2014-2019年中國硅鋼涂料行業(yè)市場分析與發(fā)展前景評估報告

1、機械設計基礎作業(yè)：P9 1-1機械，機器，機構(gòu)，構(gòu)件和零件之間的關系是什么？他們有什么區(qū)別？答：從結(jié)構(gòu)和運動的觀點來看，機構(gòu)和機器并無本質(zhì)區(qū)別，因此，常用“機械”一詞作為它的總稱。 機器的特征：1它們都是一種認為的實物的組合 2組成它們的各部分之間是有確定的相對運動 3能夠完成有用的機械功或轉(zhuǎn)換機械能 機構(gòu)具有機器的前2個特征 我們將組成機構(gòu)的這些運動機件稱為機構(gòu) 零件是加工的最小單元，任何機器都是由許多個零件組成的P9 1-2機械設計的基本要求是什么？答：1使用要求2可靠性和安全性要求3其他特殊要求P9 1-3機器的組成包含了哪幾個部分？試分析汽車和車床的組成？答：一般的機器結(jié)構(gòu)組成包括了，

2、原動機，傳動系統(tǒng)和工作機構(gòu)這3個基本部分。 一般常用汽車基本結(jié)構(gòu)都是有四部分組成的：發(fā)動機，地盤，車身和電器設備部分。 普通車床主要組成部件有： 主軸箱，交換齒輪箱，進給箱，溜板箱，刀架，尾架，光杠，絲杠，床身，床腳和2冷卻裝置。P9 1-4常規(guī)設計方法和現(xiàn)代設計方法有什么區(qū)別？P9 1-5試著、列舉出采用創(chuàng)新設計方法創(chuàng)造出的新產(chǎn)品，新技術(shù)的事列。/document/200906/article8485.htm數(shù)字化企業(yè)網(wǎng)（關于創(chuàng)新）基于TRIZ理論的產(chǎn)品的創(chuàng)新設計發(fā)表時間：2009-6-28 作者: 張簡一 郭艷玲 楊樹財 王義文關鍵字:創(chuàng)新

3、設計TRIZ理論系統(tǒng)技術(shù)矛盾自行車源自前蘇聯(lián)的TRIZ理論是解決創(chuàng)新問題的理論。文中對TRIZ理論進行了闡述，對TRIZ理論在產(chǎn)品創(chuàng)新設計過程中的應用進行了探討。應用該理論可快速有效地找到問題的解決方案，并以自行車的創(chuàng)新設計為例說明了TRIZ理論的應用方法和程序。 1946年前蘇聯(lián)以GSAltshuller為首的專家對數(shù)以百萬計的發(fā)明專利進行研究。經(jīng)過50多年的搜集整理、歸納提煉，發(fā)現(xiàn)技術(shù)系統(tǒng)的開發(fā)創(chuàng)新是有規(guī)律可循的，并在此基礎上建立了一整套體系化、實用的解決發(fā)明創(chuàng)造問題的方法，這就是TRIZ理論。TRIZ是俄文(Theofia Resheneyva Isobretatelskehuh Zad

4、ach)的縮寫，意為解決創(chuàng)新問題的理論(Theory of Innovative Problem Solving，TIPS)。這是一套能創(chuàng)造出系統(tǒng)性的創(chuàng)新與改善設計者思考過程的方法論。 就新產(chǎn)品的開發(fā)設計而言，TRIZ為其指出了發(fā)展方向和解決問題的思路和方法。在產(chǎn)品創(chuàng)新設計中應用TRIZ理論可以更好地解決問題。1 TRIZ理論中的系統(tǒng)進化法則為新產(chǎn)品的發(fā)展提出了方向 在TRIZ理論中，以系統(tǒng)的觀點為新產(chǎn)品的發(fā)展指出了方向。TRIZ理論認為任何一個產(chǎn)品或者客觀事務都可以看作一個系統(tǒng)，而任何一個系統(tǒng)都是按照一定的客觀規(guī)律進化的，這并不取決于某一個人，新產(chǎn)品的產(chǎn)生是一種看似偶然的必然。因此，這個客觀

5、規(guī)律就是可以被發(fā)現(xiàn)、認知和利用的。 任何一個產(chǎn)品都可以看作是以履行功能為目的的系統(tǒng)。系統(tǒng)的主要部分包括執(zhí)行裝置、傳動裝置、動力裝置和控制裝置等子系統(tǒng)，而子系統(tǒng)也應該是完備的。這是產(chǎn)品系統(tǒng)完備性法則(如圖1所示)，它為新產(chǎn)品的研發(fā)提出了明確的設計任務。而新的產(chǎn)品則是建立在執(zhí)行功能基礎上的一個結(jié)構(gòu)完整的系統(tǒng)。圖1. 產(chǎn)品的完備性法則 對產(chǎn)品系統(tǒng)進一步分析發(fā)現(xiàn)，任何系統(tǒng)都不是孤立存在的，每個系統(tǒng)都向上納入更大的系統(tǒng)中，例如產(chǎn)品所賴以存在的環(huán)境。而任何一個系統(tǒng)的內(nèi)部都不是單純的，都有一個較為復雜的內(nèi)部環(huán)境。這樣，一個產(chǎn)品的系統(tǒng)有了它的超系統(tǒng)和子系統(tǒng)。而再對系統(tǒng)更加詳盡地進行分析，了解產(chǎn)品自身系統(tǒng)客觀發(fā)

6、展規(guī)律，就可在從“今天”到“明天”的發(fā)展中預測其未來質(zhì)變。這樣，產(chǎn)品系統(tǒng)的“九屏圖”就產(chǎn)生了(如圖2所示)。圖2. 產(chǎn)品系統(tǒng)進化的九屏圖 就產(chǎn)品設計而言，“九屏圖”為設計師指出了產(chǎn)品的發(fā)展方向。為未來的產(chǎn)品開發(fā)提供了理論指導。從“九屏圖”上可以清晰地看到產(chǎn)品的發(fā)展脈絡，任何一個產(chǎn)品都不斷地由低級向高級進化。例如，以前記錄時用速記員，后來用錄音設備，現(xiàn)在用錄音筆，以后會有更新的產(chǎn)品來完成這一任務。2 TRIZ理論中的矛盾解決原理為新產(chǎn)品設計提供了思路 在TRIZ理論中，發(fā)現(xiàn)和消除矛盾是產(chǎn)品進化和發(fā)展的主導力量。進而又把矛盾分為管理矛盾、技術(shù)矛盾和物理矛盾3個類型。而找到矛盾、準確地定義矛盾是解決

7、問題的關鍵。針式打印機有以前打印機不能比擬的優(yōu)勢，但是為了提高打印清晰度，要求增加打印指針的數(shù)量，并且要求指針更細一些。但指針過細易折斷和會穿破紙。在不減小打印指針直徑的情況下，增加打印密度，這是一個矛盾。解決它用了一個折衷的辦法，一行打兩次。但又出現(xiàn)了新矛盾：在提高打印質(zhì)量的同時不能提高打印速度。這個新矛盾在TRIZ理論中用了“機械系統(tǒng)替代法”和“壓力法”得到了解決，即出現(xiàn)了噴墨式打印機。但新型的打印機又出現(xiàn)了新的問題，墨水的質(zhì)量要求很高，要求墨水不能堵塞噴嘴不易凝固，但在紙上又必須得快速風干。所以新的矛盾是：在提高打印質(zhì)量的同時不能增加墨水的成本。新的矛盾仍然用了“機械系統(tǒng)替代法解決”。出

8、現(xiàn)了激光打印機。由此可以看到TRIZ理解決問題的技術(shù)路線，如圖3所示。 從工業(yè)設計的角度講，新產(chǎn)品的產(chǎn)生是為了滿足人們生活和工作中的需求。而從人的角度提出需求，恰恰是建立在“物”場上需要解決的問題。即找到現(xiàn)有的“物”中存在著的問題，通過對這個問題的準確定義和解決問題的矛盾來發(fā)明或發(fā)現(xiàn)新的產(chǎn)品，進而解決人們的需求，提高人們的生活質(zhì)量。也就是利用TRIZ理論，在舊的產(chǎn)品上找到需要解決的問題，并且準確地描述和定義這個問題中的矛盾，從而利用TRIZ的矛盾解決方法消除矛盾，從根本上解決問題，進而產(chǎn)生新產(chǎn)品。圖3. TRIZ解決問題技術(shù)路線3 TRIZ理論中的技術(shù)矛盾解決方法索引表為新產(chǎn)品設計提供了可實現(xiàn)

9、的路徑 TRIZ理論不僅能找到解決問題的路徑，而且為解決問題找到了通行的方法，為新產(chǎn)品設計提供了可實現(xiàn)的工具和路徑。 TRIZ理論把問題描述成矛盾后，通過消除矛盾來解決問題。顯而易見，矛盾的雙方面是對立存在的。例如：用老的針式打印機打印圖片，要提高打印質(zhì)量，就必須提高打印密度，于是在不改變打印指針大小的情況下，變成每行打印兩次，每次竄半格，也就是每半行打印一次。但打印次數(shù)的增加勢必會降低打印速度。表面上看，這是一個矛盾，在質(zhì)量和速度上只能選擇一種。這符合哲學上對矛盾的定義，即矛盾的互相排斥、互相對立的屬性。TRIZ理論解決問題的根本就是消除矛盾，矛盾的消失意味著問題的解決。 TRIZ理論的發(fā)明

10、者AltshuLler教授通過研究，總結(jié)出39個系統(tǒng)矛盾對立的技術(shù)參數(shù)，并且提煉出了解決矛盾的40個標準方法，進而由39個矛盾對立的技術(shù)參數(shù)和40個標準解組成了矛盾矩陣。利用TRIZ矛盾矩陣表，首先，將特定的問題準確地描述后，應用39個技術(shù)參數(shù)，使其變?yōu)橐话阈再|(zhì)的問題；繼而，從表中的40個解中找到解決問題的一般方法；最后，結(jié)合實際工程情況，形成特定的解決方法(如圖4所示)1。在此說明一點是，前面提及了TRIZ理論把問題矛盾概括為：管理矛盾、技術(shù)矛盾和物理矛盾3個類型，在使用技術(shù)矛盾矩陣表之前需將管理矛盾轉(zhuǎn)化成技術(shù)矛盾后再進行應用。圖4. TRIZ技術(shù)矛盾的解決過程如有任何看法或投稿請聯(lián)系 MS

11、N：；QQ：85557991分頁4 TRIZ理論在自行車創(chuàng)新設計中的應用 自19世紀初人們發(fā)明了自行車以來，自行車經(jīng)歷了多次改進2。最早的自行車沒有中軸和腳蹬，為了提高速度先增加了車蹬，又增加了充氣輪胎。后來，又從變速裝置、材質(zhì)、結(jié)構(gòu)形式、動力驅(qū)動系統(tǒng)等方面進行了改進，形成現(xiàn)在自行車多樣性。其中，每一次改進都是利用技術(shù)的發(fā)展解決了自行車自身系統(tǒng)中產(chǎn)生的矛盾。 現(xiàn)在雖然汽車時代已來臨，但并不表明自行車會退出社會的舞臺。隨著人們生活節(jié)奏的加快，各種各樣的需求也越來越多。經(jīng)過調(diào)研發(fā)現(xiàn)，出門在外的旅行者及居址距離公交車站有一定距離的上班族，都會遇到相似的問題

12、在一段距離上存在著交通覆蓋的空白。那么就需要這樣一種自行車：它體積小且輕便，便于攜帶與收藏，可以方便人們攜帶乘坐其他交通工具。以至于發(fā)展到自行車可以成為人們隨身攜帶的物品，以解決自行車作為一種個體的交通工具與公共交通之間的互補性及延續(xù)性3。 這是一個典型的管理矛盾。要解決這一管理矛盾，首先要將它轉(zhuǎn)化成技術(shù)矛盾，并且要準確地定義這個技術(shù)矛盾，即在減小自行車體積的同時不改變它使用時的基本形態(tài)，保證它的強度、穩(wěn)定性和使用可靠性。那么，需要改善的技術(shù)參數(shù)為自行車的靜態(tài)體積，因這一改變而惡化的技術(shù)參數(shù)為自行車的形狀和結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、強度、可靠性這4個參數(shù)。查閱TRIZ矛盾矩陣表得到表1。表1. 自行車創(chuàng)新

13、設計解決方案矩陣表 從表1中看到，解決這個問題可以從2，7，14，15，16，17，28，35，40號解決方案中找到方案。查閱TRIZ理論解決矛盾的40個標準方法，得到： 2抽出：從物體中抽出產(chǎn)生紊亂的部分或?qū)傩?；從物體中抽出必要的部分或?qū)傩浴?7套疊法：把一物體嵌入另一物體，然后再嵌入另一物體中。 14曲線、曲面化法：將直線、平面變成彎曲的形狀，將立方體變成橢圓體；使用滾筒、球狀、螺旋狀；改直線運動為回轉(zhuǎn)運動，使用離心力。 15動態(tài)法：自動調(diào)節(jié)物體，使其在各動作階段的性能最佳；將物體分割成既可變位又可相互配合的數(shù)個構(gòu)成要素；使不動的物體可動或相互交換。 16部分超越法：所期望的效果難以100

14、實現(xiàn)時，在可以實現(xiàn)的程度上加大動作幅度，使問題簡化。 17多維法：將做一維直線運動的物體變成二維平面運動；單層構(gòu)造的物體變?yōu)槎鄬訕?gòu)造；將物體傾斜或側(cè)向放置。 28機械系統(tǒng)的替代法：用光學系統(tǒng)、聽覺系統(tǒng)、嗅覺系統(tǒng)取代機械系統(tǒng)；使用與物體相互作用的電場、磁場、電磁場；場的取代：可變場與恒定場相取代，固定場與隨時間變化的可動場相取代，隨機場與恒定場相取代；把場與強磁粒子組合使用。 34自生自棄法：當作用完成后，物體本身不再有用時，物體中的一部分自動消失或在操作過程中自動調(diào)整；物體中用過的零件應在工作過程中鶯新發(fā)揮作用。 35性能轉(zhuǎn)化法：改變物體的凝聚狀態(tài)、密度分布、可撓度、濕度等。 40復合材料法：

15、用復合材料替代單一材料。 以上這些方法是解決靜止物體體積的一般性解決方法。但作為自行車在普遍性的基礎上，又有其特殊性。根據(jù)TRIZ理論中的系統(tǒng)完備性法則對自行車系統(tǒng)進行全面的認識，在這個系統(tǒng)中包含了動力裝置、傳動裝置、執(zhí)行裝置和控制裝置： 動力裝置腳蹬，把人的生物能轉(zhuǎn)化為機械能； 傳動裝置鏈條、軸承、齒輪，傳遞機械能； 執(zhí)行裝置車輪，滾動使車行駛； 控制裝置車把、腳蹬和車閘，控制方向和速度。 進而，又將自行車的系統(tǒng)分為子系統(tǒng)進行考察和研究，對得到的9個標準解決方法進行評價和篩選。再根據(jù)產(chǎn)品創(chuàng)新設計中經(jīng)濟、美觀、實用的原則，利用第7，15，17，40號解決方案，參考市場調(diào)研的結(jié)果，進行具體方案的

16、設計與開發(fā)。對車把、腳蹬、車輪等部分進行折疊處理，車梁和車座進行套疊設計，改變使用的材料等，最終形成新的設計方案，如圖5所示。圖5. 箱式折疊自行車設計效果圖 該設計獲得了第10屆全球自行車設計比賽優(yōu)秀設計獎。自行車展開時可以正常使用，不用時能折疊成可以拉或提的箱子，隨身攜帶或放置均可。解決了人們生活中的實際需要。5 結(jié)論 TRIZ理論將創(chuàng)新思想進行了科學化的整理與提煉，是產(chǎn)品創(chuàng)新設計的有效開發(fā)工具。利用TRIZ理論可以大大縮短新產(chǎn)品設計開發(fā)的時間，全面地解決矛盾和問題。但并不意味著有了TRIZ理論就有了一把萬能的鑰匙。應用TRIZ理論時，應根據(jù)具體的問題進行具體研究和分析，在TRIZ理論給出

17、的一般解的基礎上，利用特定的知識和經(jīng)驗去發(fā)掘需要的解決方案4。參考文獻1 張衛(wèi)國，張國全，何海等運用TRIZ理論解決復雜機電產(chǎn)品的創(chuàng)新設計問題J機械設計與研究，2005(6)：15-182 梁桂明，潔晶，梁鋒創(chuàng)造學與新產(chǎn)品開發(fā)思路及實例M北京：機械工業(yè)出版社，20053 張簡一，張莉以自行車為例看產(chǎn)品的創(chuàng)新設計J哈爾濱理工大學學報，2007(3)：144-1474 牛占文，徐燕申，林岳，等發(fā)明創(chuàng)造的科學方法論TRIZJ中國機械工程，1999(1)：84-89.如有任何看法或投稿請聯(lián)系 MSN：；QQ：85557991P9 1-6機械標準化在機械設計中

18、有何重要意義？答：機械零部件的標注化，就是對零件的尺寸，結(jié)構(gòu)要素，材料性能，檢驗方法，設計方法和制圖要求等制定出各種大家共同遵守的標準。實行標準化，能以最先進的技術(shù)在專門幻弓場中對應用面極廣，數(shù)量2巨大的已標準化零件進行大量的，集中的制造，以提高質(zhì)量，降低成本：采用標準解構(gòu)和標準件，可以簡化設計工作，縮短設計周期，起稿設計質(zhì)量：此外，實行標準化還同意了材料和零件的性能指標，士氣能夠進行比較，并提高了零件的可靠性。P22 2-1平面高副和平面低副有何區(qū)別？在機構(gòu)中為何廣泛用到的是低副？答：低副2構(gòu)建通過面接觸組成的運動副稱為低副。高副2構(gòu)建通過點或線接觸組成的運動副稱為高副。低副，面接觸，壓力較

19、小，承載能力較大，潤滑好，制造方便，且兩構(gòu)件之間一般為幾何封閉，保證工作的可靠性；但一般只能近似實現(xiàn)給定的運動規(guī)律，而且設計較為復雜。點線接觸的高副主要用于精密機械或測試儀器中；但壓強打易磨損。P22 2-2何謂機構(gòu)自由度？計算自由度時應注意哪些問題？答：機構(gòu)具有獨立運動的數(shù)目稱為機構(gòu)的自由度。（1） 復合鉸鏈，轉(zhuǎn)動副數(shù)目應是m-1個。（2） 局部自由度，自由度除去不計。（3） 虛約束，去掉不計。（4）P22 2-3機構(gòu)具有確定運動條件是什么？答：一個機構(gòu)的原動件數(shù)應等于機構(gòu)放入自由度數(shù)（自由度數(shù)最少應等于1）這個條件稱之為機構(gòu)具有確定運動條件。P22 2-4機構(gòu)上的虛約束是否真的無用？答：平

20、面機構(gòu)中虛約束的存在，給制造加工和機構(gòu)運動分析帶來了諸多不便。 虛約束雖然對機構(gòu)的運動不起約束作用，但設置虛約束對于構(gòu)件的強度和剛度的提高，以及保證機構(gòu)運動的順利進行等是有利的。P22 2-5何謂運動鏈？答：2個以上的構(gòu)件通過運動副鏈接而構(gòu)成的系統(tǒng)稱為運動鏈。P22 2-9繪制2-23所示機構(gòu)運動簡圖，并計算自由度。答：A）n=5 pL=7 PH=0F=3n-2pL-PH=3x5-2x7-0=1機構(gòu)自由度為1C）n=2 pL=2 PH=1F=3n-2pL-PH=3x2-2x2-1=1機構(gòu)自由度為1D）n=5 pL=7 PH=0F=3n-2pL-PH=3x5-2x7-0=1機構(gòu)自由度為1P51

21、3-1機械設計中常用的材料有哪些？材料的選用原則是什么？答：p26目前用于制造機械零件的材料有金屬材料，高分子材料，陶瓷材料和符合材料其中以金屬材料使用最為廣泛。P28 1）滿足機械零件的使用要求。 2）滿足工藝性的要求3）滿足經(jīng)濟性要求P51 3-2簡述正火，調(diào)質(zhì)和表面淬火的不同之處，以及采用這些處理方法的目的。答：p27 正火：將工件至于空氣中冷卻的，冷卻速度較快，獲得的結(jié)晶組織較細，強度和硬度也較高。 調(diào)制：中碳鋼的淬火加高溫回火（500600）c。 表面淬火：采用快速加熱的方法使零件表面奧氏體化，然后快速冷卻獲得表面淬火組織的一種熱處理工藝。 正火目的：正火工藝的生產(chǎn)率較高，成本低，經(jīng)正火處理的工件，其力學性能也較高。 調(diào)制目的：廣泛用于處理各種重要的零件結(jié)構(gòu)零件。如在變載荷工作下工作連桿，螺栓齒輪等零件。 表面淬火目的：常用于表面要求高硬度以提高耐磨性，而信不要求高韌性以提高其抗沖擊能力的零件。P51 3-3什么是零件的承載能力？機械零件的常用計算準則有哪些？答：p28 一定工作條件下不發(fā)生失效的安全工作限度。 1強度準則 2剛度準則 3耐磨性準則 4震動穩(wěn)定性準則P51 3-10潤滑油的粘度有幾種表示方法？這幾種粘度有什么樣的關系？各應用于什么樣的場合？答：p39粘度的表示方法有3種，動力粘度，運動粘度，和相對粘