计算机辅助设计在机械设计中的应用分析
计算机辅助设计在机械设计中的应用分析【摘要】随着科学技术的不断进步发展，越来越多的新技术开是在各个领域中被使用。然而在机械设计领域也不例外。目前，计算机辅助设计在机械设计中应用的非常广泛，为机械设计提供了许多便利。计算机辅助设计在机械设计中的应用缩短了产品的开发周期，给企业带来了更多的经济效益。根据本人的一些经验，谈谈对计算机辅助设计在机械设计中的应用的一些简单看法，与大家共同进行交流，希望能对大家有所帮助。
【关键词】计算机辅助设计；机械设计；应用分析
1.前言
计算机辅助设计是指通过计算机使用一些绘图软件来帮助设计师进行机械设计。原本的机械设计中都是通过手绘来完成图纸的绘制，通过计算机来进行图纸的绘制节省了大量的时间，大大的提高了工作的效率。利用计算机软件，也便于设计师进行一些其它的操作，使得设计更加的合理，也方便于设计师对设计的产品进行修改，从而使得设计的产品具有更高的质量。另外，在计算机上设计师还可以对设计的产品进行模拟，从而保证产品的合理性。
2.计算机辅助设计在机械设计中的重要性
机械设计的步骤相对比较复杂，通过计算机的使用，机械设计的每个步骤都可以通过计算机来完成。通过计算机辅助的帮助，我们可以把一些相对比较复杂的工作由计算机来做。比如，零件动力、强度的测试等。这对设计的合理性和设计的效率都有着非常大的帮
机械创新设计较完整版
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:以计算机为工具，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、创新设计时不可忽视其重要性。 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、高效的计算机应用手段，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？ 1.机构的创新设计 2.机构应用创新设计 3.机构组合设计产生新机构系统 4.机械结构的创新设计 5.利用反求原理进行创新设计 6.利用仿生原理进行创新设计 第二讲 1简述创造性思维四大特性
(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、分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，在分离中产生新的技术价值； 3）实质上综合法与分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、原理的列举分离 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：相关统计表明，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。 ２．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 ①有无其他用途;②能否借用（直接）;③能否改变使用（间接）;④能否扩大（改良）; ⑤能否缩小（改良）;⑥能否代用;⑦能否重新调整;⑧能否颠倒;⑨能否组合
平面设计中的创新思维浅析
龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/702438292.html, 平面设计中的创新思维浅析 作者：欧阳舟 来源：《文艺生活·文艺理论》2015年第10期 摘要：创新是优秀设计的重要必备条件之一，创新需要勇气和大无畏的精神，不按部就 班的做设计，设计出来的作品才会精彩。一位优秀设计师应该善于总结前人的优点，更应该努力开拓自己的独立的创新设计领域。 关键词：平面设计；创新思维 中图分类号：J524 文献标识码：A 文章编号：1005-5312（2015）29-0040-02 创新思维是指以新颖独创的方法解决问题的思维过程，通过这种思维能突破常规思维的界限，以超常规甚至反常规的方法、视角去思考问题，提出与众不同的解决方案，从而产生新颖的、独到的、有社会意义的思维成果。创新思维的本质在于将创新意识的感性愿望提升到理性的探索上，实现创新活动由感性认识到理性思考的飞跃。何为平面设计中的创新思维？如何创造出有创意的作品？如何才能做到思维创新一直是我们所思考和探索的。当代平面设计师只有理解并运用创新思维，才能让设计出来的作品附有价值富有深意。 一、平面设计中的创新思维 吴尚君教授在平面设计的创新思维中曾鲜明的提出“设计需要创新，无人非议。创新对设计者来说，是一个艰辛的过程。其中需要开拓的勇气和智慧。创新，就是倡导原创。” 设计是把一种计划、规划、设想通过视觉的形式传达出来的活动过程。人类通过劳动改造世界，创造文明，创造物质财富和精神财富，而最基础、最主要的创造活动是造物。设计便是造物活动进行预先的计划，可以把任何造物活动的计划技术和计划过程理解为设计。是对事物一个统筹规划的一个过程的总称。在当下中国设计中仿、跟、抄之风盛行，很多设计师都是直接对本宣科式的直接拿着国外的设计作品稍作改动当成自己的作品直接应用。创新的确需要勇气和大无畏的精神，不按部就班的做设计，设计作品才会精彩。人们常说要站在巨人的肩膀上，以此表示要总结前人的经验，学习前人的优点与成果，但是这并不完全适用于设计中来。当代设计师不仅需要吸取前人的设计经验，更要有在“大师面前有疑”的精神。古往今来许多的科学家的成功就在于敢于否定和质疑前人的观点。从否定”大陆均衡说”，提出”大陆漂移说”的魏格纳到否定“地心说”提出“日心说”的哥白尼等等。大师们的理念与观点是大师们经过几十年的积累、实践所总结出来的，这些对我们来说都是宝贵的精神财富，但是当代设计师更要在学习借鉴这些理念与观点的同时提出自己的疑惑，不要盲从，这样才能更好的创新，做出优秀的设计作品。 二、平面设计中的创新价值
机械设计基础公式计算例题
一、计算图所示振动式输送机的自由度。 解：原动构件1绕A 轴转动、通过相互铰接的运动构件2、3、4带动滑块5作往复直线移动。构件2、3和4在C 处构成复合铰链。此机构共有5个运动构件、6个转动副、1个移动副，即n ＝5，l p ＝7，h p ＝0。则该机构的自由度为 3-2） 3-3） 同理，当设a ＞d 时，亦可得出 得c d ≤b d ≤a d ≤ 分析以上诸式，即可得出铰链四杆机构有曲柄的条件为：
（1）连架杆和机架中必有一杆是最短杆。 （2）最短杆与最长杆长度之和不大于其他两杆长度之和。 上述两个条件必须同时满足，否则机构中便不可能存在曲柄，因而只能是双摇杆机构。 通常可用以下方法来判别铰链四杆机构的基本类型： 四、从动件位移s与凸轮转角?之间的关系可用图表示，它称为位移曲线(也称? S曲线) -位移曲线直观地表示了从动件的位移变化规律，它是凸轮轮廓设计的依据 凸轮与从动件的运动关系 五、凸轮等速运动规律
???? ? ?? ?? == ====00 0dt dv a h S h v v ? ?ω?常数从动件等速运动的运动参数表达式为 等速运动规律运动曲线 等速运动位移曲线的修正 ，两轮的中心距α=630mm ，主动带轮转速1n 1 450 r/min ，能传递的最大功率P=10kW 。试求：V 带中各应力，并画出各应力1σ、σ2、σb1、σb2及σc 的分布图。 附：V 带的弹性模量E=130~200MPa ；V 带的质量q=0.8kg/m ；带与带轮间的当量摩擦系数fv=0.51；B 型带的截面积A=138mm2；B 型带的高度h=10.5mm 。
二维CAD机械设计
第六届全国信息技术应用水平大赛比赛说明 （考试科目：二维CAD机械设计） 一、软件要求与硬件要求 ●软件要求 AutoCAD 2008简体中文版 CAXA 2007 ●硬件要求 1)硬件配置 ?处理器：Intel? Pentium? 4 或更高版本处理器。 ?浏览器：Microsoft Internet Explorer 6.0 SP 1或更高版本。 ?RAM：2MB内存。 ?硬盘：20G磁盘空间（仅限于安装）。 ?显示器：1024x768 VGA ，真彩色，需要支持 Windows 的显示适配器。 2)运行环境 推荐Windows XP系统。安装AutoCAD 2008简体中文版或CAXA2007软件。 二、题型、题量、考试方式与时间 ●预赛题 1)题型为选择题，考生需要选择采用AutoCAD考试或CAXA考试。 2)题量是80道，其中单选题60道，每题1分；多选题20道，每题2分，合计100分。 3)考试方式采用网络在线考试，系统自动阅卷。 4)考试时间为100分钟。 ●复赛题 1)题型为主观操作题。 2)题量为两道操作题+附加题。试卷满分为150分，其中附加题为50分。 3)考试方式为上机操作。 4)考试时间为3小时。 ●决赛题 1)题型为较复杂和创造性比较高的操作题。 2)题量为两道操作题，其中一道考察解决复杂问题的能力，另一道考察创造性发挥能力。试 卷满分为120分。 3)考试方式为上机操作。
4)考试时间为5小时。 三、比赛大纲 ●基本要求 1)具备一定的计算机基础知识。 2)具备零件图的识读、分析、绘制和修改能力。 3)了解和熟练掌握AutoCAD/CAXA的基本概念、基本操作技能和高效制图功能。 4)具备二维绘图技能、三维建模技能、辅助绘图技能及输出技能。 ●预赛题 预赛主要考察参赛者对AutoCAD/CAXA基础知识点的全面了解程度，具体考察内容如下： 一、AutoCAD版 (一) AutoCAD 基础知识 1)工作空间与绘图空间 2)启动与退出、界面及界面元素的设置应用等 3)文件格式及文件的设置管理等 4)对象选择及常用键盘操作键 5)绘图单位、精度、绘图区域、角度方向等绘图环境的设置等 (二) AutoCAD二维制图功能 1)画线（直线、多线、多段线、射线、构造线等） 2)画曲线（圆、圆弧、椭圆、椭圆弧、样条曲线等） 3)画折线（正多边形、矩形、边界等） 4)图案填充、面域与布尔运算等 (三) AutoCAD辅助绘图功能 1)点的坐标输入技能（坐标系、坐标输入、动态输入） 2)点的精确捕捉技能（自动捕捉、临时捕捉、栅格与捕捉等） 3)点的精确追踪技能（正交、极轴、对象追踪、捕捉自、临时追踪点等） 4)视图的实时调控技能（视图平移、视图缩放、视图恢复等） (四) AutoCAD常用修改编辑功能 1)复合图形的快速创建技能（复制、阵列、镜像和偏移等） 2)图形的边角细化技能（倒角、圆角、修剪、延伸、打断、合并等） 3)图形的常规编辑技能（移动、旋转、缩放、拉伸、拉长、分解等）
CAD技术在机械设计中的作用
毕业设计（论文）任务书 专业班级姓名 一、课题名称：CAD技术在机械设计中的作用 二、课题应达到的要求：传统设计中改型设计多，只能改变现有产品中某些尺寸，或只能消 化某些产品，仿照生产，因此无法实现创新构思，使得产品从根本上没有质的飞跃。而三维 CAD技术在方案设计阶段，充分利用专家系统及现代科技新理论，建立多种机构进行构型对 比，立体感强、效果逼真，更能激发设计人员的新构思。 三、主要工作内容：从制造到创造是任何国家都要经历的一个发展过程，随着中国机械行业 的不断壮大，越来越多的设计者要从中国制造，而创造就不再是为了解剖或生产某一个零部
而设计，而是整体设计整个产品，单纯二维技术是不够的，三维自然必不可少。先进的设计 能力才能产生先进的制造企业。从长远看，从二维到三维是CAD 一个不可逆转的趋势 四、主要参考文献:[1] 杨胜强.现代工程制图[M].国防工业出版社，2000 [2] 胡建生.AUTO CAD应用教程[M].机械工业出版社，2004 [3] 叶丽明.AUTO CAD基础及应用[M].化学工业出版社，2002 [4] 李建勇.机电一体化技术[M].科学出版社，2004 [5] 刘海兰.工程制图与机械基础[M].电子科技大学出版社，2001 学生（签名）年月日 指导教师（签名）年月日 教研室主任（签名）年月日 系主任（签名）年月日 毕业设计（论文）开题报告
CAD技术在机械设计中的作用 目录 0.引言 1. 机械CAD发展的背景 (6) 1.1现代机械工业所处严峻环境 (6) 1.2现代机械工业的基本任务 (6) 1.3现代机械工业的基本特点 (6) 1.4现代机械工业生产中存在的主要问题 (6) 2.CAD 技术系统组成和发展 (6) 2.1 CAD 技术的系统组
同济大学 机械设计创新考题答案
同济大学机械创新设计 一、摆脱习惯性思维训练题 1、某人的衬衣纽扣掉进了已经倒入咖啡的杯子里，他赶紧从杯子里拾起纽扣，不但手不湿，连纽扣也是干的，这是怎么回事？（只倒了咖啡没倒水） 2、汽车司机的哥哥叫李强，可是李强并没有弟弟，这是怎么回事？（汽车司机是女的） 3、如果你口袋里的火柴盒中只剩下一根火柴，黑夜里你走进房间，房间里有蜡烛、油灯及煤气灶，那么，你先点燃什么？（先点燃火柴） 4、广场上有一匹马，马头朝东站立着，后来又向左转270°，请问，这时它的 尾巴指向哪个方向？（指向下边） 5、一天晚上，老王正在读一本很有趣的书，他的孩子把灯关了，尽管屋里一团 漆黑，可老王仍在继续读书，这是怎么回事？（盲文书） 6、天花板下悬挂两根相距5米的长绳，在旁边的桌子上有些小纸条和一把剪刀， 你能站在两绳之间不动，伸开双臂，两手各拉住一根绳子吗？ （先用一根绳子把剪刀缚住，推动剪刀使它移动，然后走过去用一只手抓住另一根绳，另一只手接过移动来的剪刀） 发散性思维——GPS的功能 1.确定移动物的确切位置； 2.追踪小偷； 3.测速； 4.为盲人指路； 5.研究地质（地质灾害预测）； 6.找离家出走的人（小孩、痴呆老人，嫌疑人） 7.测量湿度； 8.监测路面施工状况，起重大件位移、速度控制； 9.绘制地图； 10.导航; 11.考古。 1.列举体温计诸缺点 1)现有的体温计必须接触人体才能测量，在医院同一支体温计先后
来测量不同人的体温，有时可能会引起疾病传染； 2)体温计不能测量人体内脏的温度； 3)体温计不便于儿童测量体温； 4)体温计不便于测量人的额头温度； 5)体温计不便随身携带，随时测量； 6)体温计不能弯曲。 2.分析、鉴别缺点，确定创新主题，进行创新设计。 1)防传染，研制非接触体温计（红外辐射式）； 2)为测内脏温度，设计微型肠道温度计； 3)为便于儿童测量温度，设计汤匙型体温计； 4)针对不能弯曲和测额头温度，开发出额头薄片温度计； 5)为便于随身携带，研制戒指式温度计。 2 希望点列举法 缺点列举与希望点列举区别 原理:提出希望,经过归纳,实现创造。 步骤： 1)了解人们的需求心理（生理、安全、社交、自尊、自我实现、生产和科研需 求）【求新、求美、求异、求实、求全、求奇、求快、求廉、求健、求胜、求稳】“方便”（面、粥、净菜）；“肥胖”（减肥茶、健身，医疗）；“省电” 2)列举、收集希望点 a多观察、多联想，紧扣人们的需求b广泛征求意见或进行抽样调查c采用智力激励法实施列举 3）希望点的分析与鉴别 运用希望点列举法改进手机 1)希望手机与GPS联接，迷路时充当向导。2）希望手机高度智能化、情感 化，它是人的工具又是朋友，烦闷时谈心，孤寂时聊天。3）希望手机配医学专家系统，病时获诊断、处方。4）希望可以利用手机记帐和个人理财。5）希望手机在夜行时充当手电筒。6）希望手机上网像计算机上网一样方便。7）希望手机能接受电台、电视台的节目。8）希望生产出适合各种性格和年龄的人们使用的具有不同色彩的手机。9）希望手机的形状和体积像手表，可以轻松地戴在手上。10）希望手机的体积大幅度减少，从而将之设计为各种的服饰（如项链、领带夹、耳坠），悬挂、镶嵌或佩带在身上或服装上。11）希望手机同时也是一支精致的钢笔。12)希望手机没有电辐射的危害。13)希望手机具防窃、遗失提醒功能。14)希望手机可视通讯，采集、交换数据。15)希望手机具遥控器功能，甚至通讯控制家用电器。16）希望手机家庭、社会治安网连通。 IBM公司2000年8月在一次高科技展览会展示：耳环（耳机），项链（话筒），戒指（呼叫时灯闪烁），手表（拨入拨出号码显示，接入呼出按钮） 用属性列举法提出改进电风扇的新设想 1.对现有的电风扇进行分析，并列举属性 组成：电动机、扇叶、立柱、开关等；驱动：电力；功能：送风。 1)名词属性
设计中的创新思维
设计中的创新思维 关键字：创新、思维、 摘要：创新思维是一种全方位的思维形式，能够引导人们从不同的角度,不同的层面去思考，从而突破定势思维,激发设计灵感，进而使人们考虑问题更为全面。正文： 前一阵子日本无印良品艺术总监原研哉先生在我校做演讲，提到一个关于创新的问题。他说，我们小时候有没有想过我们一生下来所看到的房子是方，床是方的，车是方的，纸是方的，窗户是方的，桌子是方的，楼房是方的……为什么这些不是别的什么形状呢？这就是发散思维。我们经常过十字马路，在这里有红绿灯的指引，可是依然会有交通事故发发生，但是方一个转盘在这里，不用标识任何，大家都会自觉的走自己的道路，大量减少了交通事故的发生，这就是另辟新路带来意想不到的结果。 “学起于思，思起于疑”，疑问是思维的起点，疑问是创造的源泉。爱因斯坦曾经说过：“提出一个问题，往往比解决一个问题更重要，因为解决问题也许仅仅是一个数字或实验上的技能而已，而提出新的问题、新的可能性，从新的角度去看旧的问题，都需要创造性的想象力。”我们在学习中经常会碰到一些难以解决或感到疑惑的问题，并产生怀疑、困惑、探究的心理状态。而这种心理状态又驱使我们积极思维，不断地提出问题，发现问题，然后解决问题，从各种不同的视角。 工业设计的过程也可看作是发现问题分析问题解决问题的过程,而创新思维倡导的积极地观察思考的思维训练方式在恰好能提高这一过程。关于“头脑风暴”，大家都不陌生，事实上我们几乎每天都有类似这样的讨论。在某一个空间，一群人，带有一定的目的，发散性思考，畅所欲言，发表着不同的看法和各种稀奇古怪的想法，然后各自从中获取不同的养分，于是产生了更多的灵感。创新需要这样的空间，让人们的头脑有一个自由呼吸的空间。 创新思维有助于优化设计方案。同一个产品的设计,创新思维不同,得到的结果也不同。在设计过程中,通过对不同的创新思维作用的结果进行比较,筛选,就能不断地优化设计方案。拿书柜的设计来说,运用叠加创新设计可得到适用于多种室内环境的多功能书柜;用逆向创造设计原理可以做成智能化书柜;用启示性创新设计可以得到功能更多、更美观设计方案。每个设计的终点都可以看成是下一次设计的起点，使得设计方案得以不断优化。 一个国家的工业设计要在激烈的国际竞争中生存发展,就要重视创新思维，在传承中创新，从本国传统文化中汲取创新的养分，激发创新的思维，进而形成独具民族特色的设计理念和设计风格,增强设计竞争力。如德国的奔驰轿车之所以在汽车行业中长期立于不败之地,一个主要的原因就是其严谨,理性的设计思维造就了产品卓越的品质;日本的Sony系列视听产品之所以畅销全球,也和它所倡 导的“小,精,巧”的设计风格是分不开的;瑞典的IKEA系列家具之所以能风靡全球 是因为它一贯所倡导的“绿色设计”风格。 我们的大脑是需要不断开发的，创新意识是可以锻炼出来的，我们要通过开发训练大脑思维潜能，达到培养提高每个人的开放能力、创新能力和创造能力的目的。
机械设计转动惯量计算公式-参考模板
1. 圆柱体转动惯量(齿轮、联轴节、丝杠、轴的转动惯量) 8 2 MD J = 对于钢材：3 410 32-??=g L rD J π ) (1078.0264s cm kgf L D ???-M-圆柱体质量(kg)； D-圆柱体直径(cm)； L-圆柱体长度或厚度(cm)； r-材料比重(gf /cm 3)。 2. 丝杠折算到马达轴上的转动惯量： 2i Js J = (kgf·cm·s 2) J s –丝杠转动惯量(kgf·cm·s 2)； i-降速比，1 2 z z i = 3. 工作台折算到丝杠上的转动惯量 g w 22? ?? ??? =n v J π g w 2s 2 ? ?? ??=π (kgf·cm·s 2) v -工作台移动速度(cm/min)； n-丝杠转速(r/min)； w-工作台重量(kgf)； g-重力加速度，g = 980cm/s 2； s-丝杠螺距(cm) 2. 丝杠传动时传动系统折算到驱轴上的总转动惯量： ()) s cm (kgf 2g w 122 221??? ??? ??????? ??+++=πs J J i J J S t J 1-齿轮z 1及其轴的转动惯量； J 2-齿轮z 2的转动惯量(kgf·cm·s 2)； J s -丝杠转动惯量(kgf·cm·s 2)； s-丝杠螺距，(cm)； w-工件及工作台重量(kfg). 5. 齿轮齿条传动时折算到小齿轮轴上的转动惯量 2 g w R J = (kgf·cm·s 2) R-齿轮分度圆半径(cm); w-工件及工作台重量(kgf)
6. 齿轮齿条传动时传动系统折算到马达轴上的总转动惯量 ???? ??++=2221g w 1R J i J J t J 1，J 2-分别为Ⅰ轴， Ⅱ轴上齿轮的转动惯量(kgf·cm·s 2)； R-齿轮z 分度圆半径(cm)； w-工件及工作台重量(kgf)。 马达力矩计算 (1) 快速空载时所需力矩： 0f amax M M M M ++= (2) 最大切削负载时所需力矩： t 0f t a M M M M M +++= (3) 快速进给时所需力矩： 0f M M M += 式中M amax —空载启动时折算到马达轴上的加速力矩(kgf·m)； M f —折算到马达轴上的摩擦力矩(kgf·m)； M 0—由于丝杠预紧引起的折算到马达轴上的附加摩擦力矩(kgf·m)； M at —切削时折算到马达轴上的加速力矩(kgf·m)； M t —折算到马达轴上的切削负载力矩(kgf·m)。 在采用滚动丝杠螺母传动时，M a 、M f 、M 0、M t 的计算公式如下： (4) 加速力矩： 2a 106.9M -?= T n J r (kgf·m) s T 17 1= J r —折算到马达轴上的总惯量； T —系统时间常数(s)； n —马达转速( r/min )； 当 n = n max 时，计算M amax n = n t 时，计算M at n t —切削时的转速( r / min )
同济大学机械设计创新考题答案
一、摆脱习惯性思维训练题 1、某人的衬衣纽扣掉进了已经倒入咖啡的杯子里，他赶紧从杯子里拾起纽扣，不但手不湿，连纽扣也是干的，这是怎么回事？（只倒了咖啡没倒水） 2、汽车司机的哥哥叫李强，可是李强并没有弟弟，这是怎么回事？（汽车司机是女的） 3、如果你口袋里的火柴盒中只剩下一根火柴，黑夜里你走进房间，房间里有蜡烛、油灯及煤气灶，那么，你先点燃什么？（先点燃火柴） 4、广场上有一匹马，马头朝东站立着，后来又向左转270°，请问，这时它的 尾巴指向哪个方向？（指向下边） 5、一天晚上，老王正在读一本很有趣的书，他的孩子把灯关了，尽管屋里一团 漆黑，可老王仍在继续读书，这是怎么回事？（盲文书） 6、天花板下悬挂两根相距5米的长绳，在旁边的桌子上有些小纸条和一把剪刀， 你能站在两绳之间不动，伸开双臂，两手各拉住一根绳子吗？ （先用一根绳子把剪刀缚住，推动剪刀使它移动，然后走过去用一只手抓住另一根绳，另一只手接过移动来的剪刀） 发散性思维——GPS的功能 1.确定移动物的确切位置； 2.追踪小偷； 3.测速； 4.为盲人指路； 5.研究地质（地质灾害预测）； 6.找离家出走的人（小孩、痴呆老人，嫌疑人） 7.测量湿度； 8.监测路面施工状况，起重大件位移、速度控制； 9.绘制地图； 10.导航; 11.考古。 1.列举体温计诸缺点 1)现有的体温计必须接触人体才能测量，在医院同一支体温计先后 来测量不同人的体温，有时可能会引起疾病传染； 2)体温计不能测量人体内脏的温度；
3)体温计不便于儿童测量体温； 4)体温计不便于测量人的额头温度； 5)体温计不便随身携带，随时测量； 6)体温计不能弯曲。 2.分析、鉴别缺点，确定创新主题，进行创新设计。 1)防传染，研制非接触体温计（红外辐射式）； 2)为测内脏温度，设计微型肠道温度计； 3)为便于儿童测量温度，设计汤匙型体温计； 4)针对不能弯曲和测额头温度，开发出额头薄片温度计； 5)为便于随身携带，研制戒指式温度计。 2 希望点列举法 缺点列举与希望点列举区别 原理:提出希望,经过归纳,实现创造。 步骤： 1)了解人们的需求心理（生理、安全、社交、自尊、自我实现、生产和科研需 求）【求新、求美、求异、求实、求全、求奇、求快、求廉、求健、求胜、求稳】“方便”（面、粥、净菜）；“肥胖”（减肥茶、健身，医疗）；“省电” 2)列举、收集希望点 a多观察、多联想，紧扣人们的需求b广泛征求意见或进行抽样调查c采用智力激励法实施列举 3）希望点的分析与鉴别 运用希望点列举法改进手机 1)希望手机与GPS联接，迷路时充当向导。2）希望手机高度智能化、情感 化，它是人的工具又是朋友，烦闷时谈心，孤寂时聊天。3）希望手机配医学专家系统，病时获诊断、处方。4）希望可以利用手机记帐和个人理财。5）希望手机在夜行时充当手电筒。6）希望手机上网像计算机上网一样方便。7）希望手机能接受电台、电视台的节目。8）希望生产出适合各种性格和年龄的人们使用的具有不同色彩的手机。9）希望手机的形状和体积像手表，可以轻松地戴在手上。10）希望手机的体积大幅度减少，从而将之设计为各种的服饰（如项链、领带夹、耳坠），悬挂、镶嵌或佩带在身上或服装上。11）希望手机同时也是一支精致的钢笔。12)希望手机没有电辐射的危害。13)希望手机具防窃、遗失提醒功能。14)希望手机可视通讯，采集、交换数据。15)希望手机具遥控器功能，甚至通讯控制家用电器。16）希望手机家庭、社会治安网连通。 IBM公司2000年8月在一次高科技展览会展示：耳环（耳机），项链（话筒），戒指（呼叫时灯闪烁），手表（拨入拨出号码显示，接入呼出按钮） 用属性列举法提出改进电风扇的新设想 1.对现有的电风扇进行分析，并列举属性 组成：电动机、扇叶、立柱、开关等；驱动：电力；功能：送风。 1)名词属性 整体：台式、落地式、吊式、壁式；部件：电动机、扇叶、网罩、立柱、底柱、控制器；材料：钢、铝合金、铸铁、塑料；制造方法：铸造、机加
浅析轻工业机械设计中材料的选择和应用
浅析轻工业机械设计中材料的选择和应用 发表时间：2017-05-26T09:30:48.923Z 来源：《基层建设》2017年4期作者：潘小谁 [导读] 做好机械设计工作对于机械设备企业来说具有十分重要的意义。 广东省广州市广州机械设计研究所广东广州 510600 摘要：机械设计需要合理地选择材料，不仅要考虑到材料的适用性和经济性，还要保证材料能够满足环保的要求。随着机械设备需求量的不断增加以及机械设备使用概率的不断提升，使得人们对机械设备质量和功能的要求也越来越高，因此做好机械设计工作对于机械设备企业来说具有十分重要的意义。 关键词：轻工业机械设计；材料；选择应用 引言 在工程项目的运作过程中，轻工业机械设备长期处于一个密闭的工作环境中，因此，轻工业机械极容易被腐蚀，从而影响到轻工业设备的多种性能，减少设备的使用寿命。在轻工业设备的设计中，如何选择合适的材料，降低设备的腐蚀程度，延长设备的使用寿命，已经成为人们关注的关键问题。 1轻工业机械设计中材料的选择 1.1选择载荷类型的材料 机械设计过程中，机械材料的外载荷性能常常容易导致机械设计的部分元件失效，而机械的零部件所具备的性能却能有效地防止这种零件的失效。由于失效零部件性能与材料的外载荷性能之间的矛盾，进而要求在机械材料的选择上，要以材料的载荷性能的大小作为机械选材的标准。在选材上可以将材料的载荷性能归结为两个方面：一是当零部件在外载荷力的作用下出现扭转时，其中应力大多集中在材料表层，这就表明，材料表面的性能直接决定着零部件间的控制效果。所以在机械设计材料选择上，如果机械材料需要承受载荷力，就可以选择低碳钢渗碳或者是中碳钢调质的方式对材料进行加工，通过此种材料的选择和加工方式能够确保产品的质量。二是对一些能够承受压缩或者是拉伸作用的材料，由于外载荷力作用到零件的横截面，使横截面的应力比较均衡，所以这就需要在机械材料的设计中，选择一些性能分布均匀的材料，保障在机械设计的加工、生产等环节中能够对材料进行高效的作业。 1.2碳素钢与合金钢型 在轻工业设备中，要求机械零部件要具备一定程度的韧性以及强度，这样才能满足机械运行中的各种机械性能、化学性能以及物理性能的要求。要做好材料选择工作，就必须对材料的韧性以及强度做出充分的考虑。同时，还要考虑材料在加工过程中的可操作性和安全性。 在当轻工业机械设计材料市场中，碳素钢已经成为广泛应用的材料，它不仅成本低，同时具有较好的加工性能和操作性能。但是，碳素钢本身也存在一定的缺陷，这种材料的强度以及韧性比较低，最重要的是中等以上的材料无法顺利的进行热处理加工淬透作业，这些缺陷使影响了碳素钢在轻工业机械设计中的使用。为了提高碳素钢的强度以及韧性，可以在碳素钢中加入一定比例的合金元素，这时就可以形成一种新的材料，即合金钢。与碳素钢相比，合金钢的韧性以及强度得到很大的提升，除此之外，合金钢还有很多碳素钢所没有的优势，比如耐高温、耐磨损、耐腐蚀等。虽然如此，一般情况下碳素钢还是首先选择的材料，只有在零件的横截面积较大、需要对材料进行淬透及材料外载荷应力较大的情况下才可以使用合金钢。 1.3可回收和循环利用型 在机械制造领域内，金属材料的种类非常多，钢材就有100多种。然而在机械设计中，由于不同种类的材料都堆放在了一起，很难对材料进行分类，进而加大了回收利用的难度。因此机械设计的材料选择过程中，为了便于循环利用，可以选择一些单一的合金系制作零部件，因为合金系的构成元件比较少，对环境的压力也较小，所以能有效提高对合金的回收和循环利用效率。 2 材料的运用 2.1材料运用的经济性与实用性相统一 材料运用的经济性与实用性统一是机械设计中必须首先要考虑的问题。在材料运用的过程中应当注意两个方面的内容：一是在机械设计中材料的运用应以零部件的加工工艺为标准。机械加工中不同的加工技术，如切削工艺、铸造工艺、焊机工艺以及热处理工艺等技术对于材料的运用要求是不同的。切削工艺要求材料的应用应当符合切削作业的可操作性特征；铸造工艺要求材料的应用应当向高吸气、高收缩、高流动方向转变；焊接工艺要求材料的应用必须要体现出冷墩性和冲压性的特点；而热处理工艺则要求材料的应用应当符合氧化脱碳性、敏感性、淬透性等特征。二是强调材料应用中的经济性。机械设计过程中，在保障各零部件材料都能够符合各种加工工艺要求的前提下，应当合理地对机械材料的加工成本进行控制，然而为了实现材料应用的经济性，可以根据机械设计企业的自身发展水平，最大限度地对加工工艺和零部件的生产方式进行合理的控制。 2.2 参照零件的制作工艺 在进行机械生产或是加工生产的时候，许多的加工技术对于材料的要求是不一样的。就比如说铸造工业就要求机械设计的材料要具备高流动、高收缩、高吸气的特点；焊接工艺却是需要考虑冲压和冷镦的特性是否良好；热处理工艺要在温度过高的时候，材料具备敏感性，在进行氧化的时候会脱碳；切削工艺又需要材料能够便于切削。在机械设计中，运用材料要参考机械材料零件的制作工艺。零件是组成机械最基本的载体，在进行零件选择的时候，一定要保障其在工作的环境下也能正常保持工作能力，也要考虑到零件的成本不能过高。工作能力是说零件要保持其持久的工作效力，也被称之为承受能力。零件不管在什么条件之下，一旦失去了工作能力就是失效。零件在进行设计的时候不仅要考虑到零件要具备足够的工作能力，还要在选择材料的时候尽量降低成本。零件也要保障制作工艺，尽量减少经济支出，零件的类型尽量能通俗化、标准化，将设计程序尽量简单化来降低生产成本。 2.3对轻工业机械设备要进行防腐的保护 在防腐的时候，首先要从工艺上进行一些有助于防腐的设计。有时候机械设备的形状非常复杂，这就会导致一些如积尘一般明显的缺陷。平时看不出来，但很快这些地方就会被优先腐蚀。因此，为了避免这种现象，在进行轻工业设备的组合设计的时候，就要考虑到以下几个问题：设备的结构尽量简单化，将一切零件都尽量运用一种材质的金属，零件组合的时候也尽量不要留下缝隙。设备的表面要涂抹质量较好的防锈漆，这也是比较关键的一环，好的防锈漆可以起到隔离空气和水汽的效果。在这里，还要注意设备的结构有时也会对防锈漆
机械制造和机械设计的创新思维
机械制造和机械设计的创新思维 摘要：创新设计是推动科技进步的必要途径，是实现产业发展的重要手段。在 商业竞争中，创新设计能促进产品的优化升级，扩大利润空间；在生产中，创新 设计能打破现有的生产力桎梏，推动社会发展进步。机械结构设计中的创新设计，不仅能顺应市场多元化发展，满足人们日常生活中的“功能外需求”，还能提升现 有的机械水平，实现设计最优化，对社会发展具有重大意义。基于此，本文就针 对机械制造和机械设计的创新思维进行分析。 关键词：机械制造；机械设计；创新思维 中图分类号：TU855 文献标识码：A 1机械制造技术的特点 机械制造技术设计的水平是衡量一个国家科技水平和生产力水平的重要指标，它的发展水平直接影响到社会生产的各个行业领域中。如对于重工业而言，大型 机械产品的自动设计研发能够实现我国经济的独立，获得更好的经济效益；并且 在一些新生的行业领域中实现机械化的发展，能够推动社会生产力的发展，形成 产业的优势。如在地能源产业中，利用机械产品进行能源的挖掘，能够提高生产 效率，节约生产的成本，在国际上都能形成产业优势。所以机械制造技术在我国 的发展中占据重要的地位。当前只有把握住机械制造技术的几个特点，才能够在 未来的设计创新中把握住最佳的效果。 1.1机械制造设计的范围较广 机械制造技术并不是单纯的实现机械性制造，还要求能够将信息技术、电子 机械等现代化管理的内容安如其中，在机械产品中实现自动化、智能化管理等等，因而可以说机械制造设计技术的范畴越来越大，其技术研发的难度也较大。 1.2 机械制造设计结构的整体性 这主要是体现在机械制造设计技术不仅包含机械产品的设计图纸，还包括研发、加工、生产以及后期的维护管理的全过程，这是一个密不可分的结构整体， 牵一发而动全身，因而在机械制造设计中需要实现全方位的考虑。 1.3机械制造设计的性价比 机械产品最主要的作用在于其能够投入市场应用，为市场的生产活动带来进步。因而一个具有较高的竞争力的机械产品必须是质量好、造价低的产品，这样 才能够在市场的洗礼下不断的实现创新研发。 2机械制造和机械设计中创新思维的体现 2.1机械创新设计 机械创新设计是结合设计者原有的理论知识，充分发挥创造性思维进行构想 设计和检验从而制造出的经济、环保以及使用效果较好的机械产品。该过程强调 设计者的主体思路在总体的设计过程中的体现，以及产品所发挥的创造性价值。 机械创新设计主要体现在两个方面，第一是对现有的机械产品的工作性能进行改 进和完善，使其能持续满足人们日常工作、生活的需求; 第二是利用已有的技术 和理论知识结合创造性的思维方式设计出新的产品，满足人们新的需求。机械制 造中运用创新思维产生新的设计是在机械功能运转的过程中逐步实现的，在保证原有的机械设备良好工作性能不变的基础上，控制机械工作的经济效 益降低成本。这是人们创造性的思维在机械领域的表现，是人们智慧的结晶，其
浅议机械工程设计中创新思维的运用
浅议机械工程设计中创新思维的运用 发表时间：2019-12-17T14:07:57.660Z 来源：《基层建设》2019年第26期作者：张健 [导读] 摘要：科技的进步，促进工程建设事业得到快速发展。 石家庄华燕交通科技有限公司河北石家庄 050227 摘要：科技的进步，促进工程建设事业得到快速发展。工程机械是19世纪工业革命的产物，历经两百多年的发展，行业水平是一个国家综合实力的外在表现，种类和质量直接影响着现代化发展建设。工程机械企业对工业设计的认知和投入力度普遍增强，届此提升产品价值的观念得到高度认同。工程机械作为高端复杂装备，具有复杂、专业和特殊等性质，其工业设计亦不同于其他产品。本文就机械工程设计中创新思维的运用展开探讨。 关键词：机械工程设计；创新思维；运用 引言 经济全球化下的经济竞争是激烈的，要在激烈的竞争环境中继续生存和发展，就必须找到经济发展的方向，机械工程设计中运用创新思维可以助推经济发展。毋庸置疑，我国的机械工程设计在实践中取得了进步，但是在发展的过程中还存在不少问题，所以，要对机械工程设计进行分析，找到促进机械工程设计发展的方法，在机械工程设计中融入创新思维会使机械工程设计取得大的发展，并为我国的经济发展提供新动能。 1 工程机械发展背景 工程机械的起源可追溯到19世纪欧洲工业革命期间，基础技术的成熟，需求空间的增加，为提高工作效能而发明的工程机械产品应运而生。此后，工程机械的发展经历了两次高峰。第一次高峰出现在19世纪末至20世纪初，基础设施建设成倍增长，新技术新方法不断涌现，诞生了以凯斯（CASE）、卡特彼勒（CATERPILLAR）、沃尔沃（VOLVO）、悍马（HAMM）、小松（KOMATSU）、川崎（KAWASAKI）等为代表的国际上第一批工程机械企业。第二次发展高峰出现在第二次世界大战结束后，战后重建对工程机械设备的需求增大，部分企业由战时生产军用设备转为制造民用产品。此期间出现了以戴纳派克（DYNAPAC）、杰西博（JCB）、宝马格（BOMAG）等为代表的新兴工程机械企业。在经历了两次发展高峰之后，工程机械行业进入了稳定发展阶段。进入21世纪以来，中国工程机械企业在国际市场崭露头角，涌现出了徐工集团、国机重工、三一集团、中联重科等国际一流制造商。国内工程机械行业发展时间短且速度快，前期仅仅重视技术引进的指导思想，制约了产品工业设计的同步发展。国内工程机械行业得到了极大发展，技术层面已相当成熟趋同，企业之间通过技术竞争难以拉开差距，工业设计却成为新的核心竞争力。 2 机械工程设计中的创新型思维 （1）联想类比法。联想类比法包括相似类比法、移植法和仿生法。相似类比法是指在设计过程中要对相似的结构、功能、原理、动作形式进行对比，再对系统进行分解，找到内部相似的部分，利用创新思维将相似部分进行改进，在改进之后创造出自己的特色，实现资源的有效配置。移植法是指将其它领域的技术进行移植，创造出新的技术，利用这种技术可以提高效率。仿生法是指仿照现有生物的一种方法，可以利用这种技术实现比较难的操作。（2）组合创新法。组合创新法一般有2种类型：模块组合法和形态矩阵法。模块组合法的结果是最后要把相似的结构、功能的部件划分在一起，在产品制造中当产品出现了问题的时候只需要把部分坏的零件进行更换。这样就可以节省成本，提高资源的效率。形态矩阵法是指把复杂的问题进行归类处理，化繁为简，把复杂的问题进行简单化，降低故障处理的困难。（3）推理思维法。推理思维法包括提问法、反面求索法、缺点列举法、系统分析法4种类型。提问法顾名思义就是对产品进行综合分析的提问，提出关于产品的一些针对性问题，例如：产品在使用中是否存在问题；产品在制作过程中是否存在问题；产品的成本是否可以再降低；产品的设计是否还需要改进。通过提问能使设计者考虑自己在设计上的不足，设计者可以再对设计进行改进。 3 机械设计中的注意事项 3.1 产品设计环节 对于机械产品的优化主要在以下几个方面：（1）先大致了解并且具体掌握机械制造的完整流程，同时对于每一个零部件进行可靠性分析，进而推断出整体机械工程产品的可靠性能，并且以推测结果为基础进行指标设计。（2）进行指标分配，为了满足各个部件之间可靠性指标的要求，需要将机械制造的产品整体性能都分配到各个零部件之中。可靠性分配环节一般而言有再分配、比例分配以及等分配等多样的评分方法。对于单个零部件的设计过程，为了确保该零部件能够满足国家制定的标准规格，需要进行严格的比对和审查，确保机械工程的整体可靠性能。可靠性实验也是相当必要的，尤其是关键部位的零部件需要对其进行可靠性检测试验。对于可能出现问题的地方需要进行调整，直到其能够满足可靠性能的优化设计要求。 3.2 广泛使用微机技术 计算机技术与微机技术的关系十分密切，工业机器人、数字化技术的积极使用推动了机械产业、机械行业的发展和进步，并完成了传统劳动密集型产业的替代。计算机技术精度高、响应快，主要被应用于驱动控制。比如各种各样的工业机器人。机器人控制简单、结构简单，在机械制造装配、焊接中应用十分广泛。并且还有一些机器人凭借着较高的精度、较强的刚度在机床行业中得到了启用。微机技术还能够在传感器领域中发光发热。简单的结构与较高的灵敏度是人们追捧的主要原因。 3.3 机械设计中模块化设计技术的应用 模块划分是否合理，是整个模块化设计能否成功的核心所在。下面以数控立式车床模型为例进行展开说明。（1）划分数控立式车床模块的基本原则。依据当前的立式车床的模块化要求及结构形式，模块划分的基本原则为：将处于独立状态的功能单元当作模块，也就是针对那些已经被分解的功能单元，在具体结构上，尽量使其独立化；针对此种模块而言，不仅更容易拼组，而且搭配起来也比较方便，因而能够为多种变形产品的构成提供便利；而如果是将部件当作模块，那么此种模块的完整性更为突出，因而可以更好的保障装配质量；如果将组件当作模块，当对功能进行分解与细化之后，还能根据现实需要，以一些组件为对象，展开有目的性的处理。这与对整个部件进行更换相比，不仅更加灵活，而且还经济。在划分模块时，还需围绕机床大件，做好对此方面的模块化处理，需要做到规范、合理，方便分离与连接。（2）划分数控立式车床的模块。在操作过程中，通过对总功能进行严格化分解，可知道，在现实当中，无论是某些功能，还是单个功能，均与一些功能模块处于对立或对应状态。也就是说，如果借用其中的单一模块，便可实现或达成某一功能，那么便是一一对应的关系；如果由若干模块来达成某一功能，那么便是单对多的关系；如果由一个模块来构成某些功能，那么便是多对单的关系。对于数控立
试议汽车设计中的创新思维
汽车设计中的创新思维
?未来汽车的发展方向 ?汽车动力系统中的创新思维?汽车传动系统中的创新思维?汽车底盘的创新思维
一、未来汽车的发展方向 进入21世纪，为了引领和表现新世纪未来汽车的发展走势，不少国际汽车公司接二连三的在全球各大车展中推出自己的概念车和新型汽车。然而有一个现象必须引起我们关注：作为一个汽车大国，中国却少有汽车企业推出自己开发设计的概念车。其中的主要原因是我国汽车设计理念和方法的缺乏以及对概念车研发的不够重视。可以说，一个没有自主设计和自主开发能力的汽车产业，很难说是一个完整的汽车产业。因而我们必须加大对汽车设计的研究与投入，确立一种积极正确的汽车设计的理念，广泛开展概念汽车的设计。 所谓“概念车”就是尚未开始进入市场的一种设计独特且具有一定超前意识的新车型。其主要特点就是：它必须是能给人以思考、能引导新观念的汽车。一般在它刚设计出时，人们的审美观念、消费能力甚至于汽车制造工业的水平还难以承受。一般它会以它前卫的外形设计、创新材料的大胆运用、更完美的性能、全新的汽车室内设计等预示着汽车工业的发展方向。世界一些大汽车公司每年都花费大量的人力、物力设计自己的概念车，并在一些大型汽车博览会上展示。可以说，随着概念车的不断推出，不久的将来就可能会出现具有今天某些概念车的某些特征或功能的汽车。但不一定每一辆概念车都会最终演变为量产车进入市场，大多数的概念车最终只能是个“概念”为人们讨论、研究而已。 在历届的国际汽车大展之中，各大汽车公司发布和推出许多概念汽车，这些概念车除去造型优美之外，还更多的融入了大量现代的高新技术及手段，概念汽车的推出成为汽车公司引以自豪的理念，概念汽车的研究与开发往往都伴随着新技术和新材料的使用，带有一定的前瞻性，预示着一个新的发展阶段和开端，因为这个原因，汽车公司对概念汽车的开发都投入极大的人力和物力，以其显示汽车公司的强大发展势头。各种高科技的应用，使得汽车慢慢地演变为信息、通信、娱乐中心并可与外界进行信息交换，计算机功能及互联网的全方位介入，车载信息，娱乐设备，高级导航设备，实时交通信息功能日趋普及，这些高新技术必然要求汽车设计师们建立起一种超越时空的新的价值体系，各种新技术的出现为汽车设计赋予了更为广阔自由的空间。汽车的功能也进一步扩展，在概念汽车的开发中，汽车逐渐由冰冷的机器变成人类交流的信息平台，如有的概念车有自己表达感情的方式，具备有喜、怒、哀、乐等表情，这些都使得概念汽车高高地超越于量产汽车，成为一个新的时代的象征。概念汽车的设计对汽车产品产生越来越大的影响，它代表了汽车产业的发展方向和基本思路，是汽车公司设计水平和科技水平的象征。 人机工程学是20世纪50年代初迅速发展起来的一门新学科，其目的在于研究、解决工程技术设计与人体之间的关系。而汽车车身设计中的人体工