機械創(chuàng)新設計緒論ppt課件VIP

第一章緒論,.,創(chuàng)新是人類文明進步的原動力,第一節(jié)創(chuàng)新與社會進步,我國古代在機械研制方面有許多杰出的發(fā)明創(chuàng)造。,指南車,地動儀,水碾,機械發(fā)展的歷史是一部創(chuàng)新的歷史。,.,.,哈格里沃斯發(fā)明的“珍妮紡紗機”,法國陸軍技術軍官古諾發(fā)明了世界上第一輛蒸汽動力車,1898年問世的“雷諾”牌汽車,“圣路易斯精神”號飛機1927年美國人林德伯格駕駛著它完成了人類首次不著陸飛越大西洋的壯舉。,.,.,國際太空站,航天飛機正在利用機械臂施放哈勃空間望遠鏡,用光刻技術做成的微米尺寸的微機械,蜘蛛形探雷機器人,.,.,科學技術的發(fā)展，使得機械創(chuàng)新設計不斷向宏觀、微觀、智能、多學科交叉等領域延伸。,機器蟑螂視頻,.,機器恐龍視頻,.,仿人機器人視頻,.,回顧人類發(fā)展的歷史，創(chuàng)新在人類進步過程中發(fā)揮了極其重要的作用，它推動人類社會從野蠻走向文明，從蒙昧走向智慧，從封閉走向開放。,當世界進入知識經(jīng)濟的時代：創(chuàng)新是個人適應競爭的保證；創(chuàng)新是國家繁榮強盛的根本；創(chuàng)新是民族屹立不倒的靈魂。,.,目前，核心技術和關鍵技術缺失，既是我國自主創(chuàng)新要解決的高端問題，又嚴重制約著國內(nèi)創(chuàng)新活動的展開。我國發(fā)明專利授權中四分之三為外國人所擁有；申請專利數(shù)量最多的10家電子信息企業(yè)，5年申請之和僅相當于美國IBM公司1年申請的專利數(shù)量。由于缺少擁有自主知識產(chǎn)權的核心技術，我國不少行業(yè)存在產(chǎn)業(yè)技術空心化的危險。除了核心技術受制于人，我國自主創(chuàng)新面臨的障礙還有：產(chǎn)業(yè)鏈支離破碎；投融資體制改革滯后；競爭環(huán)境尚欠“公平”。,.,2.當前我國機械領域創(chuàng)新能力現(xiàn)狀,改制后的機械工程研究所正在失去研究實力；中科院沒有設置機械工程研究所；中國機械制造企業(yè)很少從事基礎研究；機械學科的創(chuàng)新項目90落在研究型大學；,.,缺少有國際重大重要影響的機械工程原創(chuàng)性成果；缺少國家自然科學和國家發(fā)明一等獎；缺少國際知名的科學家；缺少重要國際會議上中國學者的大會報告；缺少優(yōu)秀的機械工程基礎研究創(chuàng)新團隊。,2.當前我國機械領域創(chuàng)新能力現(xiàn)狀,.,目的：引導高等學校在教學中注重培養(yǎng)大學生的創(chuàng)新設計能力、綜合設計能力和協(xié)作精神；加強學生動手能力的培養(yǎng)和工程實踐的訓練；吸引、鼓勵廣大學生踴躍參加課外科技活動，為優(yōu)秀人才脫穎而出創(chuàng)造條件。主題：“健康與愛心”，內(nèi)容為“健身機械、康復機械、助殘機械、運動訓練機械等機械產(chǎn)品的創(chuàng)新設計與制作”，方式為自選題方式。所有參賽作品必須與本次大賽的主題和內(nèi)容相符。說明：由教育部高等教育司批準的組委會負責組織與實施。采用各省預賽和全國決賽的兩級競賽方式。參賽隊每隊的學生人數(shù)不超過5人，每隊的指導教師不超過去2人。,3.全國機械創(chuàng)新設計大賽,.,不需要很復雜，關鍵是有新意。,.,多功能齒動平行口鉗,.,設計目的,穩(wěn)定鉗口的用力擴大鉗子使用范圍實現(xiàn)一鉗多能,.,穩(wěn)定鉗口的用力,我們平時用的鉗子，在鉗夾物體時，鉗口的張開是V字形，顯然有一個向鉗口外的分力存在，這樣就使得要夾持的物體體積越大，鉗口張開就越大，用于夾持物體的分力也越小，且越不穩(wěn)固。,.,設計原理,采用齒輪齒條傳動機構的簡單原理，鉗把的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)化為扇形的齒輪轉(zhuǎn)動，從而帶動齒條鉗口的平動，實現(xiàn)鉗口的平行相夾。,.,齒輪齒條傳動的優(yōu)點,無論齒輪嚙合是否標準安裝，嚙合線N1N2的位置總是不變的，而且嚙合角恒等于分度圓的壓力角，也就是齒條的齒形角。（齒形角越小越好）一般鉗子鉗口相夾時的力是隨鉗口變化而不斷變化的，而且鉗口開的越大，鉗夾力越小，很不適用于夾持體積大一些的物體。而齒動原理使鉗夾力的方向大小都是不變的，除了平行鉗夾的優(yōu)勢外，齒動平行口鉗在鉗夾較大體積物體更省力更有優(yōu)勢。,F,F1,F2,F,F2,F1,.,擴大鉗子使用范圍,普通鉗子鉗口張角過小，使其在使用范圍上有所限制；齒動平行口鉗可將鉗把轉(zhuǎn)角加到足夠大，而其作用在鉗口的力不變，從而擴大了鉗口的應用范圍。,.,多功能性,我們將鉗口作成燕尾槽結構，并配合以不同功能的工作塊，使鉗口工作面可以更換，這樣就使它具有了多功能性：1.普通鉗口工作塊；2.橡膠質(zhì)工作塊；3.圓弧形工作面塊；4.剪切工作塊；5.剝線工作塊；6.壓線工作塊；7.訂書機工作塊；8.尖嘴鉗工作塊；根據(jù)；平行鉗口的優(yōu)勢，可以直接當活扳手使用。再將主軸下邊小部分延伸引進普通鉗子的鉗口樣式。,.,普通鉗口工作面,適合平面剛性材料物體的夾持,.,橡膠質(zhì)工作面,可以用來夾持玻璃類、塑料類脆性材料的物體,并有平行鉗夾的優(yōu)點,.,圓弧形工作面,可用來夾持圓柱類表面的物體,.,剪切工作面,實現(xiàn)剪切功能,.,可用以實現(xiàn)剝線鉗的功能,剝線工作塊,.,可用以實現(xiàn)壓線鉗的功能，并有平行鉗夾的優(yōu)點,壓線工作塊,.,訂書機工作塊,.,尖嘴鉗工作塊,.,絞杠扳手工作塊：可以簡單的實現(xiàn)絞杠、六角扳手的功能,.,活扳手功能,.,幾乎所有種類的鉗類工具都能以可拆裝工作塊代替，因此，一把多功能齒動平行口鉗就能代替多把不同種類的鉗子，實現(xiàn)一鉗多能。,.,多功能齒動平行口鉗能夠代替一套的鉗具包，不但同樣能夠?qū)崿F(xiàn)它們的功用，而且實現(xiàn)了一鉗多能，節(jié)省空間、節(jié)省成本等。所有能夠制作成工作塊的工具都可以拿來開發(fā)利用。其所配套的工作塊，常用的可以成套銷售，有特殊用途的亦可單獨銷售。一旦銷入市場，必能夠很快占有一席之地。,將來產(chǎn)品展望,.,雙向多功能齒動平行口鉗,.,模型照片,.,實物和模型照片,.,1.機械創(chuàng)新設計的概念機械創(chuàng)新設計（MechanicalCreativedesign,MCD）是指充分發(fā)揮設計者的創(chuàng)造力，利用已有的相關科學技術成果（含理論、方法、技術、原理等），進行創(chuàng)新構思，設計出具有新穎性、創(chuàng)造性、實用性的機構或機械產(chǎn)品的一種實踐活動。,第二節(jié)機械創(chuàng)新設計的概念和過程,.,2創(chuàng)新設計的特點,（1）獨創(chuàng)性獨創(chuàng)性體現(xiàn)為敢于提出與前人、眾人不同的見解，敢于打破一般思維的常規(guī)慣例，尋找更合理的新原理、新機構、新功能、新材料，獨創(chuàng)性能使設計方案標新立異，不斷創(chuàng)新。,點評：發(fā)現(xiàn)問題、提出問題有時候比解決問題更重要！,.,（2）實用性實用性體現(xiàn)在對市場的適應性和可生產(chǎn)性兩方面，創(chuàng)新設計的最終目的在于應用。,點評：沒有實踐就沒有創(chuàng)新！,.,（3）突破性人們往往從考慮某類問題獲得成功的思維模式中尋求解題方案，受到“思維定式”的約束。突破性敢于克服心理上的慣性，從思維定式的框框中解脫出來，善于從新的技術領域中接受有用的事物，提出新原理、創(chuàng)造新模式、貢獻新方法，為工程技術問題打開新局面。,點評：構成我們學習的最大障礙是已知的東西，而不是未知的東西。,.,（4）多向性善于從多種不同角度考慮問題，是創(chuàng)新設計的重要特征。,點評：有時換個方向考慮，會使前進的道路豁然開朗、柳暗花明。,.,（5）連動性創(chuàng)造性思維也是一種連動思維，它引導人們由已知探索未知，開闊思路。連動思維包括縱向、橫向、逆向思維?？v向思維針對某現(xiàn)象和問題進行縱深思考，探尋其本質(zhì)而得到新的啟示。橫向思維通過某一現(xiàn)象聯(lián)想到特點與它相似和相關的事物，從而發(fā)現(xiàn)新應用。逆向思維針對現(xiàn)象、問題和解法，分析其相反的方面，從另一角度探尋新的途徑。,點評：工欲善其事，必先利其器。好的創(chuàng)新思維方法與技巧可以事半功倍。,.,（6）突變性自覺思維、靈感思維是在創(chuàng)造性思維中對問題產(chǎn)生的一種突如其來的領悟和理解。在思維過程中突然閃現(xiàn)出一種新設想、新觀念，從而使問題得到解決。如果阿基米德從洗澡時浴缸中水的溢出產(chǎn)生靈感而推出浮力定律。又如美國工程公司杜里埃看到妻子噴灑香水而受到啟發(fā)，創(chuàng)造了發(fā)動機的汽化器。,點評：創(chuàng)新的道路上沒有投機取巧，靈光一現(xiàn)的后面是長期的知識積累。,.,3創(chuàng)新設計的類型,（1）開發(fā)設計在未知情況下，根據(jù)產(chǎn)品總功能和約束條件，提出新原理、進行技術設計。,（2）變異設計在已有產(chǎn)品的基礎上，針對產(chǎn)品的缺點和用戶的要求，進行變型產(chǎn)品的開發(fā)，以適應市場需要。,.,（3）反求設計針對已有的新進展產(chǎn)品和樣機，分析其關鍵技術，在消化、吸收、引進先進技術的基礎上，利用移植、組合、改造等方法，設計創(chuàng)新產(chǎn)品。,.,1.機械創(chuàng)新設計的內(nèi)容（1）機械創(chuàng)新設計的基礎知識；（2）機構虛擬設計及其在ADAMS上的實現(xiàn)；（3）機構組合原理與創(chuàng)新；（4）機構演化、變異原理與創(chuàng)新；,第三節(jié)機械創(chuàng)新設計的內(nèi)容及特點,.,（5）樂高機器人機電一體化創(chuàng)新設計；（6）機構再生運動鏈原理與創(chuàng)新；（7）機械運動方案與創(chuàng)新設計；（8）機械運動形態(tài)與控制及機電一體化設計；（9）典型機構創(chuàng)新設計實例分析；（10）典型機械系統(tǒng)創(chuàng)新設計實例分析；,.,2.機械創(chuàng)新設計的特點（1）需要扎實、廣泛的基礎知識；,.,（2）需要與其它現(xiàn)代設計方法相結合，充分反映現(xiàn)代科學技術的最新進展。機械創(chuàng)新設計（MCD）機械系統(tǒng)設計（SD）計算機輔助設計（CAD）優(yōu)化設計（OD）可靠性設計（RD）摩擦學設計（FD）有限元設計（FED）虛擬樣機設計（VSD）,.,運用Pro/E或UG軟件進行零件三維設計,.,運用Pro/E或UG軟件進行零件三維設計,.,部件的虛擬裝配,.,部件的虛擬裝配,.,機械系統(tǒng)的虛擬裝配,.,機械系統(tǒng)的運動仿真,.,機械系統(tǒng)的運動仿真,.,機械系