第二章機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí)

第二章機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)的根底知識(shí)第一節(jié)機(jī)械的根底知識(shí)第二節(jié)機(jī)械系統(tǒng)及其開展第三節(jié)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖及其構(gòu)造設(shè)計(jì)第四節(jié)創(chuàng)新設(shè)計(jì)過程中的創(chuàng)新思想方法第一節(jié)機(jī)械的根底知識(shí)一、機(jī)械及其組成1．機(jī)械的概念——機(jī)械是用來傳送運(yùn)動(dòng)或動(dòng)力的能完成有用機(jī)械功的安裝，用來變換或傳送能量、物料與信息。留意區(qū)分：機(jī)器、機(jī)構(gòu)、機(jī)械三個(gè)概念機(jī)械的特點(diǎn)如下：機(jī)械首先必需是執(zhí)行機(jī)械運(yùn)動(dòng)的安裝。機(jī)械必需進(jìn)展物料或信息的變換與傳送，并完成有用的機(jī)械功。機(jī)械中必需求完成能量的轉(zhuǎn)換。判別：汽車、機(jī)床、紡織機(jī)、手搖鉆、腳踏式縫紉機(jī)、電視機(jī)、計(jì)算機(jī)、洗衣機(jī)2．機(jī)械的組成二、機(jī)械運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)——主要指機(jī)械中的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和任務(wù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。它可以是機(jī)構(gòu)的根本型，也可以是根本型的機(jī)構(gòu)組合或組合機(jī)構(gòu)。1、機(jī)構(gòu)的根本型接補(bǔ)充[補(bǔ)充]機(jī)構(gòu)——機(jī)器中的機(jī)械運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)。是由構(gòu)件以可動(dòng)聯(lián)接方式聯(lián)接起來的用來傳送運(yùn)動(dòng)和力的構(gòu)件系統(tǒng)。構(gòu)件——機(jī)構(gòu)中運(yùn)動(dòng)的單元體?？梢允菃我徽w，也可以是由幾個(gè)零件組成的剛性體。構(gòu)件是運(yùn)動(dòng)單元，零件是制造單元構(gòu)件分三類：固定構(gòu)件〔機(jī)架〕自動(dòng)件〔原動(dòng)件〕從動(dòng)件兩構(gòu)件之間的直接接觸而又能產(chǎn)生一定相對運(yùn)動(dòng)的活動(dòng)聯(lián)接稱為——運(yùn)動(dòng)副。運(yùn)動(dòng)副分類：低副——兩構(gòu)件經(jīng)過面接觸組成的運(yùn)動(dòng)副高副——經(jīng)過點(diǎn)、線接觸組成的運(yùn)動(dòng)副空間運(yùn)動(dòng)副轉(zhuǎn)動(dòng)副挪動(dòng)副球面副螺旋副機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖——為便于分析和研討機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)，只需根據(jù)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)尺寸，用一定的比例尺定出各運(yùn)動(dòng)副的相對位置，以簡單的線條和符號(hào)表示構(gòu)件和運(yùn)動(dòng)副，而堅(jiān)持機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特征不變，這種表示運(yùn)動(dòng)特征的簡化圖形稱機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖。前往機(jī)構(gòu)根本型機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件1、構(gòu)件的自在度對于平面運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)中各個(gè)構(gòu)件而言，每一個(gè)構(gòu)件的自在度即獨(dú)立運(yùn)動(dòng)參數(shù)為3〔X，Y挪動(dòng)，Z轉(zhuǎn)動(dòng)〕，而另外三個(gè)獨(dú)立運(yùn)動(dòng)參數(shù)〔Z挪動(dòng)，X，Y轉(zhuǎn)動(dòng)〕由于運(yùn)動(dòng)平面的公共約束而遭到限制。2、機(jī)構(gòu)的自在度兩構(gòu)件間的運(yùn)動(dòng)副所起的作用是限制構(gòu)件間的相對運(yùn)動(dòng)，使相對運(yùn)動(dòng)的數(shù)目減少，這種限制造用稱為約束，而仍具有的相對運(yùn)動(dòng)叫做機(jī)構(gòu)的自在度。3、平面機(jī)構(gòu)自在度的計(jì)算自在度數(shù)活動(dòng)構(gòu)件數(shù)低副個(gè)數(shù)高副個(gè)數(shù)4、機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件

F＝3×3－2×4－0＝1F＝3×4－2×5－0＝2

F＝3×4－2×6－0＝0F＝3×3－2×5－0＝－1綜上所述可知：1〕F≤0時(shí)，機(jī)構(gòu)蛻變?yōu)閯傂澡旒?，?gòu)件之間沒有相對運(yùn)動(dòng)。2〕F＞0時(shí)，原動(dòng)件數(shù)小于機(jī)構(gòu)的自在度時(shí)，各構(gòu)件沒有確定的相對運(yùn)動(dòng)；原動(dòng)件數(shù)大于機(jī)構(gòu)的自在度時(shí)，那么在機(jī)構(gòu)的薄弱處遭到破壞。機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件是：機(jī)構(gòu)的原動(dòng)件的數(shù)目應(yīng)等于機(jī)構(gòu)的自在度的數(shù)目。

[補(bǔ)充]暫告一段落前往機(jī)構(gòu)根本型計(jì)算平面機(jī)構(gòu)自在度時(shí)應(yīng)留意的事項(xiàng)1復(fù)合鉸鏈2部分自在度

3虛約束

2、機(jī)構(gòu)的組合

——將幾種根本機(jī)構(gòu)經(jīng)過適當(dāng)?shù)姆绞姐暯悠饋恚M成一個(gè)機(jī)構(gòu)系統(tǒng)，稱之為機(jī)構(gòu)組合。特點(diǎn)：在機(jī)構(gòu)的組合系統(tǒng)中，各根本機(jī)構(gòu)都堅(jiān)持原來的構(gòu)造和運(yùn)動(dòng)特征，具有獨(dú)立性。3、組合機(jī)構(gòu)

——指由假設(shè)干根本機(jī)構(gòu)經(jīng)過特殊的組合而構(gòu)成的一種具有新屬性的機(jī)構(gòu)。特點(diǎn)：在組合機(jī)構(gòu)中，各根本機(jī)構(gòu)不能堅(jiān)持各自的獨(dú)立性，也不能用原根本機(jī)構(gòu)的分析和設(shè)計(jì)方法進(jìn)展組合機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。常用于完成復(fù)雜運(yùn)動(dòng)的機(jī)械系統(tǒng)中。三、機(jī)械的控制系統(tǒng)第二節(jié)機(jī)械系統(tǒng)及其開展一、機(jī)械系統(tǒng)的根本組成方式二、機(jī)械系統(tǒng)的開展與演化剛性機(jī)械系統(tǒng)柔性機(jī)械系統(tǒng)第三節(jié)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖及其構(gòu)造設(shè)計(jì)構(gòu)件的構(gòu)造設(shè)計(jì)運(yùn)動(dòng)副的構(gòu)造設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)系統(tǒng)的構(gòu)造設(shè)計(jì)一、構(gòu)件的構(gòu)造設(shè)計(jì)1、設(shè)計(jì)原那么1)根據(jù)受力大小、方向及對機(jī)械的詳細(xì)要求，選擇構(gòu)件資料，選擇資料要合理。2)工藝過程要合理。3)選擇橫截面的外形與尺寸，有適當(dāng)?shù)耐庑巍?)構(gòu)造化的構(gòu)件要滿足強(qiáng)度，剛度等項(xiàng)要求，符合平安性與可靠性目的。5)要思索到與其它構(gòu)件的可聯(lián)接性及聯(lián)接特點(diǎn)。6)構(gòu)件之間不能發(fā)生運(yùn)動(dòng)干涉。7)要思索到經(jīng)濟(jì)性，盡量降低本錢。8)維修、安裝方便。2、常用構(gòu)件的構(gòu)造設(shè)計(jì)齒輪類構(gòu)件的構(gòu)造設(shè)計(jì)凸輪類構(gòu)件的構(gòu)造設(shè)計(jì)桿件類構(gòu)件的構(gòu)造設(shè)計(jì)塊狀類構(gòu)件的構(gòu)造設(shè)計(jì)〔1〕齒輪類構(gòu)件的構(gòu)造設(shè)計(jì)〔2〕凸輪類構(gòu)件的構(gòu)造設(shè)計(jì)直動(dòng)滾子從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)端面形鎖合：圓柱面形鎖合：〔3〕桿件類構(gòu)件的構(gòu)造設(shè)計(jì)二、運(yùn)動(dòng)副的構(gòu)造設(shè)計(jì)1、轉(zhuǎn)動(dòng)副的構(gòu)造設(shè)計(jì)2、挪動(dòng)副的構(gòu)造設(shè)計(jì)三、機(jī)構(gòu)系統(tǒng)的構(gòu)造設(shè)計(jì)由連桿機(jī)構(gòu)組成的機(jī)構(gòu)系統(tǒng)的構(gòu)造設(shè)計(jì)難度較大，也是創(chuàng)新設(shè)計(jì)成果最多的領(lǐng)域。如下圖雙曲柄機(jī)構(gòu)：在進(jìn)展連桿機(jī)構(gòu)的構(gòu)造設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)留意的問題：1、各構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)不能發(fā)生干涉普通情況下，盡量防止各構(gòu)件安裝在同一平面內(nèi)當(dāng)DCAD時(shí)：

2、要思索機(jī)構(gòu)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)精度亦即：例如：求解各桿公差第四節(jié)創(chuàng)新設(shè)計(jì)過程中的

創(chuàng)新思想方法一、思想的定義和特性——思想是人腦對所接受和已儲(chǔ)存的來自客觀世界的信息進(jìn)展有認(rèn)識(shí)或無認(rèn)識(shí)、直接的或間接的加工處置，從而產(chǎn)生新信息的過程。思想有如下特性：思想的間接性和概括性思想的多層性思想的自覺性和發(fā)明性二、引見幾種辯證思想類型1、籠統(tǒng)思想和籠統(tǒng)思想2、發(fā)散思想和收斂思想3、邏輯思想和非邏輯思想4、直達(dá)思想和旁通思想、逆向思想三、創(chuàng)新思想特點(diǎn)：表現(xiàn)為思想對存在的能動(dòng)性；表如今聯(lián)想才干上，使思想向多方向擴(kuò)展——即為發(fā)散性思想；有時(shí)會(huì)表現(xiàn)出飛躍的性質(zhì)，經(jīng)過直覺和想象得到科學(xué)技術(shù)的創(chuàng)新成果；表如今綜合性思想上，包括智慧的“交融〞才干。四、幾種常用的創(chuàng)新技法1、群智集中法〔頭腦風(fēng)暴法〕2、仿生創(chuàng)新法3、反求設(shè)計(jì)創(chuàng)新法4、類比求優(yōu)法5、功能思索法〔正向設(shè)計(jì)法〕6、移置法7、5W2H法8、組合創(chuàng)新法5W2H法

What：任務(wù)的內(nèi)容和達(dá)成的目的

Why：做這項(xiàng)任務(wù)的緣由

Who：參與這項(xiàng)任務(wù)的詳細(xì)人員，以及擔(dān)任人

When：在什么時(shí)