机电产品创新设计与造型学46页PPT
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机电产品创新设计
机电产品创新训练任务书姓名：学号：指导老师：时间：学院：飞行器工程学院目录1、引言---------------------------------------32、创新方案的提出----------------------------4-53、产品概念以及原理介绍----------------------53.1、产品原理图----------------------—--63.2、零、部件草图----------------------—-—-6-94、产品具体参数及结构计算-------------------9-195、实训总结与心得----------------------—-—206、参考资料及文献----------------------—-———--217、附录：运动简图1.引言为期两周机电产品创新实训拉开了帷幕，我们小组经过三次小组会议讨论，总共规划了三种方案，经过与老师的讨论和论证，最终确定创新产品为“多功能行星轮搅拌机”。
经过分工与讨论，初步确定了机构的原理图，并且设计出了整套传动机构的方案，并且论证了其可行性，符合机电产品创新设计要求。
小组成员：组长：组员：2.方案提出：在现今日益发展当今社会，到处林立着高楼大厦，而在混凝土结构中，混凝土的制造工艺和水平，往往直接影响着房屋结构的质量，而在混凝土的制造中，混凝土搅拌机的性能，起着决定性的作用。
一方面，旧式搅拌机在结构设计上有很多不合理之处：1)结构型式过于粗糙，传动支架与上横梁采用灰口铸铁，这种薄壁支架强度低，在复杂的施工现场极易在碰撞中断裂，没有配件则整机瘫痪。
2)皮带轮安装在传动支架内部轴承座与上横梁之间，而上横梁与支撑架为螺栓连接，这种不稳定的支架结构对设备损害极大，两轴承之间的纵向位移将使轴卡死或损失动力能。
对于常规单铲叶片式搅拌机，在冲击载荷大和单纯双螺带式搅拌装置中易出现“抱轴”现象，这会会严重影响电动机的工作，甚至出现烧毁电动机的事故。
机电装备设计--机电装备创新设计方法 ppt课件
大量生从产单可以件降小低批成到本大、提量高生质产量
PPT课件
9
20世纪初的制造车间
拥挤、昏暗、嘈杂
由集中动力源驱
动的架空天轴
带传动
工人劳动强度大
变速用的 多级带轮
工作环境不安全
PPT课件
工人操作车床
10
“奔驰”汽车博物馆的车间模型
将动力分配 到不同设备
架空天轴
铣床
带传动
锯床
砂轮机
车床
PPT课件
直流发电机 --电动1机1 组
械工业出版社,1999.
PPT课件
2
课程的目的与任务
本课程是机械设计制造及其自动化专业与机械电子工程专 业的一门重要且实践性较强的专业课，是研究如何利用系 统设计原理和综合集成技巧，将机械系统、驱动装置、传 感检测部件、自控和信息处理系统等机电一体化要素组成 各种性能优良、可靠的机电装备。
内容以机为主，机电结合。学习相关的设计理
PPT课件
32
1.2 设计类型
机电装备设计可分为：创新设计、变型设计和组合
设计等类型。
创新设计：依据市场需求发展预测，在无样机可供
参考的条件下，根据对新产品预期的功能要求和性能指
标，发挥设计者的创造力，利用已有技术成果进行创新
构思，设计出具有新颖性、创造性及实用性的机电装备
的一种实践活动。
包含两部分：
◆ 高性能直线电动机的研制。
PPT课件
28
3 传感与检测部件
装置在机械的各敏感部位，实时采集温度、速度、
力、振动、声学与光学信号，及时反馈给控制系统，实
现对机械工作的实时控制以及对工作状态的监控。
研究的问题有：
★ 提高各种敏感材料和元件的灵敏度和可靠性；
PPT课件
9
20世纪初的制造车间
拥挤、昏暗、嘈杂
由集中动力源驱
动的架空天轴
带传动
工人劳动强度大
变速用的 多级带轮
工作环境不安全
PPT课件
工人操作车床
10
“奔驰”汽车博物馆的车间模型
将动力分配 到不同设备
架空天轴
铣床
带传动
锯床
砂轮机
车床
PPT课件
直流发电机 --电动1机1 组
械工业出版社,1999.
PPT课件
2
课程的目的与任务
本课程是机械设计制造及其自动化专业与机械电子工程专 业的一门重要且实践性较强的专业课，是研究如何利用系 统设计原理和综合集成技巧，将机械系统、驱动装置、传 感检测部件、自控和信息处理系统等机电一体化要素组成 各种性能优良、可靠的机电装备。
内容以机为主，机电结合。学习相关的设计理
PPT课件
32
1.2 设计类型
机电装备设计可分为：创新设计、变型设计和组合
设计等类型。
创新设计：依据市场需求发展预测，在无样机可供
参考的条件下，根据对新产品预期的功能要求和性能指
标，发挥设计者的创造力，利用已有技术成果进行创新
构思，设计出具有新颖性、创造性及实用性的机电装备
的一种实践活动。
包含两部分：
◆ 高性能直线电动机的研制。
PPT课件
28
3 传感与检测部件
装置在机械的各敏感部位，实时采集温度、速度、
力、振动、声学与光学信号，及时反馈给控制系统，实
现对机械工作的实时控制以及对工作状态的监控。
研究的问题有：
★ 提高各种敏感材料和元件的灵敏度和可靠性；
机电产品现代设计方法PPT课件
第22页/共56页
1.5 机电产品现代设计方法 （2）现代机电产品常见现代设计方法
• 1.并行设计 • （2）基于信息、知识协同和集成的并行化
该方法基于计算机网络来实现，各零部件的设计人员通过计 算机网络对机电产品进行设计，并进行可制造性、经济性、可 靠性、可装配性等内容的分析及时的反馈信息，并按要求修改 各零部件的设计模型，直至整个机电产品完成为止。可以采用 面向制造（DFM）和面向装配 （ D FA ） 的 设 计 方 法 ， 涉 及 C A X 技 术 （ 即 C A D / C A M / C A P P 一 体 化技术）、产品信息集成（PDM）技术以及与人员协同集成有 关的信息技术。
变为直线运动，或反之； 将 一 个 动 力 机 的 机 械 能 传 送 到 数 个 工 作 机 上 ， 或 将 数 个 动 力 机 的
机械能传送到一个工作机上； 其 他 特 殊 作 用 ， 如 有 利 于 机 器 的 控 制 、 装 配 、 安 装 、 维 护 和 安 全
等而设置传动装置。
第7页/共56页
3.传动与执行机构 （a）传动机构 传动机构是把动力从机器的一部分传递到另一部分，使机器或机器部件运动或运转
的构件或机构。 (1)功用
改 变 动 力 机 输 出 转 矩 ， 以 满 足 工 作 机 的 要 求 ； 把 动 力 机 输 出 的 运 动 转 变 为 工 作 机 所 需 的 形 式 ， 如 将 旋 转 运 动 改
• 流体传动 • 是指利用流体作为工质的一种传动。依靠液体的静压力传递能量的称为液压传动。
依靠叶轮与液体之间的流体动力作用传递能量的称为液力传动。利用气体的压力 传递能量的称为气压传动。
混泥土泵车
第9页/共56页
1.4 现代机电产品的机电产品的功能构成
1.5 机电产品现代设计方法 （2）现代机电产品常见现代设计方法
• 1.并行设计 • （2）基于信息、知识协同和集成的并行化
该方法基于计算机网络来实现，各零部件的设计人员通过计 算机网络对机电产品进行设计，并进行可制造性、经济性、可 靠性、可装配性等内容的分析及时的反馈信息，并按要求修改 各零部件的设计模型，直至整个机电产品完成为止。可以采用 面向制造（DFM）和面向装配 （ D FA ） 的 设 计 方 法 ， 涉 及 C A X 技 术 （ 即 C A D / C A M / C A P P 一 体 化技术）、产品信息集成（PDM）技术以及与人员协同集成有 关的信息技术。
变为直线运动，或反之； 将 一 个 动 力 机 的 机 械 能 传 送 到 数 个 工 作 机 上 ， 或 将 数 个 动 力 机 的
机械能传送到一个工作机上； 其 他 特 殊 作 用 ， 如 有 利 于 机 器 的 控 制 、 装 配 、 安 装 、 维 护 和 安 全
等而设置传动装置。
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3.传动与执行机构 （a）传动机构 传动机构是把动力从机器的一部分传递到另一部分，使机器或机器部件运动或运转
的构件或机构。 (1)功用
改 变 动 力 机 输 出 转 矩 ， 以 满 足 工 作 机 的 要 求 ； 把 动 力 机 输 出 的 运 动 转 变 为 工 作 机 所 需 的 形 式 ， 如 将 旋 转 运 动 改
• 流体传动 • 是指利用流体作为工质的一种传动。依靠液体的静压力传递能量的称为液压传动。
依靠叶轮与液体之间的流体动力作用传递能量的称为液力传动。利用气体的压力 传递能量的称为气压传动。
混泥土泵车
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1.4 现代机电产品的机电产品的功能构成
产品造型设计课件(PPT 60张)
13
9.色彩美
体现人们最熟悉最普遍的美感，是来自 色彩适当的对比与调和。
色彩美在产品上表现为：产品上几个 色块之间的组合次序，以及色彩与产品功 能，人的心理，生理因素的一致。
14
比如：冷藏车的车身要漆成白色或乳白或白中 略带有兰色的，因为白色是冷色，与功能一致，同 时白色使人联想到冰雪，与人的心理一致。
消防车用红色，与火的颜色一致，与人们的心 理设想一致，一看就想到火。
科学地安排色彩，一般是给产品赋予柔和，明 朗，优雅，简洁，并与周围环境相协调的色彩。要 能冲破传统观念，创造出新颖的色彩效果。
15
二.产品造型设计的方法和程序
1.开拓创造设计法 2.产品开发设计法 3.改进提高设计法 4.模仿，完善设计法
技术美的基本要求：
1.功能美 2.工艺美 3.精确美
4.结构美 5.材质美 6.舒适美
7.归整美 8.形态美 9.色彩美
3
.功能美——显示先进科学技术
人们使用产品，首要问题是使用其功能, （如洗衣机须能洗净衣服），只有功能 效用充分发挥时，才能体现功能美。
4
具有新功能的产品，其结构造型，自然体 现出奇异的美，新颖的美。
20
三.产品造型设计程序
产品造型设计程序可大致分为4个阶段：
1.准备阶段：提出任务——定位研究——收集资料
市场消费 用在何处 了解国内外有关的
用户提出 使用对象 情报资料，同类产
市场预测
品的造型，价格
2.构思阶段：问题的综合设想——构思构图
3.创作阶段：绘制产品效果图——制作模型（石膏、油泥…）
4.完成阶段：设计审定分析——绘制产品图——完成制造
18
3.改进提高设计法：
这是一种最容易成功的设计方法。 利用对同类产品的改进和提高，以区别 原来的造型式样，使之更符合审美要求。 笔记本电脑CPU：酷睿i3 酷睿i5 酷睿i7
9.色彩美
体现人们最熟悉最普遍的美感，是来自 色彩适当的对比与调和。
色彩美在产品上表现为：产品上几个 色块之间的组合次序，以及色彩与产品功 能，人的心理，生理因素的一致。
14
比如：冷藏车的车身要漆成白色或乳白或白中 略带有兰色的，因为白色是冷色，与功能一致，同 时白色使人联想到冰雪，与人的心理一致。
消防车用红色，与火的颜色一致，与人们的心 理设想一致，一看就想到火。
科学地安排色彩，一般是给产品赋予柔和，明 朗，优雅，简洁，并与周围环境相协调的色彩。要 能冲破传统观念，创造出新颖的色彩效果。
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二.产品造型设计的方法和程序
1.开拓创造设计法 2.产品开发设计法 3.改进提高设计法 4.模仿，完善设计法
技术美的基本要求：
1.功能美 2.工艺美 3.精确美
4.结构美 5.材质美 6.舒适美
7.归整美 8.形态美 9.色彩美
3
.功能美——显示先进科学技术
人们使用产品，首要问题是使用其功能, （如洗衣机须能洗净衣服），只有功能 效用充分发挥时，才能体现功能美。
4
具有新功能的产品，其结构造型，自然体 现出奇异的美，新颖的美。
20
三.产品造型设计程序
产品造型设计程序可大致分为4个阶段：
1.准备阶段：提出任务——定位研究——收集资料
市场消费 用在何处 了解国内外有关的
用户提出 使用对象 情报资料，同类产
市场预测
品的造型，价格
2.构思阶段：问题的综合设想——构思构图
3.创作阶段：绘制产品效果图——制作模型（石膏、油泥…）
4.完成阶段：设计审定分析——绘制产品图——完成制造
18
3.改进提高设计法：
这是一种最容易成功的设计方法。 利用对同类产品的改进和提高，以区别 原来的造型式样，使之更符合审美要求。 笔记本电脑CPU：酷睿i3 酷睿i5 酷睿i7
机械创新设计作品演示.ppt
黑板带与后盖板上是粉尘刷形成相对运动，达到擦 黑板的作用
g.辅助装置
流程图
作品的创新点
能够实现自动擦黑板的功能 避免粉尘飞扬对老师和学生的身体产生损害 将黑板实现滚动化，有别于传统意义上的黑板 粉笔灰回收再利用 可以实现粉尘刷的拆洗和更换
作品的应用前景
现有的黑板非但不能做到收集利用粉笔灰的 作用，而且还需要人去反复的擦洗，如此一来对 老师和学生的身体健康产生了很大的危害。假如 长期吸入粉笔灰不仅会对呼吸道系统和肺产生危 害，还对眼睛、耳、皮肤也有一定的损害，严重 的会引起急性肺炎、尘肺等疾病。在这样的情形 之下，我们设计的自动式黑板完全可以避免上述 危害的产生，而且还能带给同学们环保低碳的意 识。此外我们的黑板安装简单，好用，完全可以 实现自动化，即使在停电的情况下也可以利用摇
自动无尘黑板
a.作品主视图
b.作品立体图
c.前盖板，黑板带绕其滚动，为书写提供支 撑面
d.黑板带，采用具有韧性，并且摩擦系小 的材料，易于擦拭，如玻珠布等
e.后盖板，与前盖板连接，并固定在墙面上；粉尘 刷扦插在后盖板上，便于拆卸清洗及更换
f.电机和手动装置，使黑板带绕前盖板滚动，这样
现有的黑板非但不能做到收集利用粉笔灰的作用，而且还 需要人去反复的擦洗，早已不适合现如今的环保低碳观念。 于是我们根据带轮的特点，设计了一个自动无尘黑板。本 作品根据这一背景设计了一个自动无尘黑板，制造成本低， 并且操作简单，可实现自动擦拭，收集粉笔灰等功能，保 护教师和学生的身体健康,并有效解决了教室粉尘污染问 题，也节省了老师的时间与体力。更加重要的是给学生们 从小就树立一种环保低碳的意识。
• 3、Patience is bitter, but its fruit is sweet. (Jean Jacques Rousseau , French thinker)忍耐是痛苦的，但它的果实是甜蜜的。11:038.5.202011:038.5.202011:0311:03:108.5.202011:038.5.2020
g.辅助装置
流程图
作品的创新点
能够实现自动擦黑板的功能 避免粉尘飞扬对老师和学生的身体产生损害 将黑板实现滚动化，有别于传统意义上的黑板 粉笔灰回收再利用 可以实现粉尘刷的拆洗和更换
作品的应用前景
现有的黑板非但不能做到收集利用粉笔灰的 作用，而且还需要人去反复的擦洗，如此一来对 老师和学生的身体健康产生了很大的危害。假如 长期吸入粉笔灰不仅会对呼吸道系统和肺产生危 害，还对眼睛、耳、皮肤也有一定的损害，严重 的会引起急性肺炎、尘肺等疾病。在这样的情形 之下，我们设计的自动式黑板完全可以避免上述 危害的产生，而且还能带给同学们环保低碳的意 识。此外我们的黑板安装简单，好用，完全可以 实现自动化，即使在停电的情况下也可以利用摇
自动无尘黑板
a.作品主视图
b.作品立体图
c.前盖板，黑板带绕其滚动，为书写提供支 撑面
d.黑板带，采用具有韧性，并且摩擦系小 的材料，易于擦拭，如玻珠布等
e.后盖板，与前盖板连接，并固定在墙面上；粉尘 刷扦插在后盖板上，便于拆卸清洗及更换
f.电机和手动装置，使黑板带绕前盖板滚动，这样
现有的黑板非但不能做到收集利用粉笔灰的作用，而且还 需要人去反复的擦洗，早已不适合现如今的环保低碳观念。 于是我们根据带轮的特点，设计了一个自动无尘黑板。本 作品根据这一背景设计了一个自动无尘黑板，制造成本低， 并且操作简单，可实现自动擦拭，收集粉笔灰等功能，保 护教师和学生的身体健康,并有效解决了教室粉尘污染问 题，也节省了老师的时间与体力。更加重要的是给学生们 从小就树立一种环保低碳的意识。
• 3、Patience is bitter, but its fruit is sweet. (Jean Jacques Rousseau , French thinker)忍耐是痛苦的，但它的果实是甜蜜的。11:038.5.202011:038.5.202011:0311:03:108.5.202011:038.5.2020
机电产品造型设计
产品造型的美学含义不是单纯的形式美，而是构成 产品造型的诸多因素(功能、材料、工艺等)的综合体现， 是科学与艺术的有机结合。工业产品的美学内容具体表 现为以下十个方面。 (1)功能美。科学的发展改变着人们对世界的认识。先 进的科学技术所赋予产品的新的更高级的功能，不断改
变着人们的生活方式。产品的新功能、新结构以及与之
(2)美观：由产品的形态构成、色彩构成和材质的运用(简 称形、色、质)体现出来的整体美感。形、色、质是构成 产品外观的基本因素，指导三者组合的是美学形式法则。 产品造型美没有绝对的、恒定的标准，而是一个综合 的、相对的、流动的概念。社会在发展，人们的审美观念 也相应地变化。不同的社会阶层和民族，由于性别、年龄、 职业、风俗及民族气质有差异，其审美观也有较大的区别。 产品造型应针对这些因素，体现出相应的时代性、社会性 和民族性。 产品的造型美应依赖现代化工业的批量化生产方式获 得。现代工业所推行的标准化、通用化、系列化制度也必
产品方案审定后，还应进行制订外观加工工艺。特殊 面饰工具及其它生产服务工作，同时完成与产品配套的文 件、图片的设计。 3．完善及改进设计
对样机作局部改进，仍是原设计工作的延续。如果
全面大改，就是新的一轮设计了。对旧产品的改造，由于 受到工艺装具、专用设备等因素限制，一般可从以下几方
面入手。①统一产品风格，规整构形要素，增强产品的整
2．造型设计及表达 以产品的市场定位为依据，进行总体造型方案构思。 总体方案构思与生产过程相反，是从整体到局部。先对整体形 象的概貌(造型风格、构成要素、尺度比例、色彩配置等)进行 构思与设计，并用方案草图表达出来。对若干这样的整体方案 进行比较，取长补短，确定出一个较理想的方案。必要时，可 绘制外观效果图，制作外观模型，以便对整体外观效果进行评
变着人们的生活方式。产品的新功能、新结构以及与之
(2)美观：由产品的形态构成、色彩构成和材质的运用(简 称形、色、质)体现出来的整体美感。形、色、质是构成 产品外观的基本因素，指导三者组合的是美学形式法则。 产品造型美没有绝对的、恒定的标准，而是一个综合 的、相对的、流动的概念。社会在发展，人们的审美观念 也相应地变化。不同的社会阶层和民族，由于性别、年龄、 职业、风俗及民族气质有差异，其审美观也有较大的区别。 产品造型应针对这些因素，体现出相应的时代性、社会性 和民族性。 产品的造型美应依赖现代化工业的批量化生产方式获 得。现代工业所推行的标准化、通用化、系列化制度也必
产品方案审定后，还应进行制订外观加工工艺。特殊 面饰工具及其它生产服务工作，同时完成与产品配套的文 件、图片的设计。 3．完善及改进设计
对样机作局部改进，仍是原设计工作的延续。如果
全面大改，就是新的一轮设计了。对旧产品的改造，由于 受到工艺装具、专用设备等因素限制，一般可从以下几方
面入手。①统一产品风格，规整构形要素，增强产品的整
2．造型设计及表达 以产品的市场定位为依据，进行总体造型方案构思。 总体方案构思与生产过程相反，是从整体到局部。先对整体形 象的概貌(造型风格、构成要素、尺度比例、色彩配置等)进行 构思与设计，并用方案草图表达出来。对若干这样的整体方案 进行比较，取长补短，确定出一个较理想的方案。必要时，可 绘制外观效果图，制作外观模型，以便对整体外观效果进行评
机电创新设计的基础知识课件
可靠性设计技术
总结词
提高产品可靠性、降低故障率。
详细描述
可靠性设计（REL）技术关注产品设计中的可靠性问题，通过预测和防止故障， 提高产品在预期使用寿命内的性能和质量。包括可靠性建模、可靠性测试等技术 。
04
机电创新设计的案例分析
基于机器人的自动化生产线创新设计案例
总结词
高效、灵活、智能化
详细描述
环保和可持续发展将成为未来机电产品设 计的重点，设计者将更加注重使用环保材 料和节能技术，减少对环境的影响。
人机交互设计
跨界融合与创新
随着人们对产品体验要求的提高，未来机 电产品设计将更加注重人机交互设计，提 高产品的易用性和用户体验。
未来机电产品设计将更加注重跨界融合和 创新，通过不同领域技术的结合，实现产 品的独特性和领先性。
有限元分析技术
总结词
解决复杂工程问题、预测性能。
详细描述
有限元分析（FEA）技术将复杂工程系统分解为小的、相互作用的组件，通过数 学模型对各组件的性能进行预测和控制，从而解决复杂工程问题，如结构分析 、流体动力学等。
优化设计技术
总结词
改进设计、提高性能。
VS
详细描述
优化设计（OPT）技术旨在找到最优设计 方案，通过对设计参数进行系统性的调整 和改进，以实现特定目标（如重量最轻、 成本最低、性能最佳等）。
随着工业机器人技术的不断发展，基于机器 人的自动化生产线创新设计成为了提高生产 效率、降低成本和提升产品品质的重要手段 。例如，某汽车制造企业采用机器人自动化 生产线，实现了生产过程的智能化和柔性化 ，提高了生产效率和产品质量。
基于智能控制的空调系统创新设计案例
总结词
舒适、节能、环保