深圳大学：《机械设计 Mechanical Design》创新设计范例机械系统创新设计

机械系统创新设讣

机械系统创新设计

、机械设计的基本概念 1、设计的目的 设计是人类改造自然的基本活动,是复杂的分析、规划、推 理与岁 设计都蕴含着“创新” 创定的 形成新,可以使设计别具一格,耳目阅 目标, 数据、 2、机械设剥的分类 (1)开发性设计—工作原理和设计方案全新的设计 (2)适应性设计在原理方案基本保持不变的前提下,对产 品做局部的变更或设计某些新部件,使产品更适应使用要求。 (3)变型设计—在工作原理和功能结构都不变的情况下,变 更现有产品的配置和尺寸,甚至增加一些型号,使之扩大工作范 围,满足更多领域要求

一、机械设计的基本概念 1、设计的目的 设计是人类改造自然的基本活动，是复杂的分析、规划、推 理与决策过程，蕴涵着创新和发明。设计的目的是，根据预定的 目标，经过一系列规划与分析决策，获得系统的设计信息（文字、 数据、图形等），形成设计方案及其实施文件，进而通过制造， 形成产品，造福人类。 2、 机械设计的分类 （1）开发性设计——工作原理和设计方案全新的设计 （2）适应性设计——在原理方案基本保持不变的前提下，对产 品做局部的变更或设计某些新部件，使产品更 适应使用要求。 （3）变型设计——在工作原理和功能结构都不变的情况下，变 更现有产品的配置和尺寸，甚至增加一些型号，使之扩大工作范 围，满足更多领域要求。 设计都蕴含着“创新”。创 新，可以使设计别具一格，耳目 一新

二、机械设计过程 1、机械设计过程 设计过程是指从明确设计任务到编制技术文件所进 行的整个设计工作流程。 2、机械设计过程的四个阶段 (1)产品规划——明确机械设计任务,提出设计任 务书。 (2)原理方案设计——确定功能原理和机械运动方 案画出机械运动简图 (3技术方案设计。 (4)评估,改进与决策

二、机械设计过程 1、机械设计过程 设计过程是指从明确设计任务到编制技术文件所进 行的整个设计工作流程。 2、机械设计过程的四个阶段 (1) 产品规划—— 明确机械设计任务，提出设计任 务书。 (2)原理方案设计 —— 确定功能原理和机械运 动方 案,画出机械运动简图。 (3)技术方案设计。 (4)评估，改进与决策

、机构及其系统运动方案设计 机构及其系统运动方案设计的主要内容 1、功能原理方案设计_功能原理设计 功能原理方案设计 工艺动作过程设计 例:从井中提水,可采用不同的功能原理: (1)机械作功改变水的动能,迫使水向上运动,达到 提升水的要求; (2)改变容体容积,利用大气压力,达到提升水的要 求(抽、吸、提升); (3)水斗连续提升(增大水斗里的水的势能)

一、机构及其系统运动方案设计的主要内容 三、机构及其系统运动方案设计 例：从井中提水，可采用不同的功能原理： （1）机械作功改变水的动能，迫使水向上运动，达到 提升水的要求； （2）改变容体容积，利用大气压力，达到提升水的要 求（抽、吸、提升）； （3）水斗连续提升（增大水斗里的水的 势能）。 1、 功能原理方案设计 功能原理方案设计 功能原理设计 工艺动作过程设计

2、运动规律设计 3、机构系统运动方案设计 根据功能原理方案中提出的工艺动作过程及各 工艺动作的运动规律要求,选择相应的若干执行机 构的形式,按某种方式将其组合成一个机构系统, 以确保上述工艺动作过程的实现。 机构选型、组合、创新——机构系统简图 4、机构系统运动简图设计 机构系统简图—运动协调设计机构运动循环 图——尺度综合机构系统运动简图 二、机构系统运动简图设计流程

2 、运动规律设计 3、机构系统运动方案设计 根据功能原理方案中提出的工艺动作过程及各 工艺动作的运动规律要求，选择相应的若干执行机 构的形式，按某种方式将其组合成一个机构系统， 以确保上述工艺动作过程的实现。 机构选型、组合、创新—— 机构系统简图 4、机构系统运动简图设计 机构系统简图——运动协调设计——机构运动循环 图——尺度综合——机构系统运动简图 二、机构系统运动简图设计流程

使用要求(工艺要求) 功能原理设计工艺过程设计一工艺动作设计 工艺动作的运动规律及运动参数设计 各分解运动规律及参数的设定+—执行构件运动分解 实现各分解运动的执行机构型综合一组成机构系统一运动协调设计 绘制机构系统运动简图机构运动参数确定运动循环图制定 运动分析 评价 改变机构尺寸 传力特性分析 决策

使用要求（工艺要求） 功能原理设计 工艺过程设计 工艺动作设计 工艺动作的运动规律及运动参数设计 各分解运动规律及参数的设定 执行构件运动分解 实现各分解运动的执行机构型综合 组成机构系统 运动协调设计 绘制机构系统运动简图 机构运动参数确定 运动循环图制定 运动分析 传力特性分析 评价 改变机构尺寸 决策

机构及其系统 动方案设计

机构及其系统运 动方案设计

机构选型 执行构件的运动形式 旋转运动:连续旋转运动,间歇旋转运动,往 复摆动。 2、直线运动:往复移动,间歇往复移动,单向间 歇直线移动。 3、曲线运动:执行构件上某一点作特定的曲线 (轨迹)运动。 4、刚体导引运动:一般指非连架杆的执行构件的 刚体导引运动。 5、特殊功能运动:如徼动、补偿、换向等

机构选型 一、执行构件的运动形式 1、旋转运动：连续旋转运动，间歇旋转运动，往 复摆动。 2、直线运动：往复移动，间歇往复移动，单向间 歇直线移动。 3、曲线运动：执行构件上某一点作特定的曲线 （轨迹）运动。 4、刚体导引运动：一般指非连架杆的执行构件的 刚体导引运动。 5、特殊功能运动：如微动、补偿、 换向等

机构选型的基本要求 1、满足工艺动作及其运动规律的要求 高副机构、低副机构、注意约束在机构中的作 用、适当设置调整环节 2、机构的运动链要短。 3、机构的传力性能要好。 传动角(压力角)、防止自锁、惯性力平衡。 4、动力源的选择应有利于简化机构和改善运动质 量 电机(交流电机、直流电机、伺服电机、步 进申机、交流变频电机)、内燃机、液压马达 气动马达

二、机构选型的基本要求 1、满足工艺动作及其运动规律的要求。 高副机构、低副机构、注意约束在机构中的作 用、 适当设置调整环节。 2、机构的运动链要短 。 3、机构的传力性能要好。 传动角（压力角）、防止自锁 、惯性力平衡。 4、动力源的选择应有利于简化机构和改善运动质 量 。 电机（交流电机、直流电机、伺服电机、步 进电机、交流变频电机）、内燃机、液压马达、 气动马达

创新设计的原理与方法 创新性基本原理 1、发展原理:就是要打破旧结论,发展新事物 (飞机发明、缝纫机) 2、发散原理:就是要突破现有办法,多角度思 考问题,发展新思路。 3、触发原理:将不相关的事物,通过触发联系, 就可得到新的启示。(喷洒香水汽化器)

创新设计的原理与方法 一 、创新性基本原理 1、发展原理 ：就是要打破旧结论，发展新事物 （飞机发明、缝纫机）。 2、发散原理： 就是要突破现有办法，多角度思 考问题，发展新思路。 3、触发原理： 将不相关的事物，通过触发联系， 就可得到新的启示 。 （喷洒香水—汽化器）