创新设计课件第三讲.ppt

第三讲基本机构结构设计与创新思维方法,一机械系统及其发展二机构运动简图与结构设计三创新思维方法,一机械系统及其发展,1机械系统的基本组成形式,1刚性机械系统机械系统的运动不具有可控性，由简单的机械装置和电气装置独立组合而成，只有简单的开、关、正反装、停止等独立的控制能力。如：车床、起重机。2柔性机械系统机械系统的运动具有可控性，由机械装置和复杂电气装置组合而成，有智能化的控制能力。如：数控车床、机械手、机器人等。,二机械系统的发展与演变,3机械系统的发展,机械运动简图到结构设计：机械运动简图表明了运动原理和机构原理，结构设计则用机械运动简图设计出实际的机构，涉及到：材料学、力学、制造工艺、机械制图、机械设计、机械cad技术，精度设计、工业造型设计等知识。这些设计过程与机构或机器的制造、装配有关，且直接影响或决定机械的功能、性能、寿命、成本，以及可靠性、可维修性、操作性等性能。,第三节机械运动简图与结构设计,1.构件的结构设计原则机构是由构件组成的，构件的结构设计要考虑到以下原则：1)根据受力本小、方向和对机械的具体要求，选择构件材料，选择材料要合理。2)工艺过程要合理。:一般可选型材、铸件、锻件、焊接件进行机械加工。要有良好的工艺性。3)选择形状尺寸，适当的形状。4)结构化的构件要符合强度、刚度等要求，符合安全性与可靠性指标。5)要考虑到与其它构件的可联接性及联按特点。6)构件之间不能发生运动干涉。7)要考虑到经济性，尽量降低成本。8)维修、安装方便。构件的结构化设计必须综合考虑各种因素，才能使设计更加合理。,一、构件的结构设计,2.常用构件的结构设计,机械系统中的构件主要有齿轮类构件、凸轮类构件、杆状类构件、块状类构件以及其它具有复杂形状的构件。其运动形式有定轴转动(含摆动)、往复移动和平面运动三种。构仵的结构设计要考虑到其运动形式。,（1）齿轮类构件的结构设计,一般情况下，齿轮与转轴通过键联接成为一体。轮系中的介轮在轴上空转，变速装置中的滑移齿轮在轴上移动。在考虑齿轮与轴之间的运动副结构时要注意其不同点。在进行齿轮结构的创新设计时，对其工艺、材料、强度及成本要统一考虑，才能有较好的经济效益和社会效益。,(2)凸轮类构件的结构设计,凸轮类构件的结构设计与其从动件的形状、锁合方式、加工方法以及凸轮的尺寸有密切关系。如凸轮的基圆半径较小，采用弹簧锁合，常作成凸轮轴形状。如凸轮的基圆半径较大，可作成盘状凸轮，用键同转轴联接在一起。,凸轮轴盘状凸轮,凸轮机构设计-封闭凸轮,实现杆件与凸轮的自动保持,速度差：盘状凸轮先速度差，可能导致磨损。（1）径向沟槽,速度差：（2）轴向沟槽,（2）曲柄结构设计,组件设计,（4）运动副设计,（5）构件干涉问题,（6）具有转动副和移动副的构件结构举例,整体式,附加轴套式,剖分式,滚动轴承式转动副结构,滑动轴承式转动副结构,（7）运动副的结构举例,分离式导轨,可调间隙式移动副结构,矩形,V形,燕尾形,组合形,几种平面接触式移动副结构,平面防转,销轴防转,圆柱面接触式移动副相对转动的限制,滚轮式导轨,滚珠式导轨,滚动导轨式移动副结构,（8）平面连杆机构的调节,在某些情况下，连杆机构的结构要求具备一定的调节能力，以满足实际应用中的一些特殊要求。如图所示为采用螺旋机构来调整构件长度的方法。此外，还可以通过偏心轮来调节构件的长度。调节支座的位置可以采用蜗轮蜗杆机构、螺旋机构等机构来实现，当然，也可通过调节滑块在导槽中的位置来调整。,三创新思维方法,1创新活动中的注意事项2创新设计方法3创新思维与创造力,1注意事项,社会效益和经济效益新颖性检索与判别再熟悉的领域创新知识的积累是创新的前提创新活动属于长期积累短期成功的过程观察、思考与环境、压力、事业心和兴趣是创新成功的重要因素捕捉瞬间灵感是创新成功的关键,2创新设计的思维方法,群智集中法（头脑风暴法）原则:1）面对目标随心所欲，自由畅想。2）不批评别人的设想，联想完善改进。3）不提倡少数服从多数。4）不过早下结论。5）总结各种设想，下次再议。仿生创新发求创新,类比求优创新功能设计创新移植技术创新三、穿新思维培养1前创造力培养2创新的涌动力（创新动力、压力的迸发）3灵感思维潜创造力+创新的涌动