机械创新课件

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6)精简。从这件物品上抽掉一些东西可以吗?减 )精简。从这件物品上抽掉一些东西可以吗? 轻分量或复杂程度效果如何? 轻分量或复杂程度效果如何 • 将鞋帮简化变拖鞋(穿脱方便) 将鞋帮简化变拖鞋(穿脱方便) • 将椅子的四条脚简化成中心的一根立柱,椅子 将椅子的四条脚简化成中心的一根立柱, 变成旋转椅(方便变方位,特适合办公)。 变成旋转椅(方便变方位,特适合办公)。 • 在机构中,将运动副精简,而由柔性关节来代 在机构中,将运动副精简, 替铰链, 替铰链,由结构本身的预期弹性变形来实现运 动和力的传递。 动和力的传递。因4—16所示的柔顺四杆机构和 所示的柔顺四杆机构和 所示的手动夹钳即为新型的柔顺机构, 图4—17所示的手动夹钳即为新型的柔顺机构, 所示的手动夹钳即为新型的柔顺机构 新型的柔顺机构,它没有刚性运动副, 新型的柔顺机构,它没有刚性运动副,不需装 不需润滑,具有体积小、重量轻、 配,不需润滑,具有体积小、重量轻、制造和 维护费用低、使用寿命长等优点。 维护费用低、使用寿命长等优点。
第一章 绪论 第一节 创新的意义 1. 创新是科学技术和经济发展的 原动力。当今世界各国之间在政治、经济、 原动力。当今世界各国之间在政治、经济、军事和科学
校术方面的剧烈竞争,实质上就是人才的竞争,而人才竞争的本 校术方面的剧烈竞争,实质上就是人才的竞争, 质是人才创造力的竞争。 质是人才创造力的竞争。
2. 江泽民同志多次强调创新的重 要性。他指出“创新是一个民族进步的灵魂, 要性。他指出“创新是一个民族进步的灵魂,是国家兴 旺
发达的不竭动力。一个没有创新能力的民族,难以屹立于世界民 发达的不竭动力。一个没有创新能力的民族, 族之林。 族之林 ”
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3.人类发展历史就是一个不断创新的历程
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第五节
创新能力的构成
创新不需要天才,创新只在于找出新的改进方法 创新不需要天才,创新只在于找出新的改进方法。
创新能力的构成元素
•创新基础 创新基础 •创新智能 创新智能 •创新意识 创新意识 •创新方法 创新方法 •创新环境 创新环境
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3.系统设问法 系统设问法 1)转化 ) 这件物品能否有其他用途?将其稍微改变一 这件物品能否有其他用途 将其稍微改变一 是否还有别的用处? 下,是否还有别的用处 • 拉链 • 尼龙搭扣 • 椅子转化为 躺椅、摇椅、转椅 躺椅、摇椅、
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• 选不同构件为主动件,可得不同的应用。 选不同构件为主动件,可得不同的应用
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4)总体设计 ) 在原理方案和结构方案设计的基础上全面考虑 产品的总体布置、人机工程、工艺美术造型、 产品的总体布置、人机工程、工艺美术造型、包 装运输等因素,画出总装配图。 装运输等因素,画出总装配图。 5)施工设计 ) 将总装配图拆成零件图和部件图, 将总装配图拆成零件图和部件图,根据加工和 装配要求,标出公差、配合及技术要求, 装配要求,标出公差、配合及技术要求,会出全 部生产用图纸,编写计算说明书、使用说明书, 部生产用图纸,编写计算说明书、使用说明书, 列出标准件、外购件明细表及有关文件等。 列出标准件、外购件明细表及有关文件等。
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第四节 机械创新设计概述
1. 什么是机械创新设计 就形成新设计是指在充分发挥设计者创造 力的前提下, 力的前提下,利用人类已有的相关科学技 术成果进行创新构思, 术成果进行创新构思,从而设计出具有新 颖性、 颖性、创造性及实用性的机构或机械产品 的一种实践活动。 的一种实践活动。 2.机械创新设计的目的 机械创新设计的目的 目的是设计出新颖、合理、 目的是设计出新颖、合理、价格性能比优 越且具有先进性的机构或机械产品, 越且具有先进性的机构或机械产品,解决 工程实际问题, 工程实际问题,
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2.本课程的性质和目的 本课程的性质和目的
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第七节 本课程的教与学 第八节 本课程的结业方式 平时考查成绩 创新作品成绩 创新作品例子
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第二章常用创新方法
第一节 到何处去搜寻题材 1. 向生活索取 • 活动合页
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• 两用拐杖
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• 爱迪生为了找到适用的电灯灯丝材料,用 爱迪生为了找到适用的电灯灯丝材料, 多种植物纤维, 了6000多种植物纤维,试验了 多种植物纤维 试验了1600多种耐 多种耐 热材料, 热材料,终于发明制造出炭化灯丝的电灯 • 法拉第用长达 年的大量实验,发现了电 法拉第用长达18年的大量实验 年的大量实验, 磁感应现象。 磁感应现象。 • 居里夫人在发现放射性元素之后,花了 个 居里夫人在发现放射性元素之后,花了5个 多月时间,终于从一吨沥青铀矿中提炼出 多月时间, 了0.1克纯镭。 克纯镭。 克纯镭
第六节
本课程的内容、 本课程的内容、性质和目的
1.本课程的内容 本课程的内容 •机械设计的一般构成和创新人才的构成 机械设计的一般构成和创新人才的构成 •创新思维和技法(常用的创新方法) 创新思维和技法( 创新思维和技法 常用的创新方法) •机构的创新设计 机构的创新设计 •机械传动的创新设计 机械传动的创新设计 •机械系统创新设计介绍 机械系统创新设计介绍
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4)放大或缩小。将这仲物品按比例放大、缩小会 )放大或缩小。将这仲物品按比例放大、 产生什么结果,单向放大、缩小会怎样? 产生什么结果,单向放大、缩小会怎样 • 小包装箱换成集装箱(放大尺寸,提高效率) 小包装箱换成集装箱(放大尺寸,提高效率) • 普通台灯换成落地台灯(放大距离) 普通台灯换成落地台灯(放大距离) • 汽车前窗刮雨器(摇杆延长) 汽车前窗刮雨器(摇杆延长) • 热水瓶到保温杯(体积缩小,便于携带) 热水瓶到保温杯(体积缩小,便于携带)
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3.创造与创新的区别 创造与创新的区别 创造是想出新办法、建立新理论、 创造是想出新办法、建立新理论、做出 新东西, 新东西,例如我国的四大发明创造 • 创造分类:科技发明、技术发明、技术改 创造分类:科技发明、技术发明、 造 • 创新是指主体的人为了生存和发展,弃旧 创新是指主体的人为了生存和发展, 图新、破旧立新的独创性活动。 图新、破旧立新的独创性活动。 • 创新的内容主要包括知识创新、技术创新、 创新的内容主要包括知识创新、技术创新、 制度创新和理论创新。 制度创新和理论创新。 •
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Baidu Nhomakorabea
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3)结构方案设计 ) 对产品进行结构设计,即确定零、 对产品进行结构设计,即确定零、部件的 形状、尺寸、材料,进行强度、刚度、 形状、尺寸、材料,进行强度、刚度、可 靠性等计算,画出结构草图。 靠性等计算,画出结构草图。
2)原理方案设计 ) 任务书确定后,运用设计者的专业知识、 任务书确定后,运用设计者的专业知识、实际 经验和创新能力构思出达到预期结果的原理方 这是关键一步, 案(这是关键一步,表现形式有工作原理示意 三维动画图。) 。)原理方案设计过程中应解 图、三维动画图。)原理方案设计过程中应解 决以下问题: 决以下问题: ① 确定系统的总功能 ② 进行总功能分解 ③ 功能元求解 ④ 功能方案的确定 ⑤ 方案的评价与决策
从滴水计时、 ① 从滴水计时、结绳记数到信息高速公路 ② 从刀耕火种到精密数控 ③ 从嫦娥飞天神话到人类登上月球
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创新与企业、 4.创新与企业、产品的关系 创新与企业 核心技术、发明专利、行业标准、先机) (核心技术、发明专利、行业标准、先机) 5. 创新与创业、就业的关系 创新与创业、 有项目、有专利、有新产品、 有项目、有专利、有新产品、有新方法 6. 创新与大学学习的关系
农村水井打水的手动唧筒
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四杆机构
雨伞
2)引申 ) 有别的东西像这件物品吗?是否可以从这 有别的东西像这件物品吗 是否可以从这 件物品引申设想出其他东西? 件物品引申设想出其他东西 • 港口用的起重机(双摇杆机构) 港口用的起重机(双摇杆机构) • 飞机起落架(双摇杆机构) 飞机起落架(双摇杆机构)
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4.机械创新设计的一般过程 机械创新设计的一般过程 1)确定设计目标和要求:根据市场要求,确定设计参数,选定约束条件, )确定设计目标和要求:根据市场要求,确定设计参数,选定约束条件,
最后提出设计任务书和产品开发计划。 最后提出设计任务书和产品开发计划。如:
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3)改变。改变原来的形状、颜色、气味、式样等, )改变。改变原来的形状、颜色、气味、式样等, 会产生什么结果? 会产生什么结果 • 折叠椅发明(解决空间问题) 折叠椅发明(解决空间问题) • 火车蒸汽动力制动变为压缩空气制动(解决力量 火车蒸汽动力制动变为压缩空气制动( 不足问题) 不足问题) • 平行四边形机构变反向平行四边形机构(车门启 平行四边形机构变反向平行四边形机构( 闭机构) 闭机构)
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以上这些人在发现、 以上这些人在发现、发明之前 都是一些普普通通的人, 都是一些普普通通的人,很多创新发明是 通过一次偶然事件触发灵感而开启智慧之 窗而获得的, 窗而获得的,最终创造出了对人类有巨大 价值的东西。 价值的东西。
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第三节 创新需要勇气和毅力
创新发明不是轻而易举的事, 创新发明不是轻而易举的事,需要勇气和毅力 例如: 例如: • 英国人琴纳发现了牛痘免疫天花的方法(拿儿 英国人琴纳发现了牛痘免疫天花的方法( 子做实验,用时30年 子做实验,用时 年) • 诺贝尔发明安全的烈性炸药,用了 年做实 诺贝尔发明安全的烈性炸药,用了20年做实 验 • 美国杰克逊在发明拉链后为了设计出生产拉链 的机器,花费了19年时间 的机器,花费了 年时间
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第二节 创造与发明并不神秘
创新不是学者专家的专利品, 创新不是学者专家的专利品,一般人也能做 例如: 到。例如: 鲁班发明锯子 瓦特发明蒸汽机 阿基米德发现浮力定理 牛顿发现万有引力
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美国画家海迈发明带橡皮铅笔 美国人华特曼发明自来水笔 日本人松下幸之助发明复式插座 伽利略发现摆的等时特性, 伽利略发现摆的等时特性,荷兰人惠更斯 制造了带摆的钟 • 法国人伦琴发现 射线 法国人伦琴发现X射线
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5)复杂。在这件物品上可加上别的东西吗?加进 )复杂。在这件物品上可加上别的东西吗 加进 一些“佐料”会怎样? 一些“佐料”会怎样 • 自行车加装网蓝 • 理发店用椅增加了枕头的、脚架的、升降的和 理发店用椅增加了枕头的、脚架的、 仰躺的结构。 仰躺的结构。 • 凸轮机构从动件尖顶增加滚子、尖顶变平底。 凸轮机构从动件尖顶增加滚子、尖顶变平底。 • 平行四边形机构增加一个曲柄,消除运动不确 平行四边形机构增加一个曲柄, 定性。 定性。 • 一缸变多缸发动机,消除运动不平稳性,增大 一缸变多缸发动机,消除运动不平稳性, 马力。 马力。 • 单一曲柄滑块机构以滑块为主动件有死点位置, 单一曲柄滑块机构以滑块为主动件有死点位置, 若增加一个错位的附加曲柄滑块机构就可以避 免死点位置。 免死点位置。
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• 达尔文经过 年的环球考察之后,又用了20 达尔文经过5年的环球考察之后,又用了 年的环球考察之后 年的研究才完成巨著(物种起源), ),揭开 年的研究才完成巨著(物种起源),揭开 生物进化之谜。 生物进化之谜。 • 我国数学家陈景润废寝忘食,全身心的投 我国数学家陈景润废寝忘食, 经历十几个春秋, 入,经历十几个春秋,才摘取了哥德巴赫 猜想这一数学皇冠上的明珠。 猜想这一数学皇冠上的明珠。
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举例: 举例: • 洗衣机的洗衣原理 • 螺纹加工机的螺纹加工原理; 螺纹加工机的螺纹加工原理; • 去鱼鳞机的去鱼鳞原理; 去鱼鳞机的去鱼鳞原理; • 钢筋弯曲机的弯箍原理; 钢筋弯曲机的弯箍原理; • 爬杆机器人的攀爬原理。 爬杆机器人的攀爬原理。
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2.到各自的工作领域去发掘 2.到各自的工作领域去发掘 如:折叠伞发明
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第二节 创新的主要方法 1. 缺点列举法 例如: 例如: • 自行车自动充气器 • 感应试电器 2.希望点列举法 希望点列举法 例如: 例如: • 进退自如的脚踏玩具(如图) 进退自如的脚踏玩具(如图) • 尼龙搭扣
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