(lái)的種種需求和希望，經(jīng)過(guò)歸納和概括，尋找發(fā)明課題和設(shè)計(jì)構(gòu)思的方法。做法是圍繞一個(gè)發(fā)明課題列出各種需要與希望，然后收集起來(lái)進(jìn)行綜合分析，制訂出可行性的發(fā)明方案。敢于質(zhì)疑，敢于提出與眾不同的創(chuàng)意，是科技創(chuàng)新型人才最可貴的品質(zhì)。顧名思義，缺點(diǎn)列舉法就是通過(guò)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有事物的缺陷，把各種缺點(diǎn)一一列舉出來(lái)，然后做出改進(jìn)的一種創(chuàng)新技法。缺點(diǎn)列舉法是發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，而創(chuàng)造發(fā)明就是要解決現(xiàn)存的問(wèn)題，因此，每發(fā)現(xiàn)一個(gè)缺點(diǎn)，提出一個(gè)問(wèn)題，就找到了一個(gè)創(chuàng)造發(fā)明的課題。 3聯(lián)想類(lèi)推法聯(lián)想類(lèi)推法通過(guò)由

24、此及彼的聯(lián)想和異中求同，同中求異的類(lèi)比，尋求各種創(chuàng)新解法。利用聯(lián)想進(jìn)行發(fā)明創(chuàng)新是一種常用而且十分有效的辦法。類(lèi)比聯(lián)想由一事物或現(xiàn)象聯(lián)想到與其有類(lèi)似特點(diǎn)的其他事物或現(xiàn)象，從而找出創(chuàng)新解法。 想象力比知識(shí)更重要，知識(shí)是有限的，而想象力是知識(shí)進(jìn)化的源泉。通過(guò)相似、相近、對(duì)比幾種聯(lián)想的交叉使用4反向探求法反向探求法將人們通常思考問(wèn)題的思路反轉(zhuǎn)過(guò)來(lái)，從背逆常規(guī)的途徑探尋新的解法，因此反向探求法亦稱(chēng)逆向思維法。例如聲音即是振動(dòng)那么振動(dòng)為什么不能復(fù)現(xiàn)原聲呢？通過(guò)這樣的反問(wèn)，發(fā)明了留聲機(jī)。類(lèi)似的還有電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)，金屬材料的熱處理和冷處理等。 司馬光砸缸是對(duì)逆向思維的經(jīng)典解釋。5系統(tǒng)分析法系統(tǒng)分析法對(duì)于技術(shù)系

25、統(tǒng)，根據(jù)其組成中影響其性能的全部參量，系統(tǒng)地依次分析搜索，以探索更多和更好的解決問(wèn)題的途徑。 笨但卻有效的方法，需要進(jìn)行艱苦細(xì)致的工作。6組合創(chuàng)新法組合創(chuàng)新法組合創(chuàng)新法是將現(xiàn)有技術(shù)和產(chǎn)品通過(guò)功能、原理、結(jié)構(gòu)等方面的組合變化形成新的技術(shù)思想的和新產(chǎn)品。組合法應(yīng)用的技術(shù)單元一般是已經(jīng)成熟和比較成熟的技術(shù)，不需要從頭開(kāi)始，因而可以最大限度地節(jié)約人力、物力和財(cái)力。組合創(chuàng)新的類(lèi)型很多，常用的有性能組合、原理組合、功能組合、結(jié)構(gòu)重組、模塊組合等。功能組合：如集復(fù)印、打印、掃描、網(wǎng)絡(luò)功能于一體的數(shù)字辦公系統(tǒng)；帶橡皮的鉛筆，帶U盤(pán)的手表等。技術(shù)組合：CT掃描儀將X射線(xiàn)技術(shù)與計(jì)算機(jī)圖像識(shí)別技術(shù)結(jié)合，本質(zhì)并無(wú)原理

26、性的突破，然而卻成為20世紀(jì)醫(yī)學(xué)界最重大的發(fā)明成果之一。材料組合：合金、合成纖維、導(dǎo)電塑料等。發(fā)明問(wèn)題解決理論發(fā)明問(wèn)題解決理論TRIZ 簡(jiǎn)介簡(jiǎn)介T(mén)RIZ為俄文Teoriya Resheniya Izobretatelskikh Zadatch 的縮寫(xiě)，英文譯為T(mén)heoryofInventiveProblemSolving(TIPS)，是一種應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)或解決難題的策略和方法。 該理論是前蘇聯(lián)工程技術(shù)專(zhuān)家G.S.Altshuler及其領(lǐng)導(dǎo)的一批研究人員，自1946年開(kāi)始，在分析研究世界各國(guó)250萬(wàn)件成功專(zhuān)利發(fā)明的基礎(chǔ)上歸納所提出的發(fā)明問(wèn)題解決理論。 當(dāng)系統(tǒng)中同一元素遭遇到兩個(gè)相反要求的沖突時(shí)，

27、稱(chēng)為物理矛盾。 當(dāng)系統(tǒng)中某一特性的改善會(huì)導(dǎo)致另一特性的惡化時(shí)，稱(chēng)這種沖突為技術(shù)矛盾。 物理矛盾解決方案 例：飛機(jī)起落架技術(shù)矛盾解決方案 TRIZ認(rèn)為發(fā)明的核心問(wèn)題是解決沖突。設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過(guò)程中不斷地發(fā)現(xiàn)沖突，并利用相應(yīng)的發(fā)明原理解決這些沖突，使產(chǎn)品向理想化的方向進(jìn)化。 一、技術(shù)沖突理論一、技術(shù)沖突理論 設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員往往為改善或提高某些子系統(tǒng)的性能，而導(dǎo)致系統(tǒng)中的其他子系統(tǒng)或系統(tǒng)性能變壞與降低，這就是技術(shù)沖突。例如，為了使軸上的零件的固定，采用螺母固定，需在軸上加工螺紋，達(dá)到了固定的目的，但是也削弱軸的強(qiáng)度。TRIZ理論的研究人員通過(guò)對(duì)250萬(wàn)項(xiàng)的技術(shù)專(zhuān)利進(jìn)行研究后，提出了用39個(gè)抽象的工

28、程參數(shù)來(lái)描述技術(shù)沖突問(wèn)題。 1、技術(shù)沖突、技術(shù)沖突 通用工程參數(shù)名稱(chēng)表通用工程參數(shù)名稱(chēng)表序序號(hào)號(hào)通用工程參數(shù)通用工程參數(shù)序號(hào)序號(hào)通用工程參數(shù)通用工程參數(shù)序號(hào)序號(hào)通用工程參數(shù)通用工程參數(shù)1運(yùn)動(dòng)物體的質(zhì)量14強(qiáng)度27可靠性2靜止物體的質(zhì)量15運(yùn)動(dòng)物體作用的時(shí)間28測(cè)試精度3運(yùn)動(dòng)物體的長(zhǎng)度16靜止物體作用的時(shí)間29制造精度4靜止物體的長(zhǎng)度17溫度30外部有害因素作用的敏感性5運(yùn)動(dòng)物體的面積18光照度31物體產(chǎn)生的有害因素6靜止物體的面積19運(yùn)動(dòng)物體的能量32可制造性7運(yùn)動(dòng)物體的體積20靜止物體的能量33可操作性8靜止物體的體積21功率34可維護(hù)性9速度22能量損失35適用性及多用性10力23物質(zhì)損失

29、36裝置的復(fù)雜性11應(yīng)力與壓力24信息損失37監(jiān)控與測(cè)試的困難程度12形狀25時(shí)間損失38自動(dòng)化程度13結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性26物質(zhì)或事物的數(shù)量39生產(chǎn)率該表中的參數(shù)可以分為三類(lèi)：通用物理與幾何參數(shù)（No.112，No.17，N0.18，No.21）；通用負(fù)向技術(shù)參數(shù)（No.15，No.16，No.19，No.20， No.2226，No.30，No.31）；通用正向技術(shù)參數(shù)（No.13，No.14，No.2729，No.3239）。負(fù)向的含義是指這些參數(shù)若變大，系統(tǒng)性能變差；正向的含義是指這些參數(shù)若變大，系統(tǒng)的性能變好。 TRIZ理論的研究人員在對(duì)全世界專(zhuān)利分析的基礎(chǔ)上，提出了40條發(fā)明原理，用于指

30、導(dǎo)解決沖突和產(chǎn)品創(chuàng)新。發(fā)明原理發(fā)明原理 序號(hào)序號(hào)名名 稱(chēng)稱(chēng)序號(hào)序號(hào)名名 稱(chēng)稱(chēng)序序號(hào)號(hào)名名 稱(chēng)稱(chēng)序號(hào)序號(hào)名名 稱(chēng)稱(chēng)1分割11預(yù)補(bǔ)償21緊急行動(dòng)31多孔材料2分離12等勢(shì)性22變有害為有利32改變顏色3局部質(zhì)量13反向23反饋33同質(zhì)性4不對(duì)稱(chēng)14曲面化24中介物34拋棄與修復(fù)5合并15動(dòng)態(tài)化25自服務(wù)35參數(shù)變化6多用性16未達(dá)到或超過(guò)的作用26復(fù)制36狀態(tài)變化7套裝17維數(shù)的變化27廉價(jià)替代品37熱膨脹8質(zhì)量補(bǔ)償18振動(dòng)28機(jī)械系統(tǒng)的替代38加速?gòu)?qiáng)氧化9預(yù)加反作用19周期性作用29氣動(dòng)與液壓結(jié)構(gòu)39惰性環(huán)境10預(yù)操作20有效作用的連續(xù)性30柔性殼體薄膜40復(fù)合材料2、發(fā)明原理、發(fā)明原理 發(fā)明原

31、理詳解及舉例發(fā)明原理詳解及舉例 分割分割a. 把一個(gè)物體分成幾個(gè)獨(dú)立的部分b. 把物體變成可組合的c. 增加物體的自由度實(shí)例: 組合式家俱, 模塊化計(jì)算機(jī)組件, 可折疊木尺 花園里澆水的軟管可以接起來(lái)以增加長(zhǎng)度。抽取抽取a. 從一個(gè)物體上抽?。ㄈコ蚍指睿┯袉?wèn)題的部分b. 僅僅抽取有用的部分實(shí)例: 為了在機(jī)場(chǎng)驅(qū)鳥(niǎo)，使用錄音機(jī)來(lái)放鳥(niǎo)的叫聲（聲音從鳥(niǎo)身上分離出來(lái)）。改變局部品質(zhì)改變局部品質(zhì)a. 從同一類(lèi)物體/外部環(huán)境/作用的結(jié)構(gòu)變換到不同類(lèi)結(jié)構(gòu)的物體/外部環(huán)境/作用b. 讓物體不同的部分承擔(dān)不同的功能c. 把物體的每個(gè)部分都置于利于其發(fā)揮作的最適合的條件下實(shí)例: 為了在采煤中防止煤塵飛揚(yáng)，就要在掘

32、進(jìn)機(jī)和儲(chǔ)運(yùn)機(jī)上噴水霧，水滴越小抑塵效果越好，但水滴小會(huì)影響機(jī)械工作，于是就在小水霧層外面裹上大水滴的水霧層。 帶橡皮的鉛筆.不對(duì)稱(chēng)不對(duì)稱(chēng)a. 用不對(duì)稱(chēng)形代替對(duì)稱(chēng)形b. 如果一個(gè)物體已經(jīng)對(duì)稱(chēng)了就增加其對(duì)稱(chēng)自由度實(shí)例: 加強(qiáng)輪胎一側(cè)的強(qiáng)度以承受路邊的沖擊 通過(guò)一個(gè)對(duì)稱(chēng)形的漏斗卸載濕黃沙時(shí)，會(huì)在漏斗上部形成拱形，造成沙流不規(guī)則流動(dòng)。用一個(gè)不對(duì)稱(chēng)形的漏斗就可以消除這種拱形?；旌匣旌蟖. 混合在空間上類(lèi)同的物體或有相近趨勢(shì)的物體b. 混合在時(shí)間上類(lèi)同或有相近、相反趨勢(shì)的作法實(shí)例： 在凍土上進(jìn)行掘進(jìn)作業(yè)，就要在掘進(jìn)機(jī)上加上一蒸汽噴管以融化凍結(jié)的地面多樣性多樣性使物體具有多重功能，以消除對(duì)其他物體的需求實(shí)例

33、: 可變成床的沙發(fā) 工具車(chē)上的后排座可以坐、靠背放倒后可躺、折疊起來(lái)可以裝貨嵌套嵌套a. 讓物體一個(gè)個(gè)依次包容起來(lái)b. 把一個(gè)物體放在另一個(gè)物體的空腔中實(shí)例: 望遠(yuǎn)天線(xiàn) 椅子可以一個(gè)個(gè)又疊起來(lái)以利存放 活動(dòng)鉛筆里存放筆芯平衡力平衡力a. 把一個(gè)帶有上升力的物體和一個(gè)重物組合在一起以抵消重物的重量b. 通過(guò)環(huán)境提供的空氣動(dòng)力或水動(dòng)力來(lái)平衡物體的重量實(shí)例: 水翼艇 賽車(chē)上增加后翼以增大車(chē)輛的貼地力先施加反作用力先施加反作用力a. 先施加反作用力b. 物體在承受張力或要承受張力的情況下，就先施加一個(gè)壓力實(shí)例: 預(yù)應(yīng)力混凝土樓板或柱子 預(yù)應(yīng)力軸是由幾個(gè)預(yù)先扭了特定角度的管子組成預(yù)先施加作用力預(yù)先施加作

34、用力a. 預(yù)先就加上所有或部分所需的作用力b. 把物體預(yù)先放置在一個(gè)合適的位置以讓其能及時(shí)地發(fā)揮作用實(shí)例: 把刀放在刀鞘中以保護(hù)刀鋒 橡皮泥很難快速均勻地成形，那就把它放到成形模中以利快速成形并節(jié)省材料預(yù)先加上補(bǔ)償預(yù)先加上補(bǔ)償為補(bǔ)償物體的低可靠性，則預(yù)先加上一些反作用措施實(shí)例: 商品上加上磁性條來(lái)防盜等位等位改變物體的工況以使之不上升或下降實(shí)例: 汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)換機(jī)油時(shí)，工人只要把車(chē)開(kāi)到維護(hù)槽上進(jìn)行維修即可，不必使用任何起重設(shè)備倒置倒置a. 對(duì)于一些特定問(wèn)題的處理方法，可以用反向操作法b. 讓物體的移動(dòng)部分或外部環(huán)境停下來(lái)，而讓不動(dòng)的部分動(dòng)起來(lái)c. 讓物體上下顛倒實(shí)例: 研磨物體時(shí)需要震動(dòng)物體圓球

35、化圓球化a. 用曲線(xiàn)或曲面替換直線(xiàn)或平面，用球體替代立方體。b. 使用圓柱體、球體或螺旋體c. 用旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)來(lái)代替直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)；利用離心力。實(shí)例: 計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)用一個(gè)球體來(lái)傳輸X和Y兩個(gè)軸方向的運(yùn)動(dòng)。機(jī)械振動(dòng)機(jī)械振動(dòng)a. 讓物體振動(dòng)起來(lái)b. 已有振動(dòng)存在就加大振動(dòng)頻率，甚至至超聲區(qū)c. 利用共振d. 用壓電振動(dòng)代替機(jī)械振動(dòng)e. 超聲振動(dòng)要結(jié)合電磁場(chǎng)區(qū)域?qū)嵗? 要切除體內(nèi)的結(jié)石而又不傷及皮膚，就可以用超聲刀來(lái)代替手術(shù)刀 通過(guò)振動(dòng)鑄模來(lái)提高填充效果和零件質(zhì)量 沖擊鉆 振動(dòng)壓路機(jī)等周期性作用周期性作用a. 變持續(xù)性作用為周期性（脈沖）作用b. 如果作用已經(jīng)是周期性的，就改變其頻率c. 在脈沖中套脈沖以達(dá)到其

36、他效果實(shí)例: 用沖擊鈑手支擰松一個(gè)銹蝕的螺母時(shí)，就要用脈沖力而不是持續(xù)力 報(bào)警燈使用脈沖方式比其他方式效果更好自我服務(wù)自我服務(wù)a. 使物體具有自我服務(wù)的功能并帶上附助物和維修的作用b. 利用廢棄物和剩余能量實(shí)例: 為防止鍍層磨損后要磨料來(lái)研磨，就在其表面放上研磨材料 對(duì)于電焊槍?zhuān)笚l的進(jìn)給是通過(guò)一個(gè)特殊的裝置來(lái)控置的，為了簡(jiǎn)化系統(tǒng)，焊條通過(guò)一個(gè)螺線(xiàn)管由焊接電流來(lái)控制。替換機(jī)械系統(tǒng)替換機(jī)械系統(tǒng)a. 用聲學(xué)、光學(xué)、嗅覺(jué)系統(tǒng)替換機(jī)械系統(tǒng)b. 用電、磁或電磁場(chǎng)來(lái)共同作用于物體c. 替換作用場(chǎng)1. 帶有移動(dòng)作用場(chǎng)的固定作用場(chǎng)2. 帶有隨時(shí)間變化的固定作用場(chǎng)3. 帶有結(jié)構(gòu)化作用場(chǎng)的隨機(jī)作用場(chǎng)d. 利用鐵磁

37、粒子相關(guān)連的作用場(chǎng)實(shí)例: 為增加金屬和塑料的粘結(jié)力，就引入電磁場(chǎng)作用于金屬氣動(dòng)或液壓結(jié)構(gòu)氣動(dòng)或液壓結(jié)構(gòu)用氣體或液體替換物體的固體部分。實(shí)例： 為增加工業(yè)煙囪的效率，在其口部加上一個(gè)螺旋形的管路，當(dāng)風(fēng)流過(guò)管路時(shí)形成一堵風(fēng)墻，以減少阻力。 在運(yùn)輸易碎產(chǎn)品進(jìn)，就要使用充氣泡材料使用多孔材料使用多孔材料a. 使物體多孔或在其表面、內(nèi)部等區(qū)域加上多孔材料b. 如果物體已經(jīng)是多孔的，就預(yù)先用其他材料把孔填上實(shí)例: 為避免冷卻機(jī)械時(shí)輸送冷凝劑，那么機(jī)械中的一些零件就采用多孔材料，里面充滿(mǎn)了冷凝劑，機(jī)械啟動(dòng)時(shí)冷凝劑蒸發(fā)，以達(dá)到短時(shí)有效的冷卻效果。熱膨脹熱膨脹a. 利用散熱或?qū)岬牟牧蟗. 利用不同傳導(dǎo)率的材料

38、實(shí)例: 為方便花房的天窗的開(kāi)關(guān)，窗板就要使雙相金屬板來(lái)防止變形3、沖突消解、沖突消解 TRIZ理論中，39項(xiàng)工技術(shù)參數(shù)描述了系統(tǒng)中問(wèn)題的空間，40條發(fā)明原理則填充了問(wèn)題的空間。TRIZ理論研究人員通過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的分析與研究，提出了沖突矩陣的概念。矩陣的行表示沖突中的惡化參數(shù)，列則表示改善參數(shù)，單元格中列出了該問(wèn)題的原理解（用原理解的序列號(hào)表示）。 使用該沖突矩陣解決設(shè)計(jì)中的實(shí)際問(wèn)題時(shí)，首先應(yīng)該確定問(wèn)題中的沖突，并分析沖突中哪能些問(wèn)題是有利因素，哪些問(wèn)題是不利因素。再將有利的因素與不利的因素轉(zhuǎn)化為39個(gè)工程技術(shù)參數(shù)中的某一個(gè)參數(shù)，然后利用矩陣找出原理解。對(duì)原理解進(jìn)行分析，獲得解決實(shí)際問(wèn)題的方法。技術(shù)

39、沖突解決原理的步驟技術(shù)沖突解決原理的步驟1 定義待設(shè)計(jì)系統(tǒng)的名稱(chēng)；2 確定待設(shè)計(jì)系統(tǒng)的主要功能；3 列出待設(shè)計(jì)系統(tǒng)的關(guān)鍵子系統(tǒng)、各種輔助功能；4 對(duì)待設(shè)計(jì)系統(tǒng)的操作進(jìn)行描述；5 確定待設(shè)計(jì)系統(tǒng)應(yīng)改善的特性、應(yīng)該消除的特性；6 將涉及到的參數(shù)要按標(biāo)準(zhǔn)的39個(gè)工程參數(shù)重新描述；7 對(duì)技術(shù)沖突進(jìn)行描述：如果某一工程參數(shù)要得到改善， 將導(dǎo)致那些參數(shù)惡化；8 對(duì)技術(shù)沖突進(jìn)行另一種描述：假如降低參數(shù)惡化的程度，要改善參數(shù)將被虛弱，或另一惡化參數(shù)被加強(qiáng)；9 在沖突矩陣中由沖突雙方確定相應(yīng)的矩陣元素；10 由上述元素確定可用發(fā)明原理；11 將所確定的原理應(yīng)用于設(shè)計(jì)者的問(wèn)題；12 找到、評(píng)價(jià)并完善概念設(shè)計(jì)及后續(xù)

40、的設(shè)計(jì)。 例如振動(dòng)篩的TRIZ理論問(wèn)題解可以這樣進(jìn)行分析。首先經(jīng)過(guò)實(shí)踐證明篩網(wǎng)的損壞是設(shè)備報(bào)廢的原因之一， 尤其對(duì)篩分垃圾的振動(dòng)篩更是如此。經(jīng)分析認(rèn)為篩網(wǎng)面積大，篩分效率高，是有利的一個(gè)方面；但由此篩網(wǎng)接觸物料的面積也增大，則物料對(duì)篩網(wǎng)的傷害也就增大。將分析的結(jié)果用抽象的技術(shù)參數(shù)術(shù)語(yǔ)來(lái)描述，有利的因素是第5條，即“運(yùn)動(dòng)物體的面積”；有害的因素則是第30條“物體外部因素作用的敏感性”。根據(jù)沖突解決原理矩陣，可確定原理解的序列號(hào)為22，1，33，28。其中序列號(hào)為1的發(fā)明原理是“分割”，根據(jù)這條原理，設(shè)計(jì)時(shí)可考慮將篩網(wǎng)制成小塊狀，再聯(lián)接成一體，局部損壞，局部更換。序列號(hào)為33的發(fā)明原理是“同質(zhì)性”，即采用相同或相似的物質(zhì)制造與某物體相互作用的物體。分析這條原理，認(rèn)為用于篩分垃圾的振動(dòng)篩網(wǎng)易損的主要原因是物料的沾濕性與腐蝕性所致。參考發(fā)明原理，采用同質(zhì)性材料制作篩網(wǎng)，如選用耐腐蝕的聚氨酯。實(shí)踐證明，經(jīng)過(guò)這樣的設(shè)計(jì)創(chuàng)新，取得了很好的應(yīng)用效果。 二、技術(shù)進(jìn)化理論二、技術(shù)進(jìn)化理論從歷史觀點(diǎn)看，事物不斷地向前發(fā)展，而技術(shù)創(chuàng)新正是推動(dòng)事物