2022年机械创新设计 .pdf
第一讲1、 机械创新设计与现代设计、常规设计有什么差异和关联？创新设计方法 :充分发挥设计者的创造力, 利用人类现有相关科学技术知识 , 实现创新构思 , 获得新颖性、创造性、实用性成果 . 特点：强调发挥创造性，提出新方案，提供新颖。独特的设计方法， 获得具有创新性、 新颖性、 实用性的成果。现代设计:以电脑为工具，运用各类工程应用软件及现代设计理念进行的机械设计。常规设计：常规设计是以应用公式、图标为先导，已成熟的技术为基础，借助设计经验等常规方法进行设计关联：机械常规设计始终是最基本的机械设计方法，在强调现代设计、创新设计时不可无视其重要性。创新设计的基础常规、现代设计方法的综合、灵活运用。现代设计方法仅仅借助了先进、高效的电脑应用手段，提高了设计过程的效率，但没有脱离常规设计的思维。2. 现代创新人才应具备那些基本素质？(1) 具备必须的基础知识和专业知识(2) 不断进取与追求的精神(3) 合理的创新思维方式突破传统定式(4) 善于捕捉瞬间的灵感创新的必备条件(5) 掌握一定的创新技法3. 学习机械创新设计的内容有那些？第二讲1 简述创造性思维四大特性精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 8 页( 方法的开放性；过程的自觉性；解决问题的顿悟性；结果的独特性)。影响创造性思维形成与发展的主要因素包括哪些？ (1) 天赋能力：与生俱来的所有神经元 (2) 生活实践：后天实践活动具有的重大意义 (3) 科学地学习与训练科学、简单易行的专业学习与训练2了解和阐述创造性思维、创造活动、创造能力三者的关系。3. 理解综合、别离创造原理的特性和基本实施途径。概念：有目的的将复杂对象分解，提取核心技术，并利用于其他新事物。特征： 1与综合创造原理对立，但不矛盾；2）冲破事物原有形态的限制，在别离中产生新的技术价值；3）实质上综合法与别离法两者无明显界限，实践中常常相互贯穿，共同促成新事物。实施途径： 1基于结构的分解；2基于特性、原理的列举别离第三讲1学习创造原理的基础知识有什么实际意义？2物场三要素是指什么？两个物与一个场比较完全物场三个要素齐全的场、不完全物场三要素中有两个要素存在的场、非物场三要素中仅有一个要素的场的异同。3列举三种所熟悉的创造理论，简述其实施的基本途径。1物场要素变换：电磁场取代机械场2物场要素补建：超声波加工特种加工工艺第四讲1、 实施群体集智法应遵循哪些原则？提出自己运用此法的技巧。 要求从不同角度提两点1. 自由思考原则：解放思想、消除顾虑2. 延迟评判原则：过早的结论会压制不同的想法，可能扼杀有创造性的萌芽3. 以量求质原则：相关统计说明，一批设想的价值含量与总数量成非线性正比。4. 综合改善原则：充分利用信息的增值。为什么设问探求法特别强调“善于提问”？简述所学的九种基本提问 。学习者的基本技能创造者分析、解决问题的基础 有无其他用途 ; 能否借用直接; 能否改变使用间接; 能否扩大改进; 能否缩小改进; 能否代用 ; 能否重新调整; 能否颠倒 ; 能否组合精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 8 页如何理解希望列举中的需求与创造的关系？1) 需求引导创造 (2)创造满足需求第五讲1什么是黑箱思维方法？试运用黑箱法对身边一常见物品事件作功能、特性分析。如：、电池、电脑、照相机、万用表、卡尺、千分尺、投影仪等概念： 分析未知系统与周边环境的输入、输出及其他关系，了解其原理、 结构、 功能、特性。2. 系统评估的主要内容包括哪几方面？技术方面；经济方面；社会方面3. 加权评价法有哪些主要步骤？计算定量分值与模糊分值方法上有何不同？步骤： 1列举指标； 2加权系数分配；3无量钢化； 4加权积分；5结论按规则统一对可量化指标进行评分。运用集合和模糊数学的处理，对模糊信息数值化。第六讲1. 表达平面四杆机构演化成曲柄滑块机构的过程。如图，将 CD的长度增至无穷大即可得到曲柄滑块机构2. 以曲柄滑块机构用于中小型压力机设计为例，表达运用改变运动副精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 8 页尺寸获得创新设计的方法。第七讲缺讨论题一. 机构在机械设计的地位二. 机构的演化和变异 2. 运动副尺寸、结构变化 3. 构建尺寸、形状变化杆、轮、盘三. 机构的等效取代空间与平面、高副与低副、滑动与滚动第八讲1. 了解最简机构、基本机构、级杆组、 级杆组的定义及应用。最简机构：由 2 个构件和 1 个运动副组成的开链机构。特点：最多构件数为2 开链机构基本机构：含有3个以上构件、不能再进行拆分的闭链机构。运动副不限特点：闭链且不可拆分性级杆组：两个构件、三个运动副构成。级杆组：级杆组由4 个构件、 6 个运动副组成，其中三个内接副，三个外界副。2. 绘制示以下杆组原理简图：1杆组内接移动副外接为转动和移动副；2杆组 3 个内接副为转动，外接2 个移动、 1 个转动副；3 杆组内接副2 个为转动副、 1 个为移动副，外接 3 个转动副。1内接副为移动副外接为转动、移动答案为第三个精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 8 页补充：内接副为转动副外接为转动、移动2答案为第三个3答案为第一个3. 列举 2 种串联机构，指明其实现功能。第九讲1. 机构并联有什么特征？常用并联有哪三种基本类型？1刚度质量比大。因采用并联闭环杆系, 杆系理论上只承受拉、压载荷 , 是典型的二力杆,并且多杆受力，使得传动机构具有很高的承载强度。2动态性能优越。运动部件质量轻，惯性低, 可有效改善伺服控制器的动态性能, 使动平台获得很高的进给速度与加速度, 适于高速数控作业。 3运动精度高 。这是与传统串联机构相比而言的,传统串联机构的加工误差是各个关节的误差积累 , 而并联机构各个关节的误差可以相互抵消、相互弥补，因此，并联机构是未精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 8 页来机床的发展方向。4多功能灵活性强。可构成形式多样的布局和自由度组合,在动平台上安装刀具进行多坐标铣、磨、钻、特种曲面加工等，也可安装夹具进行复杂的空间装配，适应性强，是柔性化的理想机构。5使用寿命长 。由于受力结构合理，运动部件磨损小，且没有导轨，不存在铁屑或冷却液进入导轨内部而导致其划伤、磨损或锈蚀现象。6不足 ：由于结构的原因，它的运动空间较小I 型并联机构系统II 型并联机构系统III 型并联机构系统2. 以往返活塞式发动机为例， 描述如何通过机构并联实现特定的功能。如六缸发动机曲轴连杆机构，它由六个曲柄滑块机构并联组合而成，各并联机构的结构尺寸完全相同， 六个机构的曲柄设计在同一根曲轴上，并且曲轴分为三组，每组两个，三组曲轴在圆周上均匀布置。当主动件活塞上下运动时，曲轴即可实现无死点位置的定轴回转运动，克服曲轴滑块的死点问题， 而且提高了旧的动平衡性能， 可减少发动机的振动3. 分析教材 P172图 26 增力机构。基础机构、附加机构、实现功能第十讲1. 分析机构的复合组合与叠加组合的差异。提示：依据定义比照复合组合： 一个 2 自由度机构 基础机构 与两个单自由度机构按一定方式组合形成的封闭机构。叠加组合：在一个机构基础的可动构件上再安装一个或多个机构附加的组合方式。2. 为什么附加约束法不同于所述的四类组合？在多自由度机构中，人为地增加约束条件，从而到达机构创新设计的目的。第十一讲1. 表达、理解机构结构设计的基本要求。1功能：运动、承载、精度、耐磨、抗腐等2使用要求：操作环境、使用环境等。3结构工艺性：便于制造、装配、保养、维修4人机工程：人性化操作、劳动强度、环保2. 零部件结构变换主要包括哪四方面内容，试举例说明。1. 形状变换平带、三角带、同步齿轮带；2. 位置变换平口带、交叉带、半交叉带；精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 8 页3. 数目变换三角带的根数，同步齿形带的齿数；4. 尺寸变换三角带的断面型号、同步齿形带的模数；第十二讲1. 分析教材 p207图 9.22 三种支撑设计的差异，说明其优劣。2. 如何通过改进结构提高零件疲劳强度？1减少结构尺寸的突变；2分散应力集中源何意义？应注意什么问题？精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 8 页第十三讲为保证设备机架的使用功能主要采用哪些结构措施？第十四讲论述实施反求工程的一般程序。2. 现代创新人才应具备那些基本素质？1什么是黑箱思维方法？试运用黑箱法对身边一常见物品事件作功能、特性分析1. 了解最简机构、基本机构、级杆组、级杆组的定义及应用。2. 绘制示以下杆组原理简图：2. 以往返活塞式发动机为例，描述如何通过机构并联实现特定的功能。1. 分析机构的复合组合与叠加组合的差异2. 零部件结构变换主要包括哪四方面内容，试举例说明。1. 分析教材 p207 图 9.22 三种支撑设计的差异，说明其优劣。创新设计的精髓意识、技法创新的三大特征新颖、独特、实用在设计领域中提出新的理念、理论、方法，从而得到具有独特、新颖、实用的产品。思维与能力构成了创新设计的必须条件。获取机械创新设计成果的三大要素：思维方法、创新理论、创新技法精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 8 页
