機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)-緒論

第一章緒論1編輯課件創(chuàng)新是人類(lèi)文明進(jìn)步的原動(dòng)力第一節(jié)創(chuàng)新與社會(huì)進(jìn)步我國(guó)古代在機(jī)械研制方面有許多杰出的發(fā)明創(chuàng)造。指南車(chē)地動(dòng)儀水碾機(jī)械發(fā)展的歷史是一部創(chuàng)新的歷史。2編輯課件3編輯課件哈格里沃斯發(fā)明的

“珍妮紡紗機(jī)”法國(guó)陸軍技術(shù)軍官古諾發(fā)明了世界上第一輛蒸汽動(dòng)力車(chē)1898年問(wèn)世的“雷諾”牌汽車(chē)“圣路易斯精神”號(hào)飛機(jī)1927年美國(guó)人林德伯格駕駛著它完成了人類(lèi)首次不著陸飛越大西洋的壯舉。4編輯課件5編輯課件國(guó)際太空站航天飛機(jī)正在利用機(jī)械臂施放哈勃空間望遠(yuǎn)鏡用光刻技術(shù)做成的微米尺寸的微機(jī)械蜘蛛形探雷機(jī)器人6編輯課件7編輯課件

科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，使得機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)不斷向宏觀、微觀、智能、多學(xué)科交叉等領(lǐng)域延伸。機(jī)器蟑螂視頻8編輯課件機(jī)器恐龍視頻9編輯課件仿人機(jī)器人視頻10編輯課件回顧人類(lèi)發(fā)展的歷史，創(chuàng)新在人類(lèi)進(jìn)步過(guò)程中發(fā)揮了極其重要的作用，它推動(dòng)人類(lèi)社會(huì)從野蠻走向文明，從蒙昧走向智慧，從封閉走向開(kāi)放。當(dāng)世界進(jìn)入知識(shí)經(jīng)濟(jì)的時(shí)代：創(chuàng)新是個(gè)人適應(yīng)競(jìng)爭(zhēng)的保證；創(chuàng)新是國(guó)家繁榮強(qiáng)盛的根本；創(chuàng)新是民族屹立不倒的靈魂。11編輯課件

目前，核心技術(shù)和關(guān)鍵技術(shù)缺失，既是我國(guó)自主創(chuàng)新要解決的高端問(wèn)題，又嚴(yán)重制約著國(guó)內(nèi)創(chuàng)新活動(dòng)的展開(kāi)。我國(guó)發(fā)明專(zhuān)利授權(quán)中四分之三為外國(guó)人所擁有；申請(qǐng)專(zhuān)利數(shù)量最多的10家電子信息企業(yè)，5年申請(qǐng)之和僅相當(dāng)于美國(guó)IBM公司1年申請(qǐng)的專(zhuān)利數(shù)量。由于缺少擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)，我國(guó)不少行業(yè)存在產(chǎn)業(yè)技術(shù)空心化的危險(xiǎn)。

除了核心技術(shù)受制于人，我國(guó)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(jìng)爭(zhēng)環(huán)境尚欠“公平”。

12編輯課件2.當(dāng)前我國(guó)機(jī)械領(lǐng)域創(chuàng)新能力現(xiàn)狀

改制后的機(jī)械工程研究所正在失去研究實(shí)力；中科院沒(méi)有設(shè)置機(jī)械工程研究所；中國(guó)機(jī)械制造企業(yè)很少?gòu)氖禄A(chǔ)研究；機(jī)械學(xué)科的創(chuàng)新項(xiàng)目90％落在研究型大學(xué)；13編輯課件缺少有國(guó)際重大重要影響的機(jī)械工程原創(chuàng)性成果；缺少?lài)?guó)家自然科學(xué)和國(guó)家發(fā)明一等獎(jiǎng)；缺少?lài)?guó)際知名的科學(xué)家；缺少重要國(guó)際會(huì)議上中國(guó)學(xué)者的大會(huì)報(bào)告；缺少優(yōu)秀的機(jī)械工程基礎(chǔ)研究創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)。2.當(dāng)前我國(guó)機(jī)械領(lǐng)域創(chuàng)新能力現(xiàn)狀14編輯課件

目的：引導(dǎo)高等學(xué)校在教學(xué)中注重培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力、綜合設(shè)計(jì)能力和協(xié)作精神；加強(qiáng)學(xué)生動(dòng)手能力的培養(yǎng)和工程實(shí)踐的訓(xùn)練；吸引、鼓勵(lì)廣大學(xué)生踴躍參加課外科技活動(dòng)，為優(yōu)秀人才脫穎而出創(chuàng)造條件。

主題：

“健康與愛(ài)心”，內(nèi)容為“健身機(jī)械、康復(fù)機(jī)械、助殘機(jī)械、運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練機(jī)械等機(jī)械產(chǎn)品的創(chuàng)新設(shè)計(jì)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(shuō)明：由教育部高等教育司批準(zhǔn)的組委會(huì)負(fù)責(zé)組織與實(shí)施。采用各省預(yù)賽和全國(guó)決賽的兩級(jí)競(jìng)賽方式。參賽隊(duì)每隊(duì)的學(xué)生人數(shù)不超過(guò)5人，每隊(duì)的指導(dǎo)教師不超過(guò)去2人。3.全國(guó)機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽15編輯課件不需要很復(fù)雜，關(guān)鍵是有新意。16編輯課件多功能齒動(dòng)平行口鉗17編輯課件設(shè)計(jì)目的穩(wěn)定鉗口的用力擴(kuò)大鉗子使用范圍實(shí)現(xiàn)一鉗多能18編輯課件穩(wěn)定鉗口的用力

我們平時(shí)用的鉗子，在鉗夾物體時(shí)，鉗口的張開(kāi)是V字形，顯然有一個(gè)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(kāi)就越大，用于夾持物體的分力也越小，且越不穩(wěn)固。

19編輯課件

設(shè)計(jì)原理采用齒輪齒條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的簡(jiǎn)單原理，鉗把的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為扇形的齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)齒條鉗口的平動(dòng)，實(shí)現(xiàn)鉗口的平行相夾。20編輯課件齒輪齒條傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)無(wú)論齒輪嚙合是否標(biāo)準(zhǔn)安裝，嚙合線N1N2的位置總是不變的，而且嚙合角α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(shí)的力是隨鉗口變化而不斷變化的，而且鉗口開(kāi)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(dòng)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(shì)外，齒動(dòng)平行口鉗在鉗夾較大體積物體更省力更有優(yōu)勢(shì)。

FF1F2FF2F121編輯課件擴(kuò)大鉗子使用范圍普通鉗子鉗口張角過(guò)小，使其在使用范圍上有所限制；齒動(dòng)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(kuò)大了鉗口的應(yīng)用范圍。22編輯課件多功能性我們將鉗口作成燕尾槽結(jié)構(gòu)，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(shū)機(jī)工作塊；8.尖嘴鉗工作塊；……根據(jù)；平行鉗口的優(yōu)勢(shì)，可以直接當(dāng)活扳手使用。再將主軸下邊小部分延伸引進(jìn)普通鉗子的鉗口樣式。23編輯課件普通鉗口工作面適合平面剛性材料物體的夾持24編輯課件橡膠質(zhì)工作面可以用來(lái)夾持玻璃類(lèi)、塑料類(lèi)脆性材料的物體,并有平行鉗夾的優(yōu)點(diǎn)25編輯課件圓弧形工作面可用來(lái)夾持圓柱類(lèi)表面的物體26編輯課件剪切工作面實(shí)現(xiàn)剪切功能27編輯課件可用以實(shí)現(xiàn)剝線鉗的功能剝線工作塊28編輯課件可用以實(shí)現(xiàn)壓線鉗的功能，并有平行鉗夾的優(yōu)點(diǎn)壓線工作塊29編輯課件訂書(shū)機(jī)工作塊30編輯課件尖嘴鉗工作塊31編輯課件絞杠扳手工作塊：可以簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)絞杠、六角扳手的功能

32編輯課件活扳手功能33編輯課件

………

幾乎所有種類(lèi)的鉗類(lèi)工具都能以可拆裝工作塊代替，因此，一把多功能齒動(dòng)平行口鉗就能代替多把不同種類(lèi)的鉗子，實(shí)現(xiàn)一鉗多能。34編輯課件

多功能齒動(dòng)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(shí)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(lái)開(kāi)發(fā)利用。其所配套的工作塊，常用的可以成套銷(xiāo)售，有特殊用途的亦可單獨(dú)銷(xiāo)售。一旦銷(xiāo)入市場(chǎng)，必能夠很快占有一席之地。將來(lái)產(chǎn)品展望35編輯課件雙向多功能齒動(dòng)平行口鉗

36編輯課件模型照片37編輯課件實(shí)物和模型照片

38編輯課件1.機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)的概念

機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)（MechanicalCreativedesign,MCD）是指充分發(fā)揮設(shè)計(jì)者的創(chuàng)造力，利用已有的相關(guān)科學(xué)技術(shù)成果（含理論、方法、技術(shù)、原理等），進(jìn)行創(chuàng)新構(gòu)思，設(shè)計(jì)出具有新穎性、創(chuàng)造性、實(shí)用性的機(jī)構(gòu)或機(jī)械產(chǎn)品的一種實(shí)踐活動(dòng)。第二節(jié)機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)的概念和過(guò)程39編輯課件2．創(chuàng)新設(shè)計(jì)的特點(diǎn)（1）獨(dú)創(chuàng)性 獨(dú)創(chuàng)性體現(xiàn)為敢于提出與前人、眾人不同的見(jiàn)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(jī)構(gòu)、新功能、新材料，獨(dú)創(chuàng)性能使設(shè)計(jì)方案標(biāo)新立異，不斷創(chuàng)新。

點(diǎn)評(píng)：發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題有時(shí)候比解決問(wèn)題更重要！40編輯課件（2）實(shí)用性 實(shí)用性體現(xiàn)在對(duì)市場(chǎng)的適應(yīng)性和可生產(chǎn)性?xún)煞矫?，?chuàng)新設(shè)計(jì)的最終目的在于應(yīng)用。點(diǎn)評(píng)：沒(méi)有實(shí)踐就沒(méi)有創(chuàng)新！41編輯課件（3）突破性 人們往往從考慮某類(lèi)問(wèn)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(lái)，善于從新的技術(shù)領(lǐng)域中接受有用的事物，提出新原理、創(chuàng)造新模式、貢獻(xiàn)新方法，為工程技術(shù)問(wèn)題打開(kāi)新局面。點(diǎn)評(píng)：構(gòu)成我們學(xué)習(xí)的最大障礙是已知的東西，而不是未知的東西。42編輯課件（4）多向性 善于從多種不同角度考慮問(wèn)題，是創(chuàng)新設(shè)計(jì)的重要特征。

點(diǎn)評(píng)：有時(shí)換個(gè)方向考慮，會(huì)使前進(jìn)的道路豁然開(kāi)朗、柳暗花明。43編輯課件（5）連動(dòng)性 創(chuàng)造性思維也是一種連動(dòng)思維，它引導(dǎo)人們由已知探索未知，開(kāi)闊思路。連動(dòng)思維包括縱向、橫向、逆向思維。縱向思維針對(duì)某現(xiàn)象和問(wèn)題進(jìn)行縱深思考，探尋其本質(zhì)而得到新的啟示。橫向思維通過(guò)某一現(xiàn)象聯(lián)想到特點(diǎn)與它相似和相關(guān)的事物，從而發(fā)現(xiàn)新應(yīng)用。逆向思維針對(duì)現(xiàn)象、問(wèn)題和解法，分析其相反的方面，從另一角度探尋新的途徑。點(diǎn)評(píng)：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。44編輯課件（6）突變性 自覺(jué)思維、靈感思維是在創(chuàng)造性思維中對(duì)問(wèn)題產(chǎn)生的一種突如其來(lái)的領(lǐng)悟和理解。在思維過(guò)程中突然閃現(xiàn)出一種新設(shè)想、新觀念，從而使問(wèn)題得到解決。如果阿基米德從洗澡時(shí)浴缸中水的溢出產(chǎn)生靈感而推出浮力定律。又如美國(guó)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(dòng)機(jī)的汽化器。點(diǎn)評(píng)：創(chuàng)新的道路上沒(méi)有投機(jī)取巧，靈光一現(xiàn)的后面是長(zhǎng)期的知識(shí)積累。45編輯課件3．創(chuàng)新設(shè)計(jì)的類(lèi)型（1）開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì) 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(jìn)行技術(shù)設(shè)計(jì)。（2）變異設(shè)計(jì) 在已有產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，針對(duì)產(chǎn)品的缺點(diǎn)和用戶(hù)的要求，進(jìn)行變型產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)，以適應(yīng)市場(chǎng)需要。46編輯課件（3）反求設(shè)計(jì) 針對(duì)已有的新進(jìn)展產(chǎn)品和樣機(jī)，分析其關(guān)鍵技術(shù)，在消化、吸收、引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，利用移植、組合、改造等方法，設(shè)計(jì)創(chuàng)新產(chǎn)品。

47編輯課件1.《機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)》的內(nèi)容（1）機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí)；（2）機(jī)構(gòu)虛擬設(shè)計(jì)及其在ADAMS上的實(shí)現(xiàn)

；（3）機(jī)構(gòu)組合原理與創(chuàng)新；（4）機(jī)構(gòu)演化、變異原理與創(chuàng)新；第三節(jié)《機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)》的內(nèi)容及特點(diǎn)48編輯課件（5）樂(lè)高機(jī)器人機(jī)電一體化創(chuàng)新設(shè)計(jì)；（6）機(jī)構(gòu)再生運(yùn)動(dòng)鏈原理與創(chuàng)新；（7）機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案與創(chuàng)新設(shè)計(jì)；（8）機(jī)械運(yùn)動(dòng)形態(tài)與控制及機(jī)電一體化設(shè)計(jì)；（9）典型機(jī)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)例分析；（10）典型機(jī)械系統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)例分析；49編輯課件2.《機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)》的特點(diǎn)（1）需要扎實(shí)、廣泛的基礎(chǔ)知識(shí)；機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)制圖基礎(chǔ)材料與制造基礎(chǔ)測(cè)控技術(shù)基礎(chǔ)電工電子基礎(chǔ)力學(xué)基礎(chǔ)

計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)其它學(xué)科基礎(chǔ)

機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)50編輯課件（2）需要與其它現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法相結(jié)合，充分反映現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的最新進(jìn)展。機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)（MCD）機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)（SD）計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）優(yōu)化設(shè)計(jì)（OD）可靠性設(shè)計(jì)（RD）摩擦學(xué)設(shè)計(jì)（FD）有限元設(shè)計(jì)（FED）虛擬樣機(jī)設(shè)計(jì)（VSD）51編輯課件運(yùn)用Pro/E或UG軟件進(jìn)行零件

三維設(shè)計(jì)52編輯課件運(yùn)用Pro/E或UG軟件進(jìn)行零件

三維設(shè)計(jì)53編輯課件部件的虛擬裝配54編輯課件部件的虛擬裝配55編輯課件機(jī)械系統(tǒng)的虛擬裝配56編輯課件機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)仿真57編輯課件機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)仿真58編輯課件機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)仿真59編輯課件機(jī)械結(jié)構(gòu)的有限元分析（FEM）60編輯課件典型零件的工藝編程與

數(shù)控加工(CNC)61編輯課件典型零件的激光快速成型加工(RPM)62編輯課件機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)理論教學(xué)

1、創(chuàng)造性設(shè)計(jì)法：

a.創(chuàng)造性思維

b.創(chuàng)造技法

2、系統(tǒng)化設(shè)計(jì)法：

a.技術(shù)過(guò)程及技術(shù)系統(tǒng)

b.系統(tǒng)功能原理設(shè)計(jì)

3、設(shè)計(jì)中的評(píng)價(jià)與決策創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力量化評(píng)價(jià)（采用學(xué)生自評(píng)與教師評(píng)定相結(jié)合的分段評(píng)分法進(jìn)行質(zhì)量跟蹤與監(jiān)控）創(chuàng)新設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)搜集、查尋資料、調(diào)研系統(tǒng)原理方案創(chuàng)新設(shè)計(jì)分析、比較、綜合、評(píng)價(jià)、決策優(yōu)選最佳設(shè)