【精编】机械创新设计PPT课件
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第五章机械创新设计2精品PPT课件
高温下制成的形状
使用形状记忆合金的铆钉连接 （单程记忆合金）
插入孔中
加热到 高温
低温下施力变形
电流变液 （Electro-rheological Fluid， ER）
一种机敏材料，胶体悬浮状液体。用外加电场可控制其 流动阻力。
电场增强，流动阻力增大。
主动半轴
ER 材料
从动 半轴
电流变液 离合器
五、提高性能的创新
在设计中前轴承的精度比后轴承高一级。
δ
写在最后
经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量 Study Constantly, And You Will Know Everything. The More
You Know, The More Powerful You Will Be
结构简单，便于操作 承受的力较小
四、结构材料的变异创新
变换材料
采用新型材料
（一）变换材料
铰链节叉
铸铁结构
钢板结构
质量轻 节省材料 可大批量生产，成本低
（二）采用新型材料
形状记忆合金 一种机敏材料。
高温下制成所需的形状──在低温下改变形状── 重新升温后，恢复原来形状。
单程记忆合金：冷却后不能恢复原低温时的形状 双程记忆合金：冷却后能恢复原低温时的形状
提高刚度和强度的设计
提高精度的设计
（一）提高刚度和强度的设计
轴外伸端处带轮与轴的结构设计
弯
矩
轴 受 弯 矩 作 用
作 用 在 直 径 较 大
的
套
上
（二）提高精度的设计
精密车床的主轴
B
A
L
a
δ
δΑ
δB
《机械创新设计》PPT (3)
1.3.3 任务分析
1.3.4 相关知识
1.凸轮机构的基本结构和功能
2.凸轮机构的分类
3.凸轮从动件常用运动规律
4.平面凸轮轮廓设计方法
5.凸轮机构基本尺寸确定
6.圆柱凸轮机构
1.3.5 任务实施
1.平面凸轮机构设计
2.圆柱凸轮机构设计
按2011年全国职业院校技能 大赛高职组“机械部件创新设 计与制造”竞赛项目规程要求： 推料顶杆作直线往复运动，行 程范围30mm～50mm。两个参 赛队分别选择盘形和圆柱凸轮 机构作为执行机构来完成推料 动作，如图1-46所示。试按竞 赛规程要求设计凸轮机构。
学习情境1 机械部件执行机构设计
任务3 凸轮机构设计
1
1.3.1 学习目标
目录
1.掌握凸轮机构的基本概念、分类及其应用；
2.掌握凸轮机构从动件的运动规律及其设计原则；
3.掌握反转法原理及其在凸轮轮廓设计中的应用；
4.掌握解析法在凸轮轮廓设计中的应用；
5.掌握空间凸轮机构的设计方法。
1.3.2 任务描述
1.3.4 相关知识
匀速运动规律
等加速等减速运动规律 从动件作等加速等减速运动时，
加速度有有限值的突变，导致机构产 生柔性冲击，可用于中速轻载的场合。
等加速等减速运动规律
从动件常用运动规律 >>从动件常用运动规律
余弦加速度运动规律 从动件按余弦规律运动时，在行
程始末加速度有有限值突变，也将导 致机构产生柔性冲击，适用于中速场 合。
尖顶从动件
当盘形凸轮的回转中心趋向于 无穷远时，凸轮相当于机架做直线 运动,形成移动凸轮机构。
滚子从动件
属于空间凸轮机构
平底从动件
机械创新设计PPT课件
现有事物能否减少、缩小或省略 某些部分 5）能否缩小 能否浓缩化 能否微型化 能否短点 轻点 压缩 分割 简略
现有事物能否用其他材料、元件
6）能否代用 能否用其他原理、方法、工艺
能否用其他结构、动力、设备
.
9
设问法—核检表法 能否调整已知布局 能否调整即定程序 7）能否调整 能否调整日程计划
能否调整规格 能否调整因果关系
8）能否颠倒
能否从相反方向考虑 作用能否颠倒 位置（上下、正反）能否颠倒 现有事物能否组合
9）能否组合 能否原理组合 方案组合 功能组合
能否形状组合 材料组合 部件组合
.
10
设问法—核检表法
2、核检表法的优点
是一种具有较强启发创新思维的方法。
这是因为它强制人去思考，有利于突破一些人不
愿提问题或不善于提问题的心理障碍。提问，尤
.
13
五、设问法— 和田十二法
５、和田十二法又称聪明十二法是我
国创造学者许立言等与上海和田路小学 对奥斯本的检核表法结合和田路小学的 实际而提出的。
具体体现为：加一加、减一减 、 扩一扩、缩一缩、变一变、改一改、联 一联、学一学、代一代、搬一搬、反一 反、定一定。
.
14
设问法
６、案例： 给出一个用核检表法改进玻璃杯的案例
2. 从输入输出两个方向去构思黑匣内的具体内 容
3. 根据黑匣中构思出来的第一层内容进行第二
层方案内容的构思
.
4
自动照明方案构思
约束条件：1、可靠实现开启功 2、易于大批量生产和制造
第一层
第二层
第二层
第一层
行人车辆减少
摄 摄像像装装置置
复杂
天
温度下降
现有事物能否用其他材料、元件
6）能否代用 能否用其他原理、方法、工艺
能否用其他结构、动力、设备
.
9
设问法—核检表法 能否调整已知布局 能否调整即定程序 7）能否调整 能否调整日程计划
能否调整规格 能否调整因果关系
8）能否颠倒
能否从相反方向考虑 作用能否颠倒 位置（上下、正反）能否颠倒 现有事物能否组合
9）能否组合 能否原理组合 方案组合 功能组合
能否形状组合 材料组合 部件组合
.
10
设问法—核检表法
2、核检表法的优点
是一种具有较强启发创新思维的方法。
这是因为它强制人去思考，有利于突破一些人不
愿提问题或不善于提问题的心理障碍。提问，尤
.
13
五、设问法— 和田十二法
５、和田十二法又称聪明十二法是我
国创造学者许立言等与上海和田路小学 对奥斯本的检核表法结合和田路小学的 实际而提出的。
具体体现为：加一加、减一减 、 扩一扩、缩一缩、变一变、改一改、联 一联、学一学、代一代、搬一搬、反一 反、定一定。
.
14
设问法
６、案例： 给出一个用核检表法改进玻璃杯的案例
2. 从输入输出两个方向去构思黑匣内的具体内 容
3. 根据黑匣中构思出来的第一层内容进行第二
层方案内容的构思
.
4
自动照明方案构思
约束条件：1、可靠实现开启功 2、易于大批量生产和制造
第一层
第二层
第二层
第一层
行人车辆减少
摄 摄像像装装置置
复杂
天
温度下降
机械创新设计ppt课件
2018/11/16
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。
创新能力的构成元素
•创新基础 •创新智能 •创新意识 •创新方法 •创新环境
2018/11/16
2018/11/16
2018/11/16
第六节
本课程的内容、性质和目的
1.本课程的内容 •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） •机构的创新设计 •机械传动的创新设计 •机械系统创新设计介绍
2018/11/16
• 爱迪生为了找到适用的电灯灯丝材料，用 了6000多种植物纤维，试验了1600多种耐 热材料，终于发明制造出炭化灯丝的电灯 • 法拉第用长达18年的大量实验，发现了电 磁感应现象。 • 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 了0.1克纯镭。
2018/11/16
2.本课程的性质和目的
2018/11/16
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
2018/11/16
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
2018/11/16
• 两用拐杖
2018/11/16
• 拉链 • 尼龙搭扣 • 椅子转化为 躺椅、摇椅、转椅
2018/11/16
• 选不同构件为主动件，可得不同的应用。
农村水井打水的手动唧筒
2018/11/16
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 件物品引申设想出其他东西? • 港口用的起重机（双摇杆机构） • 飞机起落架（双摇杆机构）
机械创新设计范例 ppt课件
图4
齿轮支架 轴套架 p托pt课架件 连杆 卡爪
27
主轴 齿轮
导程
图3
支撑架 托架 轴套架 齿轮支架 齿轮 齿轮 销轴 齿轮 托架
ppt课件
12
ppt课件ຫໍສະໝຸດ 13两主动胶轮间的另一个链轮，通过链条与摆 线针轮减速机上的链轮连接，由电动机，多盘无 极调速器、联轴器、摆线针轮减速机组成的原动 机系统驱动，即实现两个主动胶轮与两个主动钢 轮的同步转动；当平台上的薄壁筒体由4个胶轮 托起时，由主动胶轮通过与筒体接触处的摩擦力， 驱动薄壁筒体转动；当薄壁筒体由4个钢轮支承 时，也由主动钢轮借助接触处的摩擦力，驱使筒 体转动，转速可由多盘无极调速器在1：10范围 内调整。
典型机械设计范例
ppt课件
1
本次讲座的目的意义：
1、了解机械设计的一般方法与思路：
机械设计是一种创造性的劳动，需要全身心的投入， 要设法拿出自己独到的见解，哪怕是一些不十分成熟方 案，在此基础上开动脑筋去加以完善；这样:可以在与同 事的讨论中找出自身的差距；可以在方案逐步完善的过 程中，使自己焕发出工作热情与信心；可以在设计工作 过程中，使自己逐步成为内行，增长才干，获得进步。
机做出记号，以备修整。
二、精圆整设备：
由于辊筒工作转速较高，设备的转动精度和
运行平衡性精度也有较高要求，因此对筒体零件
的径向跳动、直线度等方面都有严格的公差要求，
在薄壁筒体零件的成形加工工艺中，精圆整工艺
成为影响产品质量的关键，需要专用设备来解决
精圆整工艺的难题。 为解决薄壁筒体精圆整加工的工艺难题，笔者
转动，转速为100r/min。行星轮走刀机构在支承主 轴转动的同时，通过五个齿轮组成的行星轮系及两
机械创新设计实例分析课件PPT(共 36张)
第一节 平动齿轮传动机构
1. 应用了平行四边形机构和齿轮机构的串 行连接；
平动齿轮创新设计方法总结： 2. 应用了三套机构的并行连接；
3. 应用了转动副的销钉扩大和尺寸变化等 演化与变异设计。
第一节 平动齿轮传动机构
二、平动齿轮传动的关键技术
使齿轮实现圆平动运动的机构称为圆平动机构。常用的圆平动机构有： 1．用平行四边形机构实现齿轮圆平动
第一节 平动齿轮传动机构
2．用正弦机构实现齿轮圆平动 3．用孔销机构实现齿轮圆平动
应用“机构同性异形变换原理”，还可以演化出多种圆平动机构。它 的性能决定了平动齿轮传动的性能，所以每综合出一种圆平动机构，就得 到一种新型平动齿轮传动。
第一节 平动齿轮传动机构
三、平动齿轮机构的演化
平动发生器是平动齿轮机构的关键技术。不同的平动发生器，会演化出 结构不同的平动齿轮机构，相同的平动发生器，结构不同，也会演化出性能 差异很大的平动齿轮传动装置。
•
13、要相信，这个世界上永远能够依靠的只有你自己。所以，管别人怎么看，坚持自己的坚持，直到坚持不下去为止。
•
14、也许你想要的未来在别人眼里不值一提，也许你已经很努力了可还是有人不满意，也许你的理想离你的距离从来没有拉近过......但请你继续向前走，因为别人看不到你的努力，你却始终看得见自己。
•
第二节 机构应用创新设计案例分析
三.Stewart机构的应用创新设计
Stewart平台机构
Stewart平台机构用于运动模拟器
第二节 机构应用创新设计案例分析
三.Stewart机构的应用创新设计
俄罗斯Lapic 公司的KNM-750
世界上第一台并联机床
第二节 机构应用创新设计案例分析
机械创新设计课件(PPT 91页)
(3)传动部分 传动部分介于原 动机与执行部分之间，用以 传递运动及动力。当原动部 分的速度大小不能满足执行 部分的需要时，传动部分用 机 以实现运动的增速或减速。
(4)控制和操纵部分 该部分的作 器 用是使机器上的原动部分、执行 部分和传动部分协调工作。控制 部分是指通过测量元件取得机器 运行的一定信息，并转换为控制 信息，交由控制器发出信号到操 纵部分，使被控制对象的运动情 况发生变化。
机械创新设计
第一节 创新与创新方法
一、创新的概念
1、发现：是指原本早已存在的事物，经过人们不断 努力和探索后被人们认知的具体结果。
2、发明：是指人们提出或完成原本不存在的、经过 人们不断努力和探索后提出的或完成的具 体结果。
2.5、创造：也是一种完成新成果的过程，但可能具有一定的 参照物，而不强调原本不存在的事物。
现代设计方法强调以计算机为工具，以工程软 件为基础，运用现代设计理念进行的机械设计。
可靠性设计、优化设 计、有限元设计、计算机 辅助设计、虚拟设计等都 是常用的现代设计方法。
现代设计方法在强调运用计算机、 工程设计与分析软件和现代设计理念 的同时，其基本的设计内容是建立在 常规设计的基础上。
在强调现代设计方法的时候，不 可忽视常规设计方法的重要性。
1、群智集中法：群智集中法又称头脑风暴法 2、仿生创新法 3、功能设计创新法 4、移置技术创新设计法 5、类比求优创新设计法 6、反求创新法
第二节 常规设计、现代设计与创新设计
常规设计
正向设计 现代设计
机械设计方法
创新设计
反向设计 （反求设计）
1、常规机械设计
常规机械设计方法是依据力学和数 学建立的理论公式和经验公式为先导， 以实践经验为基础，运用图表和手册等 技术资料，进行设计计算、绘图和编写 设计说明书的过程。
《机械创新设计》PPT (2)
1.2.5任务实施
按2011年全国职业院校技能大赛高 职组“机械部件创新设计与制造”竞赛项 目规程要求：推料顶杆作直线往复运 动，行程范围30mm～50mm。某参赛 队选择平面连杆机构作为执行机构来 完成推料动作，如图所示。试按竞赛 规程要求设计该机构。
1.2.2 任务描述
3
选择零件类型、结构 计算零件上的载荷
铰链四杆机构>>铰链四杆机构的基本形式
（3）双摇杆机构
1.2.4 相关知识
港口用起重机吊臂 ABCD构成双摇杆机构，AD为机架，在主动 摇杆AB的驱动下，随着机构的运动，连杆BC的 外伸端点E获得近似直线的水平运动，使吊重W 作水平移动，大大节省了移动吊重所需要的功率。
电风扇摇头机构 电动机外壳作为其中的一根摇杆AB，蜗轮 作为连杆BC，构成双摇杆机构ABCD。蜗杆随 扇叶同轴转动，带动连杆BC绕C点摆动，使摇 杆AB带电动机及扇叶一起摆动，实现一台电 动机同时驱动扇叶和摇头机构。
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缺点
设计计算困难、复杂，一般只能近似满足要求；
构件增多时，累积误差较大，同时使效率降低，自锁的可能 性增大；
构件作平面复杂运动，惯性力不容易平衡；
机械创新设计06PPT课件
-
6
⑷特种加工机床
随着工件形状的日益复杂，以及材料的特殊性能（高 硬度材料及高脆性材料），引入了电加工、超声波加工的 方法，为机床开辟了新的领域。图中超声波加工原理是： 利用火花放电时能烧毁金属表面的电蚀现象进行金属的加 工。另外图中还显示了电解原理的磨削加工示意图及超声 波加工的应用实例。
-
7
机械系统创新设计实例
随着科技的发展，对机械产品的精度要求越来越高。例如宇宙 飞行用陀螺仪中的30mm球形转子，要求其不圆度不大于0.12um；导 弹控制系统的齿轮传动允许误差只有几秒。这些高精度的零件当然需 要高精度机床来加工。高精度机床除本身具有高精度以外，主要还附 加了一些特殊的校正、测量与定位装置。如图所示的机构。
-
8
机械系统创新设计实例
1、蒸汽机
⑴原始蒸汽机 17世纪末，法国技师巴本制成了世界 第一台蒸汽机。其工作原理是，通过向汽缸中注水并加热， 水蒸气将活塞推动上去，当活塞被推到汽缸顶部时再撤热， 然后使缸内汽冷却，大气压力便将活塞推下来。该蒸汽机 虽然很原始，但就其具备汽缸与活塞来说是具有划时代意 义的。
-
24
机械系统创新设计实例
-
25
机械系统创新设计实例
③有效负载：指操作机在工作时臂端可能搬运物体的重量
或所能承受的力及转矩。机器人的有效负载除受到驱动功率 的限制外，还受到材料、环境、运动参数（如速度、加速度 及其方向）的限制。如图示的加拿大手臂，用于航天飞机上 的机器人，额定搬运质量为14500kg，在运动速度较低情况 下能达到29500kg。然而，这种负荷能力只有在太空中失重 条件下才有可能达到。在地球上，该手臂本身重量达410kg， 连自重引起的臂杆变形都无法承受。
机械创新设计教材(PPT79张)
低副机构的运动副元素加工方便、容易保证配 合精度以及有较高的承载能力等方面考虑，应优先 采用低副机构。
6.1.1 机构尽可能简单
2．适当选择运动副 在一般情况下，应先考虑低副机构，而且尽量少 采用移动副。 采用连杆机构很难完成精确设计时，应考虑采用 高副机构。
6.1.1 机构尽可能简单
3．适当选择原动机 执行机构的形式与原动机的形式密切相关，不要 仅局限于选择传统的电动机驱动形式。
6．2．1 按运动形式要求选择机构
6．2．2 机构方案的评价
1．评价指标和评价体系 满足同一运动形式或功能要求的机构方案有很多， 对这些方案应从运动性能、工作性能、动力性能等 方面进行综合评价。
6．2．2 机构方案的评价
1．评价指标和评价体系
所谓评价体系，是通过一定范围内的专家咨询， 确定评价指标及其评定方法。对于不同的设计任务， 应根据具体情况，拟定不同的评价体系。 只有建立科学的评价体系，才可以避免个人决 定的主观片面性，减少盲目性，从而提高设计的质 量和效率。
6．3．1 利用组合原理构型新机构
2．凸轮—连杆机构
当递纸吸嘴开始向 前递纸时，摆杆3上 的滚子与凸轮小面 接触,齐纸块5绕01点 逆时针方向摆动让 纸。 当递纸吸嘴放下纸 张，摆杆3顺时针方 向摆动，齐纸块5顺 时针方向摆动靠向 纸堆，把纸张理齐。
6．3．1 利用组合原理构型新机构
2．凸轮—连杆机构
6．3．1 利用组合原理构型新机构
3．齿轮—凸轮机构
1) 实现给定运动规律的变速回转运动 齿轮、双曲柄和转动导杆 机构虽能传递匀速和变速转 动，但无法实现任意给定的 运动规律的转动。
齿轮和凸轮组合而成的组合机 构，则能实现这一要求。图中系 杆3为原动件，齿轮1为输出件。 摆杆2’与行星轮2固接，由于固 定凸轮的作用，行星轮2相对系杆 3产生往复摆动，使齿轮1得到预 期。
6.1.1 机构尽可能简单
2．适当选择运动副 在一般情况下，应先考虑低副机构，而且尽量少 采用移动副。 采用连杆机构很难完成精确设计时，应考虑采用 高副机构。
6.1.1 机构尽可能简单
3．适当选择原动机 执行机构的形式与原动机的形式密切相关，不要 仅局限于选择传统的电动机驱动形式。
6．2．1 按运动形式要求选择机构
6．2．2 机构方案的评价
1．评价指标和评价体系 满足同一运动形式或功能要求的机构方案有很多， 对这些方案应从运动性能、工作性能、动力性能等 方面进行综合评价。
6．2．2 机构方案的评价
1．评价指标和评价体系
所谓评价体系，是通过一定范围内的专家咨询， 确定评价指标及其评定方法。对于不同的设计任务， 应根据具体情况，拟定不同的评价体系。 只有建立科学的评价体系，才可以避免个人决 定的主观片面性，减少盲目性，从而提高设计的质 量和效率。
6．3．1 利用组合原理构型新机构
2．凸轮—连杆机构
当递纸吸嘴开始向 前递纸时，摆杆3上 的滚子与凸轮小面 接触,齐纸块5绕01点 逆时针方向摆动让 纸。 当递纸吸嘴放下纸 张，摆杆3顺时针方 向摆动，齐纸块5顺 时针方向摆动靠向 纸堆，把纸张理齐。
6．3．1 利用组合原理构型新机构
2．凸轮—连杆机构
6．3．1 利用组合原理构型新机构
3．齿轮—凸轮机构
1) 实现给定运动规律的变速回转运动 齿轮、双曲柄和转动导杆 机构虽能传递匀速和变速转 动，但无法实现任意给定的 运动规律的转动。
齿轮和凸轮组合而成的组合机 构，则能实现这一要求。图中系 杆3为原动件，齿轮1为输出件。 摆杆2’与行星轮2固接，由于固 定凸轮的作用，行星轮2相对系杆 3产生往复摆动，使齿轮1得到预 期。
机械创新设计基础ppt课件
13
第一节 人类的思维
抽象思维是以抽象的概念、判断和推 论为形式的思维方式，概念是客观事物本 质属性的反映，判断是两个概念的联系， 推论则是两个以上判断的联系。
14
第一节 人类的思维
2.发散思维与收敛思维 发散思维又叫分散思维、求异思维、
开放思维等。它是根据提供的信息，多方 位寻求问题的答案的思维方式。
1
第一章 引言
第一节 创造与发明并不神秘 第二节 创新需要勇气和毅力 第三节 创新人才的培养 第四节 机械创新设计
2
第四节 机械创新设计
• 设计是人类改造自然的一种基本活动，设
计是复杂的思维过程，设计的本质是创新。
• 设计的目的是将预定的目标，经过分析痛
决策，通过一定的信息（文字、数据、图 形）而形成设计方案，并通过制造、实施 使设计成为产品，造福人类。通过设计， 不断为社会提供新颖、优质高效、价廉物 美的产品，提高产品的竞争力和经济效益。
3
第四节 机械创新设计
二、设计思路和设计过程 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工作流程、机械设 计的过程，一般分为产品规划、原理方案 设计、技术方案设计、改进设计等四个阶 段。
4
第四节 机械创新设计
1.产品规划阶段——明确设计任务和要求， 提出设计任务书 这一阶段的中心任务是，在市场调查 的基础上，进行产品需求分析、市场预测、 可行性分析，确定设计目标、主要参数和 约束条件，最后提出设计任务书，作为设 计、评价、决策的依据。
35
第一节 综合创新原理
图3-2为一种小型车、钻、铣三功能机 床。它是适应小型企业、修理服务行业加 工修配小型零件运用综合原理开发设计出 来的小型多功能 机床。安的设计特点是： 以车床为基础，综合钻床、铣床主要箱而 成的。
第一节 人类的思维
抽象思维是以抽象的概念、判断和推 论为形式的思维方式，概念是客观事物本 质属性的反映，判断是两个概念的联系， 推论则是两个以上判断的联系。
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第一节 人类的思维
2.发散思维与收敛思维 发散思维又叫分散思维、求异思维、
开放思维等。它是根据提供的信息，多方 位寻求问题的答案的思维方式。
1
第一章 引言
第一节 创造与发明并不神秘 第二节 创新需要勇气和毅力 第三节 创新人才的培养 第四节 机械创新设计
2
第四节 机械创新设计
• 设计是人类改造自然的一种基本活动，设
计是复杂的思维过程，设计的本质是创新。
• 设计的目的是将预定的目标，经过分析痛
决策，通过一定的信息（文字、数据、图 形）而形成设计方案，并通过制造、实施 使设计成为产品，造福人类。通过设计， 不断为社会提供新颖、优质高效、价廉物 美的产品，提高产品的竞争力和经济效益。
3
第四节 机械创新设计
二、设计思路和设计过程 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工作流程、机械设 计的过程，一般分为产品规划、原理方案 设计、技术方案设计、改进设计等四个阶 段。
4
第四节 机械创新设计
1.产品规划阶段——明确设计任务和要求， 提出设计任务书 这一阶段的中心任务是，在市场调查 的基础上，进行产品需求分析、市场预测、 可行性分析，确定设计目标、主要参数和 约束条件，最后提出设计任务书，作为设 计、评价、决策的依据。
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第一节 综合创新原理
图3-2为一种小型车、钻、铣三功能机 床。它是适应小型企业、修理服务行业加 工修配小型零件运用综合原理开发设计出 来的小型多功能 机床。安的设计特点是： 以车床为基础，综合钻床、铣床主要箱而 成的。
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该方法强调以成熟的技术为基础， 目前常规机械设计方法仍然是机械工 程中的主要设计方法。
各高等工科学校的机械设计教科书 主要讲授这种方法。
例如：轴的结构设计过程
• 按功率计算出轴的 最小直径
• 根据轴上零件的周 向固定和轴向固定
• 查阅设计手册 • 结构设计
2、现代设计方法
现代设计方法强调以计算机为工具，以工程软 件为基础，运用现代设计理念进行的机械设计。
2、创新设计：是指在设计领域中，提出的新 的设计理念、新的设计理论或设计方法，从而 得到具有独特性和新颖性的产品。
三、 创造性思维与创造能力的培养
1、创造性思维与潜创造能力
逻辑 灵感 思维 思维
知识
2、创新的涌动力
存在于人类自身的 潜创造能力，只有 在一定压力和一定 条件下才会释放出 能量。
四、 创新方法简介
3、创新设计：
清洗
粉碎
过滤去皮
挤压成型
油炸成产品
红薯泥 薯 条
创新导致加工设 备的改变
设计实例二：椰肉加工机的设计
1、常规设计： 椰子剖开
旋转
刀具切削
刀具
椰 子
椰肉
结果不理想
2、现代设计：
在设计思想没有改变时，通过计算机 仿真、优化设计等，可减少椰肉的损 失、提高生产率，但结果仍然不理想
3、创新设计：
可靠性设计、优化设 计、有限元设计、计算机 辅助设计、虚拟设计等都 是常用的现代设计方法。
现代设计方法在强调运用计算机、 工程设计与分析软件和现代设计理念 的同时，其基本的设计内容是建立在 常规设计的基础上。
在强调现代设计方法的时候，不 可忽视常规设计方法的重要性。
3、创新设计方法
机械创新设计是指充分发挥设计者 的创造力，利用人类已有的相关科学技 术知识，进行创新构思、设计出具有新 颖性、创造性及实用性机械产品的一种 实践活动。
(3)传动部分 传动部分介于原 动机与执行部分之间，用以 传递运动及动力。当原动部 分的速度大小不能满足执行 部分的需要时，传动部分用 机 以实现运动的增速或减速。
(4)控制和操纵部分 该部分的作 器 用是使机器上的原动部分、执行 部分和传动部分协调工作。控制 部分是指通过测量元件取得机器 运行的一定信息，并转换为控制 信息，交由控制器发出信号到操 纵部分，使被控制对象的运动情 况发生变化。
1、 常规设计方法
第一道工序：清洗：设计清洗机
第二道工序：削皮：设计削皮机
红薯固定，刀旋转，完成削皮的 红薯
刀
任务。
第三道工序：切片后再切条。
需要设计清洗、削皮、切条三套设备，由 于红薯形状 和大小差异很大，控制削皮的厚度较难，导致浪费严重， 生产率也低。
2、现代设计： 在设计思想没有改变时，通过计算机仿真、 优化设计等，可减少削皮的损失、提高生产 率，但仍然不理想。
3、创新：是指提出或完成具有独特性、新颖性和实 用性的理论或产品的过程。
4、创新与创造关系：无本质差别，创新是创造的具体 实现。但创新更强调创造成果的
5、创新分类：
新颖性、独特性和实用性
知识创新
人们认识世界、改造世界 的基ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ理论的总结
技术创新 应用创新
针对具体的事物，提出并完成具有 新颖性、独特性和实用性的新产品
第三节 机械创新设计的内容
• 一、有关机构的几个名词术语
机械：机器和机构的总称 机器：人为的通过运动变换或传递机械能、物
体和信息的物件的组合体 机构：机器中执行机械运动的装置
一、机器
机器实例
机器所共有的三个基本特征：
1)它们都是一种人为的实体的组合，而不是自然之物。 2)机器都有确定的运动。 3)机器可以实现人所期望的机械能、物体和信息的变 换和传递。
1、群智集中法：群智集中法又称头脑风暴法 2、仿生创新法 3、功能设计创新法 4、移置技术创新设计法 5、类比求优创新设计法 6、反求创新法
第二节 常规设计、现代设计与创新设计
常规设计
正向设计 现代设计
机械设计方法
创新设计
反向设计 （反求设计）
1、常规机械设计
常规机械设计方法是依据力学和数 学建立的理论公式和经验公式为先导， 以实践经验为基础，运用图表和手册等 技术资料，进行设计计算、绘图和编写 设计说明书的过程。
的过程
把已存在的事物应用到某个新领域， 并发生很大的社会与经济效益的具
体实现过程
6、创新方式：其一是由无到有的创新，其二是由有
到新的创新
二、 创新设计的概念
1、设计的概念：是指根据社会或市场的需要， 利用已有的知识和经验，依靠人们思维和劳动， 借助各种平台（数学方法、实验设备、计算机 等）进行反复判断、决策、量化，最终实现把 人、物、信息资源转化为产品的过程。
注入溶剂，椰肉 溶化成汁
创造性思维改变了 产品加工方法
椰子
由机械加工方法到化学方法生产
结论：
1、常规设计方法是一切方法的基础 2、现代设计方法是在常规设计方法
的基础上，提高设计效率、产品 可靠性和质量的设计方法 3、创新设计的要素是强调创造性的 设计思维，其结果具有巨大效益 4、加强创新教育是高等学校的职责
机械创新设计
第一节 创新与创新方法
一、创新的概念
1、发现：是指原本早已存在的事物，经过人们不断 努力和探索后被人们认知的具体结果。
2、发明：是指人们提出或完成原本不存在的、经过 人们不断努力和探索后提出的或完成的具 体结果。
2.5、创造：也是一种完成新成果的过程，但可能具有一定的 参照物，而不强调原本不存在的事物。
凡同时具备上列三个特征的实体组合便称为机器。
最一般意义上的机器由下列四部分组成：
(1) 原动部分 原动部分是机器动力的来源。常用的原 动机可分成一次原动机和二次原动机。一次原动机 把自然界的能源转变为机械能。二次原动机把二次 能源如电能、液能转变为机械能。有的简单机器的 原动部分为人力。
(2) 执行部分 执行部分处于整个机器传动运动的终 端，完成预期的机械动作。执行部分可以是一个或 多个构件，且其结构形式随机器的用途不同而呈现 不同形式。有时机构也能成为执行部分，如许多机 械手的抓取部分常为连杆机构。
结论：
无论设计方法如何，常规设计仍然 是最基本的设计方法，是机械设计课程 的根本内容。有关常规设计的基本理论、 基本方法与基本技能不应减少。
三、不同设计方法的实例分析
设计实例一：薯条加工机的设计 设计实例二：椰肉加工机的设计 设计实例三：内平动齿轮传动装
置的设计
设计实例一：薯条加工机的设计
1、常规设计： 2、现代设计： 3、创新设计：