机械创新设计2.doc

机械创新设计摘要:机械创新设训练的研究对象、性质及特征;对机械创新设训练基本理论体系作了初步 构建;最后论述了开展机械创新设训一研究的重要意义。关键词:机械设计,机械创新设计,机械创新设计的意义,自动化铁锹改进. 常规机械设计是指按传统的机械设计方法，完成新产品的设计。它一般是在给定总机械结构或者只对某些结构做微小改动的情况下进行的，主要内容是进行尺寸设计、动力设计和结构设计)设计过程一般可分为4个阶段:(1)机械总体方景议计主要包括机械的选型与组合，运动形式的选型与组合，机械运动简图、传动系统等的绘制; (2)机械的尺寸极计机构主要尺寸的确定，机械运动参数分析，传动比的确定与分配等; (3 )机械的动力分析，功能分析，真实运动求解，速度调解和机械的平衡等; (4)机械的结构极计把机构运动简图转化为总装配图和零件图。论体系作了初步构建;最后论述了开展机械创新设计一研究的重要意义。 所谓机械创新设计(Mechanical Creative Design, M CD)是指充分发挥设计者的创造力，利用人类已有的相关科学技术成果(含理论、方法、技术原理等)，进行创新构思，设计出具有新颖性、创造性及实用性的机构或机械产品(装置)的一种实践活动。它包含两个部分:一是改进完善生产或生活中现有机械产品的技术性能、可靠性、经济性、适用性等;二是创造设计出新机器、新产品，以满足新的生产或生活的需要。由于 MCD过程凝结了人们的创造性智慧，因而其产品无疑应是科学技术与艺术结晶的产物，具有完满的美学性。 M CD首先来源于各自专业领域里各种工业实际问题的创造性解决及其提炼与总结。工业发达的美国、德国等首推重视机械创新设计，他们已取得显著的成果并形成独特的设计体系和风格，从文献看，比较著名的机械创新设计，大多从具体的现有机械(构)着手进行创新，然后进行理论与方法的总结。例如Erchnen A等研究的开窗调节机构的结构类型与选优，油田抽油机的结构类型选优;Fredenstein F等研究的变冲程内燃机驱动机构结构类型选优、汽车刮雨器机构结构类型选优等等。美国Jehnson R C教授较早从设计方法学的观点总结机械创新设计的过程和方法，他认为要顺利解决机械创新设计，就必须在结构型式综合上投入创造性力量以及在材料和尺寸的优选上花很大的技术力量，强调二者有机结合起来，并推荐了几种激发机械创新设计的辅助方法即连杆机构分类法、逻辑模块法、蕴含综合法、线图法以及智暴法、自行质疑法、形态构思矩阵法、比拟法等创造性思维方法。运用这些创造性方法，Jehnson R C教授进行了大量的工业实例创新设计并获成功，将创新术引入机械设计过程，是他的一大杰出贡献。 国内开展MCD的研究大体分为二个方而，一方而在实际应用上独创设计了中国专利产品，向“梅花抓斗”、“二环减速器”、“轮胎成形鼓机构”，取得了较好的经济效益;另一方而，已有学者开始对MCD进行论述介绍，机械(构)创新设计的提法在机械学期刊上不难见到，其研究已列入国家自然科学基金发展战略研究课题i，但由于MCD课题的复杂性，尚未形成具有中国特色的，又有较强可操作性的创新设计技术，已引起了专家学者们的重视李学荣教授是国内较早系统地提出机构创意设计这一概念及现象的，他在综合分析了各行各业及日常生活中的各种自动化生产线设备及装置后，提出了“广义机构综合”的概念，认为包括液、气、电、光、声及其组合的机构应当是机构学的研究对象，而目_在研究方法上强调“创意念设计”。肖云龙教授则从长期的机械设计教学和科研工作体会出发，结合大量机电新产品的设计，对创新设计的基本特征、设计原理与创新方法等作了方法学上的较系统而通俗的阐述。另外，琪允嵋教授的“机构组合变异法”，华大年教授的“同性异性机构演化法”等机械创新实用方法都是在相应的M CD实践基础上总结而成的，都有一定的应用范围及场合。 最近几年国际上智能技术应用于机械方案创新设计亦趋流行川，国内专家也开始研制智能化的计算机辅助机构创新设计软件系统，主要真对杆机构的结构类型综合，扩大其设计MCD涉及到多个学科的知识，在这里只讨论关键的支持技米。进行机械创新设计要有2个必要条件:一是充分获取适用的知识;二是要使用符合创新二设计思维并能激发创新思维的设计系统。设计过程充分发挥设计者的创造力，利用已有、的相关科学技术理论、方法、原理等进行创新构思，设计具有新颖性、创造性及实用性的机械产品。产品设计是由离散知识到知识集合体的整合过程。基于知识的设计，包括设计知识的获取、表征与应用;设计知识:的融合、管理与共享;设计信息和知识的合理流句、转换和控制等。但是产品设计的进一步发展却举步维艰，究其根本原因，就在于随着产品越来越趋向功能集成化、复合化，设计中所涉及的知识越来越多，学科卜越来越广泛，知识获取与运用的瓶颈问题已经越来越突出。设计过程充满了矛盾，所获取的知识应有助于有矛盾的迅速解决，这就要求知识获取工具紧密集成到设计过程中，因此，要统一研究知识获取工具与设计:系统。另外，人类的创新设计思维模式是在长期的成功设计经验中总结形成的，因此，设计系统必须符合新设计思维规律 另外，MCD还需要先进技术的支持，特别是先进制造技术的支持，创新的核心要突出“新”和“快”。各种创意应快速反映在机械产品上，以缩短研发周期，快速响应市场，提高机械创新的成功率。因此，机械创新设计的实现还需要先进制造技术的支宝持。要实现机械创新在产品上的实施和完成，应当摈弃传统落后的机械制造设备、工艺，借助于诸如快速原型制造、数控技术加工中心、柔性系统、智能制造介等现代化的先进装备和工艺。同时，还应将一些先进技术诸如自动控制、信息处理、全球定位系统和遥感技术等创造性地应用到机械设汁中.(2)基于对机械创新的理解,做出了对传统的老式铁锹的改进 有史以来，自然灾害就与人类社会相伴而生，并且一直威胁着人类社会的生存和发展。随着全球经济的快速发展和人口的急剧增加，人类对自然资源的索取逐渐增多，生态环境日趋恶化，各种自然灾害愈益频发 仅仅两年国人就经历了的汉川玉树地震，灾难后的人们急切需要更符合要求的设备;同时在后工业化的商品社会进程中，伴随着消费者市场的成熟和企业之间竞争的加剧，企业不得不来寻求新的技术和手段以便提高自己的竞争力之外，产品的生产和相应设计的输出都越来越依靠一个健全稳定的流程。遗憾的是，由于不完善的市场经济对于生产流程的理解欠缺，许多环节常常在产品设计流程中被人为地抽离，要么作为纯粹的艺术创作或机械加工而偏向，要么因为成本而干脆省略,想通过救灾自动化铁锹的设计来弥补国内外通传统人力适铁锹.设计目标：1用电机代替人力 2 运用机械传动来实现铁锹的运动设计要求：1用简单的机械传动来代替人的工作过成2实现低的能耗最大的功率输3在一定的寿命内具有可靠的工作性能 4简单易携带传动方案:电机带传动执行部件图纸1设计原理:执行部件按照螺旋桨原理模仿设计,利用回转来带走物料,适用于刚刚堆积不实的物料,工作强度不高,所以操作时对环境要求高.适用面窄.参考文献:1沈惠平.机械创新设计及其