機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)全書

機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)張春林主編機(jī)械工業(yè)出版社2007.91編輯課件主講：孟曉軍Email：mxj931@163.com2編輯課件一、為什么開(kāi)設(shè)機(jī)械創(chuàng)新課程培養(yǎng)創(chuàng)新的意識(shí)和提高機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)的能力二、課程精髓：創(chuàng)新意識(shí)，創(chuàng)新技法三、如何學(xué)習(xí)這門課程聽(tīng)課與創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)踐相結(jié)合四、考核方法：考試80%+平時(shí)成績(jī)20%3編輯課件第一章緒論

第一節(jié)創(chuàng)新與創(chuàng)新方法第二節(jié)常規(guī)設(shè)計(jì)、現(xiàn)代設(shè)計(jì)與創(chuàng)新設(shè)計(jì)第三節(jié)機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)的內(nèi)容第四節(jié)創(chuàng)新教育與人才培養(yǎng)4編輯課件第一節(jié)創(chuàng)新與創(chuàng)新方法一、創(chuàng)新的概念1、發(fā)現(xiàn)：是指原本早已存在的事物，經(jīng)過(guò)人們不斷努力和探索后被人們認(rèn)知的具體結(jié)果。3、創(chuàng)新：是指提出或完成具有獨(dú)特性、新穎性和實(shí)用性的理論或產(chǎn)品的過(guò)程。2、發(fā)明：是指人們提出或完成原本不存在的、經(jīng)過(guò)人們不斷努力和探索后提出的或完成的具體結(jié)果。2.5、創(chuàng)造：也是一種完成新成果的過(guò)程，但可能具有一定的參照物，而不強(qiáng)調(diào)原本不存在的事物。5編輯課件4、創(chuàng)新與創(chuàng)造關(guān)系：無(wú)本質(zhì)差別，創(chuàng)新是創(chuàng)造的具體實(shí)現(xiàn)。但創(chuàng)新更強(qiáng)調(diào)創(chuàng)造成果的新穎性、獨(dú)特性和實(shí)用性5、創(chuàng)新分類：6、創(chuàng)新方式：其一是由無(wú)到有的創(chuàng)新，其二是由有到新的創(chuàng)新知識(shí)創(chuàng)新技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用創(chuàng)新人們認(rèn)識(shí)世界、改造世界的基本理論的總結(jié)針對(duì)具體的事物，提出并完成具有新穎性、獨(dú)特性和實(shí)用性的新產(chǎn)品的過(guò)程把已存在的事物應(yīng)用到某個(gè)新領(lǐng)域，并發(fā)生很大的社會(huì)與經(jīng)濟(jì)效益的具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程6編輯課件二、創(chuàng)新設(shè)計(jì)的概念1、設(shè)計(jì)的概念：是指根據(jù)社會(huì)或市場(chǎng)的需要，利用已有的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，依靠人們思維和勞動(dòng)，借助各種平臺(tái)（數(shù)學(xué)方法、實(shí)驗(yàn)設(shè)備、計(jì)算機(jī)等）進(jìn)行反復(fù)判斷、決策、量化，最終實(shí)現(xiàn)把人、物、信息資源轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的過(guò)程。7編輯課件2、創(chuàng)新設(shè)計(jì)：是指在設(shè)計(jì)領(lǐng)域中，提出的新的設(shè)計(jì)理念、新的設(shè)計(jì)理論或設(shè)計(jì)方法，從而得到具有獨(dú)特性和新穎性的產(chǎn)品。8編輯課件1、創(chuàng)造性思維與潛創(chuàng)造能力邏輯思維靈感思維知識(shí)三、創(chuàng)造性思維與創(chuàng)造能力的培養(yǎng)9編輯課件2、創(chuàng)新的涌動(dòng)力

存在于人類自身的潛創(chuàng)造能力，只有在一定壓力和一定條件下才會(huì)釋放出能量。10編輯課件四、創(chuàng)新方法簡(jiǎn)介1、群智集中法：群智集中法又稱頭腦風(fēng)暴法2、仿生創(chuàng)新法3、功能設(shè)計(jì)創(chuàng)新法4、移置技術(shù)創(chuàng)新設(shè)計(jì)法5、類比求優(yōu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)法6、反求創(chuàng)新法11編輯課件第二節(jié)常規(guī)設(shè)計(jì)、現(xiàn)代設(shè)計(jì)與創(chuàng)新設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)方法反向設(shè)計(jì)正向設(shè)計(jì)創(chuàng)新設(shè)計(jì)現(xiàn)代設(shè)計(jì)常規(guī)設(shè)計(jì)（反求設(shè)計(jì)）12編輯課件

1、常規(guī)機(jī)械設(shè)計(jì)

常規(guī)機(jī)械設(shè)計(jì)方法是依據(jù)力學(xué)和數(shù)學(xué)建立的理論公式和經(jīng)驗(yàn)公式為先導(dǎo)，以實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)，運(yùn)用圖表和手冊(cè)等技術(shù)資料，進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算、繪圖和編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書的過(guò)程。

13編輯課件該方法強(qiáng)調(diào)以成熟的技術(shù)為基礎(chǔ)，目前常規(guī)機(jī)械設(shè)計(jì)方法仍然是機(jī)械工程中的主要設(shè)計(jì)方法。各高等工科學(xué)校的機(jī)械設(shè)計(jì)教科書主要講授這種方法。14編輯課件軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程按功率計(jì)算出軸的最小直徑根據(jù)軸上零件的周向固定和軸向固定查閱設(shè)計(jì)手冊(cè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)15編輯課件2、現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法

現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法強(qiáng)調(diào)以計(jì)算機(jī)為工具，以工程軟件為基礎(chǔ)，運(yùn)用現(xiàn)代設(shè)計(jì)理念進(jìn)行的機(jī)械設(shè)計(jì)。

可靠性設(shè)計(jì)、優(yōu)化設(shè)計(jì)、有限元設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、虛擬設(shè)計(jì)等都是常用的現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法。16編輯課件

現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法在強(qiáng)調(diào)運(yùn)用計(jì)算機(jī)、工程設(shè)計(jì)與分析軟件和現(xiàn)代設(shè)計(jì)理念的同時(shí)，其基本的設(shè)計(jì)內(nèi)容是建立在常規(guī)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上。在強(qiáng)調(diào)現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法的時(shí)候，不可忽視常規(guī)設(shè)計(jì)方法的重要性。17編輯課件

3、創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法

機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)是指充分發(fā)揮設(shè)計(jì)者的創(chuàng)造力，利用人類已有的相關(guān)科學(xué)技術(shù)知識(shí)，進(jìn)行創(chuàng)新構(gòu)思、設(shè)計(jì)出具有新穎性、創(chuàng)造性及實(shí)用性機(jī)械產(chǎn)品的一種實(shí)踐活動(dòng)。

18編輯課件結(jié)論：無(wú)論設(shè)計(jì)方法如何，常規(guī)設(shè)計(jì)仍然是最基本的設(shè)計(jì)方法，是機(jī)械設(shè)計(jì)課程的根本內(nèi)容。有關(guān)常規(guī)設(shè)計(jì)的基本理論、基本方法與基本技能不應(yīng)減少。19編輯課件三、不同設(shè)計(jì)方法的實(shí)例分析設(shè)計(jì)實(shí)例一：薯?xiàng)l加工機(jī)的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)實(shí)例二：椰肉加工機(jī)的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)實(shí)例三：內(nèi)平動(dòng)齒輪傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)

20編輯課件設(shè)計(jì)實(shí)例一：薯?xiàng)l加工機(jī)的設(shè)計(jì)1、常規(guī)設(shè)計(jì)：2、現(xiàn)代設(shè)計(jì)：3、創(chuàng)新設(shè)計(jì)：21編輯課件需要設(shè)計(jì)清洗、削皮、切條三套設(shè)備，由于紅薯形狀和大小差異很大，控制削皮的厚度較難，導(dǎo)致浪費(fèi)嚴(yán)重，生產(chǎn)率也低。1、

常規(guī)設(shè)計(jì)方法第一道工序：清洗：設(shè)計(jì)清洗機(jī)第二道工序：削皮：設(shè)計(jì)削皮機(jī)紅薯固定，刀旋轉(zhuǎn)，完成削皮的任務(wù)。第三道工序：切片后再切條。刀紅薯22編輯課件2、現(xiàn)代設(shè)計(jì)：在設(shè)計(jì)思想沒(méi)有改變時(shí)，通過(guò)計(jì)算機(jī)仿真、優(yōu)化設(shè)計(jì)等，可減少削皮的損失、提高生產(chǎn)率，但仍然不理想。23編輯課件3、創(chuàng)新設(shè)計(jì)：清洗粉碎過(guò)濾去皮擠壓成型油炸成產(chǎn)品

創(chuàng)新導(dǎo)致加工設(shè)備的改變紅薯泥薯?xiàng)l24編輯課件椰子椰肉刀具

設(shè)計(jì)實(shí)例二：椰肉加工機(jī)的設(shè)計(jì)1、常規(guī)設(shè)計(jì)：

椰子剖開(kāi)旋轉(zhuǎn)刀具切削結(jié)果不理想25編輯課件2、現(xiàn)代設(shè)計(jì)：在設(shè)計(jì)思想沒(méi)有改變時(shí)，通過(guò)計(jì)算機(jī)仿真、優(yōu)化設(shè)計(jì)等，可減少椰肉的損失、提高生產(chǎn)率，但結(jié)果仍然不理想26編輯課件3、創(chuàng)新設(shè)計(jì)：注入溶劑，椰肉溶化成汁椰子創(chuàng)造性思維改變了產(chǎn)品加工方法由機(jī)械加工方法到化學(xué)方法生產(chǎn)27編輯課件結(jié)論：1、常規(guī)設(shè)計(jì)方法是一切方法的基礎(chǔ)2、現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法是在常規(guī)設(shè)計(jì)方法的基礎(chǔ)上，提高設(shè)計(jì)效率、產(chǎn)品可靠性和質(zhì)量的設(shè)計(jì)方法3、創(chuàng)新設(shè)計(jì)的要素是強(qiáng)調(diào)創(chuàng)造性的設(shè)計(jì)思維，其結(jié)果具有巨大效益4、加強(qiáng)創(chuàng)新教育是高等學(xué)校的職責(zé)28編輯課件第三節(jié)機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)的內(nèi)容一、有關(guān)機(jī)構(gòu)的幾個(gè)名詞術(shù)語(yǔ)機(jī)械：機(jī)器和機(jī)構(gòu)的總稱機(jī)器：人為的通過(guò)運(yùn)動(dòng)變換或傳遞機(jī)械能、物體和信息的物件的組合體機(jī)構(gòu)：機(jī)器中執(zhí)行機(jī)械運(yùn)動(dòng)的裝置29編輯課件機(jī)器實(shí)例一、機(jī)器30編輯課件

機(jī)器所共有的三個(gè)基本特征：

3)機(jī)器可以實(shí)現(xiàn)人所期望的機(jī)械能、物體和信息的變換和傳遞。2)機(jī)器都有確定的運(yùn)動(dòng)。1)它們都是一種人為的實(shí)體的組合，而不是自然之物。凡同時(shí)具備上列三個(gè)特征的實(shí)體組合便稱為機(jī)器。31編輯課件

(2)執(zhí)行部分執(zhí)行部分處于整個(gè)機(jī)器傳動(dòng)運(yùn)動(dòng)的終端，完成預(yù)期的機(jī)械動(dòng)作。執(zhí)行部分可以是一個(gè)或多個(gè)構(gòu)件，且其結(jié)構(gòu)形式隨機(jī)器的用途不同而呈現(xiàn)不同形式。有時(shí)機(jī)構(gòu)也能成為執(zhí)行部分，如許多機(jī)械手的抓取部分常為連桿機(jī)構(gòu)。最一般意義上的機(jī)器由下列四部分組成：(1)原動(dòng)部分原動(dòng)部分是機(jī)器動(dòng)力的來(lái)源。常用的原動(dòng)機(jī)可分成一次原動(dòng)機(jī)和二次原動(dòng)機(jī)。一次原動(dòng)機(jī)把自然界的能源轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能。二次原動(dòng)機(jī)把二次能源如電能、液能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能。有的簡(jiǎn)單機(jī)器的原動(dòng)部分為人力。32編輯課件(4)控制和操縱部分該部分的作用是使機(jī)器上的原動(dòng)部分、執(zhí)行部分和傳動(dòng)部分協(xié)調(diào)工作?？刂撇糠质侵竿ㄟ^(guò)測(cè)量元件取得機(jī)器運(yùn)行的一定信息，并轉(zhuǎn)換為控制信息，交由控制器發(fā)出信號(hào)到操縱部分，使被控制對(duì)象的運(yùn)動(dòng)情況發(fā)生變化。(3)傳動(dòng)部分傳動(dòng)部分介于原動(dòng)機(jī)與執(zhí)行部分之間，用以傳遞運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力。當(dāng)原動(dòng)部分的速度大小不能滿足執(zhí)行部分的需要時(shí)，傳動(dòng)部分用以實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的增速或減速。機(jī) 器動(dòng)力部分傳動(dòng)部分執(zhí)行部分控制部分33編輯課件下圖為一臺(tái)單缸內(nèi)燃機(jī)，可以把燃油燃燒時(shí)產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。34編輯課件二、機(jī)構(gòu)

機(jī)構(gòu)是機(jī)器中用來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)和力或改變運(yùn)動(dòng)形式的機(jī)械裝置。2）組成機(jī)構(gòu)的各構(gòu)件間有確定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。1)機(jī)構(gòu)都是人為的構(gòu)件的組合體，且構(gòu)件總數(shù)在3件及以上（機(jī)架也算一件）。具有機(jī)器的前兩個(gè)特征：常用的機(jī)構(gòu)連桿機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)齒輪機(jī)構(gòu)間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)機(jī)構(gòu)螺旋機(jī)構(gòu)組合機(jī)構(gòu)35編輯課件按照組成機(jī)構(gòu)元素的相互運(yùn)動(dòng)平面的平行與否，機(jī)構(gòu)可分為：空間機(jī)構(gòu)SpatialMechanisms平面機(jī)構(gòu)PlanarMechanisms機(jī) 構(gòu)Mechanisms36編輯課件1、機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)（1）設(shè)計(jì)出新機(jī)構(gòu)；

機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)的內(nèi)容瓦特發(fā)明的蒸氣機(jī)現(xiàn)安放于西班牙馬德里37編輯課件1、機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)（2）原有機(jī)構(gòu)演化、變異，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)變化平底推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)凹圓弧底推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)傳動(dòng)壽命和效率提高38編輯課件2、機(jī)構(gòu)應(yīng)用創(chuàng)新設(shè)計(jì)BACa)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)b）偏心盤機(jī)構(gòu)c）剪床機(jī)構(gòu)39編輯課件3、機(jī)構(gòu)組合設(shè)計(jì)，導(dǎo)致新機(jī)構(gòu)系統(tǒng)的出現(xiàn)機(jī)構(gòu)組合創(chuàng)新EDCBAF40編輯課件第四節(jié)創(chuàng)新人才的基本要求

1、具備基礎(chǔ)知識(shí)和專業(yè)知識(shí)2、具有進(jìn)取與追求的精神3、具有創(chuàng)新的思維方式（打破定勢(shì)思維，提倡發(fā)散思維）4、善于撲捉瞬間的靈感5、掌握一定的創(chuàng)新技法（本書重點(diǎn)內(nèi)容）41編輯課件思考題:1、創(chuàng)新的分類，技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用創(chuàng)新的區(qū)別2、機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)與現(xiàn)代設(shè)計(jì)、常規(guī)設(shè)計(jì)的主要區(qū)別是什么？3、學(xué)習(xí)機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)的內(nèi)容有那些？4、創(chuàng)新人才應(yīng)具備那些基本素質(zhì)？42編輯課件思維方法是創(chuàng)新設(shè)計(jì)的重要組成部分，與創(chuàng)新理論、創(chuàng)新技法結(jié)合互補(bǔ)，使機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)的內(nèi)容更加完善。第一節(jié)思維概述第二節(jié)思維的類型第三節(jié)創(chuàng)造性思維的形成與發(fā)展第四節(jié)思維方式與創(chuàng)新方法第二章機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)的思維基礎(chǔ)43編輯課件、思維的間接性和概括性

思維的間接性指的是憑借其它信息的觸發(fā)，借助于已有的知識(shí)和信息，去認(rèn)識(shí)那些沒(méi)有直接感知過(guò)的或根本不能感知的事物，以及預(yù)見(jiàn)和推知事物的發(fā)展過(guò)程。

思維的概括性指的是它能夠去除不同類型事物的具體差異，而抽取其共同的本質(zhì)或特征加以反映。第一節(jié)思維概述44編輯課件二、思維的多層性思維有高級(jí)和低級(jí)，簡(jiǎn)單和復(fù)雜之分，也就是說(shuō)，思維具有層次性。三、思維的自覺(jué)性與創(chuàng)造性思維的自覺(jué)性也稱為靈感思維。其最大的特征是爆發(fā)性與瞬間性，只有善于撲捉這一短暫的靈感思維，才會(huì)發(fā)生量變到質(zhì)變的創(chuàng)造成果。45編輯課件第二節(jié)思維的類型一、形象思維形象思維又稱為具體思維或具體形象的思維。它是人腦對(duì)客觀事物或現(xiàn)象的外部特點(diǎn)和具體形象的反映活動(dòng)二、抽象思維抽象思維又稱為邏輯思維。它是憑借概念、判斷、推理而進(jìn)行的反映客觀現(xiàn)實(shí)的思維活動(dòng)。46編輯課件三、發(fā)散思維發(fā)散思維又稱輻射思維、擴(kuò)散思維、開(kāi)放思維等。它是以少求多的思維形式，其特點(diǎn)是從給定的信息輸入中產(chǎn)生出眾多的信息輸出。四、收斂思維收斂思維又稱集中思維、求同思維等。是一種尋求某種正確答案的思維形式。它以某種研究對(duì)象為中心，將眾多的思路和信息匯集于這一中心的思維過(guò)程。47編輯課件五、動(dòng)態(tài)思維動(dòng)態(tài)思維是一種運(yùn)動(dòng)的、不斷調(diào)整的、不斷優(yōu)化的思維活動(dòng)。其特點(diǎn)是根據(jù)不斷變化的環(huán)境、條件來(lái)不斷改變自己的思維秩序、思維方向，對(duì)事物進(jìn)行調(diào)整、控制，從而達(dá)到優(yōu)化的思維目標(biāo)。48編輯課件六、有序思維有序思維是一種按一定規(guī)則和秩序進(jìn)行的有目的的思維方式，它是許多創(chuàng)造方法的基礎(chǔ)七、直接思維基于有限的信息，調(diào)動(dòng)已有的知識(shí)積累，擺脫慣常的思維規(guī)律，對(duì)新事物、新現(xiàn)象、新問(wèn)題進(jìn)行的一種直接、迅速、敏銳的洞察和跳躍式的判斷。49編輯課件八、創(chuàng)造性思維創(chuàng)造性思維是一種最高層次的思維活動(dòng)其特點(diǎn)是：綜合性、跳躍性、新穎性、潛意識(shí)中的自覺(jué)性和頓悟性九、質(zhì)疑思維用懷疑和批判的眼光看待一切事物，既敢于否定。提出疑問(wèn)，是許多新事物新觀念產(chǎn)生的開(kāi)端，質(zhì)疑是人類思維的精髓，也是創(chuàng)新思維的最基本方式之一。50編輯課件十、互動(dòng)思維互動(dòng)思維又稱為頭腦風(fēng)暴法，是與集體思維互動(dòng)的思維方式。十一、靈感思維

靈感思維是一種特殊的思維現(xiàn)象，是一個(gè)人長(zhǎng)時(shí)間思考某個(gè)問(wèn)題得不到答案，中斷了對(duì)它的思考以后，卻又會(huì)在某個(gè)場(chǎng)合突然產(chǎn)生對(duì)這個(gè)問(wèn)題的解答的頓悟。51編輯課件第三節(jié)創(chuàng)造性思維的形成與發(fā)展一、創(chuàng)造性思維的形成過(guò)程創(chuàng)造性思維的形成大致可分為三個(gè)階段：1、醞釀準(zhǔn)備階段：2、潛心加工階段3、頓悟階段52編輯課件

二、創(chuàng)造性思維的培養(yǎng)與發(fā)展1、潛創(chuàng)造思維的培養(yǎng)潛創(chuàng)造思維的基礎(chǔ)是知識(shí)，人的知識(shí)來(lái)源與教育和社會(huì)實(shí)踐。由于受教育的程度和社會(huì)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的不同，人的文化知識(shí)、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)知識(shí)存在很大差異，即人的知識(shí)深度、廣度不同，但人人都有知識(shí)，只是知識(shí)結(jié)構(gòu)不同。也就說(shuō)，人人都有潛創(chuàng)造力。53編輯課件2、創(chuàng)新涌動(dòng)力的培養(yǎng)來(lái)源于社會(huì)因素或自我因素的影響，潛創(chuàng)造力轉(zhuǎn)換為涌動(dòng)力。

社會(huì)因素包括工作環(huán)境中的外部或內(nèi)部壓力自我因素主要是強(qiáng)烈的事業(yè)心所以，塑造良好的工作環(huán)境和培養(yǎng)強(qiáng)烈的事業(yè)心是出現(xiàn)創(chuàng)新涌動(dòng)力的最好保證。潛創(chuàng)造力+創(chuàng)新涌動(dòng)力+靈感=創(chuàng)新成果54編輯課件第四節(jié)思維方式與創(chuàng)新方法一、群體集智法二、系統(tǒng)分析法三、聯(lián)想法四、類比法五、仿生法六、組合創(chuàng)新法七、反求設(shè)計(jì)法八、功能設(shè)計(jì)法55編輯課件一、群體集智法請(qǐng)一位養(yǎng)牛專家猜其重量。跟實(shí)際重量沒(méi)差多少七百個(gè)人，他們跟養(yǎng)牛完全無(wú)關(guān)，有教師，有清潔工、律師、醫(yī)生、漁夫、園丁、政客等。得出的平均數(shù)，卻比那個(gè)養(yǎng)牛專家更加接近實(shí)際重量56編輯課件二、系統(tǒng)分析法案例某鍛造廠是以生產(chǎn)解放、東風(fēng)140和東風(fēng)130等汽車后半軸為主的小型企業(yè)，現(xiàn)在年生產(chǎn)能力為1.8萬(wàn)根，年產(chǎn)值為130元。半軸生產(chǎn)工藝包括鍛造、熱處理、機(jī)加工、噴漆等23道工序，由于設(shè)備陳舊，前幾年對(duì)某些設(shè)備進(jìn)行了更換和改造，但效果不明顯，生產(chǎn)能力仍然不能提高。限定問(wèn)題確定目標(biāo)調(diào)查研究收集數(shù)據(jù)提出備選方案和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)備選方案評(píng)估最可行方案57編輯課件二、系統(tǒng)分析法限定問(wèn)題確定目標(biāo)調(diào)查研究收集數(shù)據(jù)提出備選方案和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)備選方案評(píng)估最可行方案通過(guò)限定問(wèn)題，咨詢?nèi)藛T發(fā)現(xiàn)，在半軸生產(chǎn)23道工序中，生產(chǎn)能力嚴(yán)重失調(diào)，其中班產(chǎn)能力為120-190根的有9道工序，主要是機(jī)加工設(shè)備。班產(chǎn)能力為70-90根的有6道工序，主要是淬火和矯直設(shè)備。其余工序班產(chǎn)能力在30-45根之內(nèi)，都是鍛造設(shè)備。由于機(jī)加工和熱處理工序生產(chǎn)能力大大超過(guò)鍛造工序，造成前道工序成為“瓶頸”，嚴(yán)重限制后道工序的局面，使整體生產(chǎn)能力難于提高。所以，需要解決的真正問(wèn)題是如何提高鍛造設(shè)備能力確定出發(fā)展目標(biāo)，即通過(guò)對(duì)鍛造設(shè)備的改造，使該廠汽車半軸生產(chǎn)能力和年產(chǎn)值都提高1倍。初步提出了三個(gè)備選方案，即：1、新裝一臺(tái)平鍛機(jī)；2、用軋制機(jī)和碾壓機(jī)代替原有夾板錘和空氣錘；3、增加一臺(tái)空氣錘。評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)或約束條件，即：投資不能超過(guò)20萬(wàn)元；第1個(gè)方案（新裝一臺(tái)平鍛機(jī)），技術(shù)先進(jìn)，但投資高，超過(guò)約束條件，應(yīng)予以淘汰。對(duì)其余2個(gè)方案，采取打分方式評(píng)比，結(jié)果第3方案（增加一臺(tái)空氣錘）被確定為最可行方案，該方案具有成本低，投產(chǎn)周期短，耗電量低等優(yōu)點(diǎn)，技術(shù)上雖然不夠先進(jìn)，但符合小企業(yè)目前的要求，客戶對(duì)此滿意，58編輯課件提問(wèn)追溯法

（補(bǔ)充）59編輯課件(1)5W2H法1)Why？為何設(shè)計(jì)該產(chǎn)品？采用何種總體布局？……2)What？產(chǎn)品有何功能？是否需要?jiǎng)?chuàng)新？……3)Who？產(chǎn)品用戶是誰(shuí)？誰(shuí)來(lái)設(shè)計(jì)？……4)When？何時(shí)完成該設(shè)計(jì)？各設(shè)計(jì)階段時(shí)間如何劃分？……5)Where？產(chǎn)品用于何處？在何處生產(chǎn)？……6)Howtodo？如何設(shè)計(jì)？形狀、材料、結(jié)構(gòu)如何？……7)Howmuch？單件還是批量生產(chǎn)？……

60編輯課件(2)設(shè)問(wèn)法——針對(duì)問(wèn)題，從不同的角度提出疑問(wèn)進(jìn)行啟發(fā)，以其出現(xiàn)創(chuàng)新成果。

1)轉(zhuǎn)化：該產(chǎn)品能否稍作改動(dòng)或不改動(dòng)而移作它用？2)引申：能否從該產(chǎn)品中引出其它產(chǎn)品？或用其它產(chǎn)品模仿該產(chǎn)品？3)變動(dòng)：能否對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行某些改變？如運(yùn)動(dòng)、結(jié)構(gòu)、造型、工藝？……4)放大：該產(chǎn)品放大（加厚、變深、…）后任何？5)縮?。涸摦a(chǎn)品縮小（變薄、變軟、…）后任何？6)顛倒：能否正反（上下、前后、…）顛倒使用？7)替代：該產(chǎn)品能否用其它產(chǎn)品替代？8)重組：零件能否互換？9)組合：現(xiàn)有幾個(gè)產(chǎn)品能否組合為一個(gè)產(chǎn)品？或者部件組合、功能組合、……？

61編輯課件第三章機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)的技術(shù)基礎(chǔ)第一節(jié)機(jī)器的組成分析第二節(jié)機(jī)械運(yùn)動(dòng)形態(tài)及其變換第三節(jié)機(jī)械運(yùn)動(dòng)及其控制第四節(jié)機(jī)械系統(tǒng)及其發(fā)展62編輯課件一、機(jī)器的組成機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)的內(nèi)容主要涉及到機(jī)械運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)從機(jī)構(gòu)學(xué)的角度看，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和工作執(zhí)行機(jī)構(gòu)是相同的，二者統(tǒng)稱機(jī)械運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)原動(dòng)機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)工作執(zhí)行機(jī)構(gòu)第一節(jié)機(jī)器的組成分析63編輯課件二、原動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)內(nèi)燃機(jī)一次能源動(dòng)力機(jī)：水力機(jī)、風(fēng)力機(jī)液壓馬達(dá)三相交流異步電動(dòng)機(jī)直流電動(dòng)機(jī)伺服電動(dòng)機(jī)汽油機(jī)柴油機(jī)交流電動(dòng)機(jī)64編輯課件三、機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)1、嚙合傳動(dòng)：齒輪傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)2、摩擦傳動(dòng)：帶傳動(dòng)、摩擦輪傳動(dòng)3、螺旋傳動(dòng)4、萬(wàn)向軸傳動(dòng)5、鋼絲軟軸傳動(dòng)6、液壓傳動(dòng)7、液力傳動(dòng)8、電磁傳動(dòng)65編輯課件四、工作執(zhí)行系統(tǒng)1、連桿機(jī)構(gòu)2、凸輪機(jī)構(gòu)3、齒輪機(jī)構(gòu)4、間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)6、螺旋機(jī)構(gòu)7、電磁機(jī)構(gòu)66編輯課件五、控制系統(tǒng)1、機(jī)械控制2、電器控制3、自動(dòng)控制67編輯課件要求：明白如果需要某種形式的運(yùn)動(dòng)，有哪些實(shí)現(xiàn)方式。為什么采用這種方式？第二節(jié)機(jī)構(gòu)及其運(yùn)動(dòng)形態(tài)分析68編輯課件問(wèn)題實(shí)例為了使鉗口上下受力均衡，希望其做平動(dòng)，采用何種機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)？69編輯課件1、連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)到連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)變換與實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)2、連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)到步進(jìn)轉(zhuǎn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)變換與實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)3、連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)到往復(fù)擺動(dòng)的運(yùn)動(dòng)變換與實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)4、連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)到往復(fù)直線移動(dòng)的運(yùn)動(dòng)變換與實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)5、連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)到平面運(yùn)動(dòng)的變換與實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)6、直線移動(dòng)到直線移動(dòng)的運(yùn)動(dòng)變換與實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)7、直線移動(dòng)到定軸轉(zhuǎn)動(dòng)或擺動(dòng)的運(yùn)動(dòng)變換與實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)第二節(jié)機(jī)構(gòu)及其運(yùn)動(dòng)形態(tài)分析70編輯課件10.繩索傳動(dòng)機(jī)構(gòu)

11.液力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)

12.鋼絲軟軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)

13.萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等1.齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)2.連桿機(jī)構(gòu)6.摩擦輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)8.帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)9.鏈傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、1、連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)到連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)變換與實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)71編輯課件橢圓齒輪傳動(dòng)具有變速傳動(dòng)性能（變傳動(dòng)比）72編輯課件轉(zhuǎn)動(dòng)到轉(zhuǎn)動(dòng)（連桿機(jī)構(gòu)）雙曲柄機(jī)構(gòu)例：慣性篩73編輯課件轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)注意與擺動(dòng)導(dǎo)桿的區(qū)別：都是曲柄導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)，LBC>LBA,則是轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿，否則是擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)74編輯課件帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)液力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)繩索傳動(dòng)機(jī)構(gòu)鋼絲軟軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)摩擦輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)同步帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)75編輯課件鋼絲軟軸汽車傳動(dòng)軟軸專利：軟軸傳動(dòng)潛水泵特點(diǎn)：主、從動(dòng)件的位置具有隨意性76編輯課件2、連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)到步進(jìn)轉(zhuǎn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)變換與實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)

5.間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)槽輪機(jī)構(gòu)棘輪機(jī)構(gòu)不完全齒輪機(jī)構(gòu)分度凸輪機(jī)構(gòu)77編輯課件3、連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)到往復(fù)擺動(dòng)的運(yùn)動(dòng)變換與實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)

3.凸輪機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)2.連桿機(jī)構(gòu)擺動(dòng)從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)擺動(dòng)從動(dòng)件平面凸輪機(jī)構(gòu)擺動(dòng)從動(dòng)件圓柱凸輪機(jī)構(gòu)78編輯課件4、連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)到往復(fù)直線移動(dòng)的運(yùn)動(dòng)變換與實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)

曲柄滑塊機(jī)構(gòu)正弦機(jī)構(gòu)直動(dòng)從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)齒輪齒條機(jī)構(gòu)螺旋機(jī)構(gòu)79編輯課件

5、連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)到平面運(yùn)動(dòng)的變換與實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)行星齒輪機(jī)構(gòu)——行星輪80編輯課件6、直線移動(dòng)到直線移動(dòng)的運(yùn)動(dòng)變換與實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)雙滑塊機(jī)構(gòu)移動(dòng)凸輪機(jī)構(gòu)81編輯課件雙滑塊機(jī)構(gòu)（橢圓儀）雙滑塊機(jī)構(gòu)82編輯課件移動(dòng)凸輪機(jī)構(gòu)83編輯課件7、直線移動(dòng)到定軸轉(zhuǎn)動(dòng)或擺動(dòng)的運(yùn)動(dòng)變換與實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)2.曲柄滑塊機(jī)構(gòu)——滑塊主動(dòng)1.齒輪齒條機(jī)構(gòu)——齒條主動(dòng)84編輯課件滑塊主動(dòng)齒條主動(dòng)專利：往復(fù)齒輪發(fā)動(dòng)機(jī)將曲軸傳動(dòng)改成齒條帶動(dòng)齒輪旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)配重配重曲軸配重85編輯課件8、機(jī)、氣、液機(jī)構(gòu)組合

氣缸或液壓缸系統(tǒng)與連桿系統(tǒng)的組合，也可稱其為氣、液驅(qū)動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)。由動(dòng)作缸和活塞桿組合而成，主動(dòng)件一般均為活塞桿，對(duì)于比較復(fù)雜的工藝動(dòng)作，可采用多缸來(lái)完成。86編輯課件第四節(jié)多功能平口鉗的創(chuàng)新設(shè)計(jì)案例分析北京化工大學(xué)全國(guó)一等獎(jiǎng)87編輯課件88編輯課件第三節(jié)機(jī)械的控制系統(tǒng)一、機(jī)械控制系統(tǒng)的類型1、機(jī)械式控制系統(tǒng)2、液壓控制3、氣壓控制4、電氣控制5、智能控制二、機(jī)械控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)89編輯課件5、智能控制（機(jī)電機(jī)構(gòu)組合）

智能技術(shù)是集計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)、傳感器技術(shù)和控制技術(shù)融為一體的先進(jìn)控制手段。

機(jī)械系統(tǒng)的微機(jī)控制框圖90編輯課件一、機(jī)械運(yùn)動(dòng)的換向與控制(1)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的換向與控制1)改變電機(jī)轉(zhuǎn)向2）限位開(kāi)關(guān)換向

第四節(jié)機(jī)械運(yùn)動(dòng)及其控制91編輯課件1)改變電機(jī)轉(zhuǎn)向92編輯課件滾輪式行程開(kāi)關(guān)外形圖(a)單輪旋轉(zhuǎn)式；（b）雙輪旋轉(zhuǎn)式；（c）電氣符號(hào)2）限位開(kāi)關(guān)換向93編輯課件3)介輪換向輪2、3為介輪，左圖輪1、4反向轉(zhuǎn)動(dòng)；右圖輪1、4同向轉(zhuǎn)動(dòng)。

94編輯課件4)摩擦輪換向控制摩擦輪A、B在軸上的滑動(dòng)位置，使得與C交替接觸，實(shí)現(xiàn)C輪的正反轉(zhuǎn)，完成螺旋D的往復(fù)移動(dòng)。95編輯課件5)自身?yè)Q向機(jī)構(gòu)——利用機(jī)構(gòu)本身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，使從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)自動(dòng)換向。如曲柄搖桿機(jī)構(gòu)

96編輯課件(2)直線移動(dòng)的換向與控制

1)改變電機(jī)轉(zhuǎn)向來(lái)實(shí)現(xiàn)往復(fù)直線移動(dòng)

電機(jī)正反轉(zhuǎn)，經(jīng)齒輪驅(qū)動(dòng)固定在大門上的齒條，使大門往復(fù)移動(dòng)。圖b為電動(dòng)感應(yīng)推拉門示意圖，兩扇門固定在帶的上下兩側(cè)，利用電機(jī)的正反轉(zhuǎn)和上下皮帶的反向運(yùn)動(dòng)完成門的開(kāi)啟與關(guān)閉動(dòng)作97編輯課件2)液壓換向