重庆大学机械原理
【重庆大学825机械原理】核心考点及真题精讲课程—讲义

第二部分真题回顾及其解析通过真题的学习和掌握,可以帮助学生把握考试重点。
每年的考点在历年试题中几乎都有重复率,因此,通过对历年真题的把握,可以掌握今年考试的重点。
另外,可以通过对历年真题的学习,把握出题者的思路及方法。
每种考试都有自己的一种固定的模式和结构,而这种模式和结构很难用语言来表述。
而通过认真揣摩历年真题,可以找到这种感觉。
因此,第四部分就真题进行详细的剖析,以便考生掌握命题规律、知悉命题的重点、难点、高频考点,帮助考生迅速搭建该学科考试的侧重点和命题规则。
2.1真题分析年份题型分值考察范围考察难度(了解、理解、掌握、应用)2010计算绘图143825机械原理掌握论述7825机械原理掌握2009计算绘图150825机械原理掌握2008计算绘图150825机械原理掌握2007计算绘图150825机械原理掌握综合来说,825机械原理专业课这几年的题型变化不大,主要有计算绘图题型,难度不变,侧重于对基础知识点的掌握。
在复习时,对于了解的知识点,复习的时候,多花时间加以深入理解和掌握;对于熟悉的知识点,复习的时候,可以花相应的时间复习强化;对于掌握的知识点,复习的时候,多做练习,达到熟练掌握和理解。
2.2真题剖析2002年真题【点评】本年份考试科目为机械设计,包含有机械原理,在本部分真题解析只对其中机械原理真题进行解析。
本年份真题包括以下1种题型:3道计算作图题,总计50分。
【题目】一1.计算图一所示发动机配气机构的自由度,若有复合铰链,局部自由度,虚约束,应明确指出。
(5分)图一【解题】F=3n-(2P L+P H)-F’=3×7-(2×9+1)-1=1A处滚子带入局部自由度,H(G)处与G(H)处的移动副起重复约束作用,故H(G)处移动副带入虚约束。
【分析】该题包括机构自由度的计算,虚约束,局部自由度以及复合铰链4个知识点。
机构自由度的计算,是每年必考的的知识点之一。
命题者主要想考察同学在进行机构自由度计算时,对虚约束,局部自由度和复合铰链这三个知识点的把握程度。
重庆大学机械原理习题

1-1.图题1-1是由点(线)接触所构成的运动副。
试分析计算它们的自由度数量和性质,并从封闭形式和受力状况与相对应的面接触低副进行比较。
1-2.观察分析工作原理,绘制机构运动简图,计算机构自由度。
题图1-2a为一夹持自由度。
实线位置为从上输送带取出工件(夹头处于夹紧状态);虚线位置为将工件放到下输送带上(夹头松开)。
该机构是由行星轮系、凸轮机构及连杆机构组合而成。
题图1-2b是为了减小活塞与汽缸盖之间的摩擦而设计的一种结构形式的内燃机,画出它们的机构运动简图、计算其自由度。
分析结构中存在的虚约束和它们是如何来实现减小摩擦这一目的的。
题图1-2c为一种型式的偏心油泵,画出其机构运动简图,计算其自由度,并分析它们是如何由运动简图演化得到的。
题图1-2d为针织机的针杆驱动装置的结构示意图,绘制其机构运动简图及运动链图。
1-3.用公式推导法,求出F=1、N=10的单铰运动链的基本结构方案以及它们的单铰数和所形成的闭环数k,并从中找出图1-17所示的双柱压力机构简图所对应的运动链。
1-4.计算下列各机构的自由度。
注意分析其中的虚约束、局部自由度合复合铰链等。
题图1-4a为使5、6构件能在相互垂直方向上作直线移动的机构,其中AB=BC=CD=AD。
题图1-4b为凸轮式4缸活塞气压机的结构简图,在水平和垂直方向上作直线运动,其中仍满足AB=BC=CD=AD。
题图1-4c所示机构,导路AD⊥AC、BC=CD/2=AB。
该机构可有多种实际用途,可用于椭圆仪,准确的直线轨迹产生器,或作为压缩机或机动马达等。
题图1-4d为一大功率液压动力机。
其中AB=A`B`,BC=B`C`,CD=C`D`,CE=C`E`,且E、E`处于滑块移动轴线的对称位置。
1-5采用基本杆组法综合运动链和机构。
1)试用Ⅱ级和Ⅲ级基本杆组,综合出如下的瓦特杆链和斯蒂芬逊6杆链。
2)取题图1-5b、stephenson6杆链中的不同构件为机架和原动件,得出不同级别、不同组合方式得机构。
重庆大学机械原理

重庆大学机械原理重庆大学机械原理,是机械工程专业中的一门重要课程。
该课程主要介绍机械原理的基本概念、基本原理和基本方法,以及其在机械设计和运动分析中的应用。
机械原理是机械工程学科的基础,它研究机械结构的运动规律和力学特性,为机械设计和分析提供理论支持。
机械原理主要包括运动学、静力学和动力学三个方面。
首先,机械原理的运动学研究机械结构的运动情况。
它主要通过描述、分析和推导机械结构中各个零件之间的几何关系来研究机械运动的形态与变化规律。
在运动学中,我们学习到了点、线、面的基本概念,学习了描述和分析机械结构运动的常用方法,如速度、加速度、位移等,以及运动学相对定向概念、相对运动推导,不同坐标系下的运动分析等。
其次,机械原理的静力学研究机械结构在静止状态下的力学特性。
它主要研究机械结构在受到外部作用力时的力学平衡条件和力学特性。
在静力学中,我们学习了静力学平衡条件,如力的合成与分解、力矩的平衡条件等。
通过静力学的学习,我们能够更好地理解机械结构受力情况,为机械设计提供力学支持,确保机械结构的安全性和可靠性。
最后,机械原理的动力学研究机械结构在运动状态下的力学特性。
它主要研究机械结构运动时所受到的作用力、加速度、速度和位移之间的关系。
在动力学中,我们学习了牛顿定律、动量定理、功与能的关系等。
通过动力学的学习,我们能够分析机械结构的运动轨迹、速度和加速度的变化规律,为机械设计和动态特性分析提供理论基础。
总的来说,机械原理是机械工程专业中的一门基础课程,它具有重要的理论和实践意义。
通过学习机械原理,我们可以更好地理解机械结构的运动规律和力学特性,为机械设计和运动分析提供理论支持。
同时,机械原理还为我们提供了一种思维方式和分析方法,使我们能够更好地解决实际机械工程中的问题。
在重庆大学的机械原理课程中,老师通常会安排一些实验来帮助学生更好地理解和应用所学知识。
这些实验包括各种各样的力学实验和运动学实验,通过实际操作和观察机械结构的运动特性,加深学生对机械原理的理解。
重庆大学机械原理章节习题库 第一章思考题及复习题(含答案)

第一章平面机构的结构分析基本概念题与答案1.什么是平面机构?答:组成机构的所有构件都在同一平面或相互平行的平面上运动。
2.什么是运动副?平面运动副分几类,各类都有哪些运动副?其约束等于几个?答:运动副:两个构件直接接触而又能产生一定相对运动的联接叫运动副。
平面运动副分两类:(1)平面低副(面接触)包括:转动副、移动副,其约束为 2。
(2)平面高副(点、线接触)包括:滚子、凸轮、齿轮副等,约束为 1。
3.什么是运动链,分几种?答:若干个构件用运动副联接组成的系统。
分开式链和闭式链。
4.什么是机架、原动件和从动件?答:机架:支承活动构件运动的固定构件。
原动件:运动规律给定的构件。
从动件:随原动件运动,并且具有确定运动的构件。
5.机构确定运动的条件是什么?什么是机构自由度?答:条件:原动件的数目等于机构的自由度数。
机构自由度:机构具有确定运动所需要的独立运动参数。
6 .平面机构自由度的计算式是怎样表达的?其中符号代表什么?答:F =3n- 2P L-P H其中:n----活动构件的数目,P L----低副的数目,p H----高副的数目。
7.在应用平面机构自由度计算公式时应注意些什么?答:应注意复合铰链、局部自由度、虚约束。
8.什么是复合铰链、局部自由度和虚约束,在计算机构自由度时应如何处理?答:复合铰链:多个构件在同一轴线上组成转动副,计算时,转动副数目为m-1个局部自由度:与整个机构运动无关的自由度,计算时将滚子与其组成转动副的构件假想的焊在一起,预先排除局都自由度。
虚约束:不起独立限制作用的约束,计算时除去不计。
9.什么是机构运动简图,有什么用途?答:抛开构件的几何形状,用简单的线条和运动副的符号,按比例尺画出构件的运动学尺寸,用来表达机构运动情况的图形。
用途:对机构进行结构分析、运动分析和力分析。
典型例题例2-1 试计算图示各运动链的自由度数,并判定他们能否成为机构(标有箭头的构件为原动件)。
重庆大学机械原理教案

重庆大学机械原理教案【重庆大学机械原理教案】一、教案概述本教案旨在为重庆大学机械工程专业的学生提供一份全面、系统的机械原理课程教学大纲。
通过本教案的实施,学生将能够全面掌握机械原理的基本概念、原理和应用,并具备解决相关问题的能力。
二、教学目标1. 理解机械原理的基本概念,包括力、力矩、力的合成与分解等;2. 掌握刚体静力学的基本原理,包括平衡条件、支撑反力分析等;3. 理解刚体动力学的基本原理,包括动力学方程、动量守恒等;4. 掌握机械运动学的基本原理,包括速度、加速度的计算方法等;5. 熟悉机械原理在实际工程中的应用,包括力学系统的分析与设计等。
三、教学内容1. 第一章:力学基础1.1 力学的基本概念1.1.1 力的定义和单位1.1.2 力的分类1.1.3 力的合成与分解1.2 力的作用点、作用线和作用面1.3 力的效果1.3.1 力对物体的作用效果 1.3.2 力对物体的变形效果 1.4 力的测量方法1.4.1 弹簧测力计1.4.2 力传感器1.5 力的平衡条件1.5.1 力的平衡条件的定义1.5.2 平衡力的合成与分解2. 第二章:刚体静力学2.1 刚体的基本概念2.1.1 刚体的定义和特点 2.1.2 刚体的运动形式2.2 平衡条件的推导与应用 2.2.1 平衡条件的推导2.2.2 平衡条件的应用2.3 支撑反力分析2.3.1 支撑反力的定义2.3.2 支撑反力的计算方法2.4 重力和重心2.4.1 重力的定义和计算2.4.2 重心的定义和计算3. 第三章:刚体动力学3.1 动力学方程3.1.1 牛顿第二定律3.1.2 动力学方程的推导3.2 动量守恒3.2.1 动量的定义和计算3.2.2 动量守恒定律3.3 动力学问题的解法3.3.1 一维动力学问题的解法3.3.2 二维动力学问题的解法4. 第四章:机械运动学4.1 位移、速度和加速度4.1.1 位移的定义和计算4.1.2 速度的定义和计算4.1.3 加速度的定义和计算 4.2 相对运动分析4.2.1 相对速度的概念和计算4.2.2 相对加速度的概念和计算4.3 机械运动学的应用4.3.1 机械系统的运动分析4.3.2 机械系统的设计原则四、教学方法1. 理论授课:通过讲解、示范等方式,向学生传授机械原理的基本概念和原理。
重庆大学机械设计原理课件曲柄摇杆机构演化1

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重庆大学机械原理课程教案

课程教案(按章编写)课程名称:机械原理适用专业:机械设计制造及自动化等机械类专业年级、学年、学期:2002级,2004-2005学年第二学期教材:《机械原理》,黄茂林、秦伟主编,机械工业出版社,2002《机械原理教程》,申永胜主编,清华大学出版社,1999 任课教师:秦伟编写时间:2005年2月绪论一、教学目标及基本要求1.认识和了解机器及其基本功能结构—机构;了解机构的基本功能和结构特征;对机构、可动联接、构件、零件等有明确的概念和具体的认识。
2. 了解本课程的研究对象、主要内容以及在机械设计和人才培养中的地位和作用;了解学习本课程的要求和方法通过“绪论”的学习,使学生能为后继内容的学习打下一定的感性认识和理性认识基础;明确本课程的内容与作用,激发学生学习的兴趣和积极性。
二、教学内容及学时分配第一节机器的功能结构及机构(1学时)第二节机械原理课程的定位与任务第三节机械原理课程的主要内容、基本要求与学习方法(第二、三节共0.5学时)三、教学内容的重点和难点1.从机器及机械系统的总体去认识机构。
2.机构的基本功能特征—传递与变换运动;机构的基本功能结构—构件及可动联接。
3.本课程的学习内容与要求,注意突出其系统综合性和创新性。
四、教学内容的深化与拓宽介绍本学科领域的现状及发展前沿。
五、教学方式与手段及教学过程中应注意的问题充分利用多媒体教学手段,通过典型机器案例的功能分析、结构分析及工作过程(特别是其运动传递、变换与做功的过程)分析,具体、形象、生动地认识了解机构及其结构与运动学特征,认识典型常用机构。
应强调学习知识和培养培养能力是相辅相成的,但后者比前者更重要。
本课程的教学内容较多而教学时数相对较少,因此在讲授本课程时,着重讲重点、讲难点、讲思路、讲方法。
学生在学习本课程时,应把重点放在掌握研究问题的基本思路和方法上,着重于能力的培养。
这样,就可以利用自己的能力去获取新的知识。
六、主要参考书目1 黄茂林,秦伟主编.机械原理.北京:机械工业出版社,20022 申永胜主编.机械原理教程.北京:清华大学出版社,19993 王知行,刘廷荣主编.机械原理.北京:高等教育出版社,2000七、相关的实践性环节参观机械创新设计实验室,认识及了解典型机器和机构。
重庆大学机械原理6

( ) ( )
2
2
应用逼近法可以对方程组进行求解步骤: 应用逼近法可以对方程组进行求解步骤: ⑴ 令µ0=0,求出理想机械中的运动副反力。 ,求出理想机械中的运动副反力。 根据求出的约束反力计算运动副中的摩擦力和摩擦力矩, ⑵ 根据求出的约束反力计算运动副中的摩擦力和摩擦力矩,并将 其作为已知力加在相应的构件上重新进行受力分析, 其作为已知力加在相应的构件上重新进行受力分析,计算移动副中的约 束反力。若相邻两次计算出的约束反力误差满足分析精度要求, 束反力。若相邻两次计算出的约束反力误差满足分析精度要求,则以最 后一次计算结果作为力分析的最终结果,否则重复上述过程, 后一次计算结果作为力分析的最终结果,否则重复上述过程,直到满足 分析精度要求为止。 分析精度要求为止。
y x − µ 0 cos β ( Rij ) 2 + ( Rij ) 2
( ) ( )
x 2 Rij +
y 2 Rij
和
y x − µ 0 sin β ( Rij ) 2 + ( Rij ) 2
将摩擦力和摩擦力偶矩加入力平衡方程中, 将摩擦力和摩擦力偶矩加入力平衡方程中,整理后得到一非线性方 程组。 程组。方程组中含有下列待求机构约束反力项
一 、构件组的静定条件 可以用动力学方法或动态静力分析方法确定机构中构件组全 部运动副约束反力的结构条件,称为构件组的静定条件 (Statically determinate condition)。 ) 要使构件组成为静定的, 要使构件组成为静定的,就要求该构件组所能列出的力的平 衡方程数等于该构件组中所有运动副反力的未知要素数, 衡方程数等于该构件组中所有运动副反力的未知要素数,这样该 构件组中的所有未知力可通过求解联立方程或图解方法求得。 构件组中的所有未知力可通过求解联立方程或图解方法求得。 构件组是否具有静定特性,与该构件组所含构件数、 构件组是否具有静定特性,与该构件组所含构件数、运动副 数及其类型有关。 数及其类型有关。
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将毫无关联、完全不同 的知识要素结合起来形 成新方案
在求解问题中变换求解因素,采 完善计划、修改方案、
用其他原理、改变思索方向
修正观点
模外仿形人、或感生觉物机的理生理原理、结构、向人或生物索取启迪
借助反复函求多名专家的书面意 具有匿名性,便于充分
见形成创意
发表看法
16
方法名称 635法
设计目录法
方法的主要特点
顺序的安排 各级传动比的分配
润滑系统设计 冷却系统设计 故障检测系统设计
安全保障系统设计
照明系统设计
7
第二节 现代设计观念与创新设计简介
一、现代设计观念 (一) 机械设计的历史
凭直观感觉来设计制 作工具和机械,往往 带有一定的盲目性
人类设计 经历的阶段
直觉设计阶段 经验设计阶段
依靠个人的才能和经验, 运用一些基本设计计算理 论,借助类比、模拟和试 凑等方法进行设计
著,在很大程度上取决于总体方案设计的构思和方案拟定时
的设计思想。 内容
系统功能原理设计 运动规律设计
执行机构型式设计
执行系统的方案设计
执行系统协调设计
机构尺度设计
运动和动力分析
执行系统方案评价与决策
6
原动机类型的选择和 传动系统的方案设计
控制系统的方案设计
其它辅助系统的设计
传动类型选择 传动路线选择 传动链中机构
23
0.8
设计一台彩色电视机阴极盘用的金属
片 的 冲 裁 机 器 , 圆 片 直 径 10mm , 厚 度
10
0.8mm。
功能分解 送料
冲制
退回
确定方案时应注意两点 ⑴ 用最简单的方法实现 同一功能。
⑵ 注意光、机、电、流 体等知识的综合运用。
24
用最简单的方法实现功能举例
图示按摩椅中的按摩轮利用一 个偏心空间凸轮,同时实现三维方 向的按摩作用—径向振动挤压、向 下推拉和横向推拉,构思巧妙,结 构非常简单。
阶 段
步骤
信息集约
产品设计任务
产
预测调研
品
规
可行性分析
划
明确任务要求
方法
设计方法 预测技术
主要指导 理论
设计方法学 技术预测理论 市场学 信息学
可行性报告、设计要求项目表
2
阶 段
步骤
方法
主要指导 理论
总功能分析
系统化设计法 系统工程学
功能分解
创造技法
形态学
评价决策方法 创造学
原
功能元求解
理
功能载体组合
挑事物的毛病,提出改进设想 追求完满,追求卓越
集合3~5人,根据议题自由畅谈, 不准批评,寻求创意
பைடு நூலகம்
以量求质
根据多项创造性的提问,进行分 帮助人们广思,思考方
项检核,寻求创意
向和目标明确
通过比较,借助原有知识,在异 分析两事物的相同或相
中求同,在同中求异
似点,由此及彼
15
方法名称
方法的主要特点
方法的主要目的
按确定工况与静态考虑 采用单项与人为准则
现代设计
多元性方法学直接综合使其在各 种条件下实现方案与全域优化目 标
注重全局构成及协调,包括造型 设计、宜人设计
研究动态的随机工况、模糊性及 随机性
采用科学的模糊综合评判
12
(三)机械现代设计和创新设计的特点 ● 从经验积累上升到系统理论,更具科学性。 ● 由漫长的相对稳定到充满活力的快速飞跃发展,更具创
造性。 ● 从较单一的应用力学体系发展到多学科融合的系统工
程,更具多元性。 ● 从设计的指导思想、理论体系以及设计技法、设计的物
质手段都充分体现了最新的科学技术成就,更具完美 性。 ● 设计“绿色机器”成了现代机械设计追求的目标。
13
二、创造性设计与创造性思维 创造性思维的主要特点 ● 独特性; ● 多向发散性; ● 非逻辑性; ● 连动性; ● 综合性。
明确任务 黑箱法
总功能
功能树
功能元
创造技法
功能元解
形态学矩阵
功能原理方案
评价法
最佳功能原理方案
27
三、执行系统的运动规律设计 1. 工艺动作分解和运动方案选择 运动规律设计通常是对工艺方法和工艺动作进行分析, 把其分解成若干个基本动作。工艺动作分解的方法不同,所 形成的运动方案也不同。
立式钻床工艺动作分解
19
一、机械执行系统运动方案设计的主要内容和过程
根据需要制定机械的总功能,拟 定实现总功能的工作原理和技术 手段,确定机械所要实现的工艺 动作
通过对工作原理所提出的工 艺动作进行分解,决定采用 何种运动规律来实现工作原 理
决定选择何 种机构实现 给定的运动 规律
功能原理设计 运动和动力分析
运动规律设计 执行机构型式设计
设计部署
只限于从方案到工作图这个 阶段
贯穿开发的全过程,考虑全寿命 周期的质量信息反馈
设计思维
朝向结构方案的“收敛性思 维”
面向总体功能目标的“发散性” 思维
11
传统设计与现代设计的比较
比较内容
设计方法
设计目标 设计考虑
的工况 设计评估
传统设计 采用少数的验证性分析以满 足限定的约束条件
局限在微观和结构
齿轮加工
仿形原理 范成原理
工作原理相同,运动方案不同
滚齿
齿轮加工
插齿
剃齿
22
其它实例 斜面的应用 螺旋压力机、螺旋千斤顶、螺纹联接件、螺旋输送机、 螺杆泵、螺旋微动机构、千分尺等 齿轮加工方法 无屑加工(精密铸造、粉末冶金成型、滚压成型)、切削 加工(成型法、展成法)、成型法加工的盘状齿轮铣刀和指状 齿轮铣刀、展成法的滚齿和插齿
第七章 机械系统运动方案设计
第一节 机械总体方案设计
重要性 直接决定产品的性能、质量及其在市场上的竞争力和企 业效益。 核心内容 机械运动方案设计,最具创造性和综合性。 一、机械产品的设计过程 五个阶段 产品规划(概念设计)、总体方案设计、结构技术设计、 生产施工设计(工艺设计)、改进设计。
1
机械产品设计一般进程
思维心理学 决策论 模糊数学
方
功能原理方案(多个)
案
设
原理试验
计
评价决策
最优原理方案
原理参数表、方案原理图
3
阶 段
步骤
总体设计
结构设计
技 结构价值分析
造型设计 造型价值分析
结构方案(多个) 外观方案(多个)
术
试验
试验模型
设
评价决策
最优结构方案
评价决策 最优造型方案
计
最优技术设计方案
总体布置图、装配 总体效果图、 草图、技术文件 外观效果模型
面向功能,将技术、经济和社会 环境因素结合在一起统筹考虑
设计进程
在战略进程和战术步骤上有 随意性
强调设计进程及其步序的模式化
设计手段
计算器、图板加手册的个体 手工作业
充分利用电子计算机进行计算、 自动绘图和数据库管理,集团分 工协作
设计方式
以经验总结、规范依据为主
强调预测与信号分析及创造性的 相互配合
物场分析法 分解法
形态综合法
任何主体总是通过“场”作用于 使物场三要素相互作用
客体,根据客体寻找合理的“场”更有效,功能更完善、
和主体
可靠
把事物分解或离散,使问题暴露 便于抓住主要矛盾,寻
出来,改进后重组
求特色创意
对创造对象进行因素分解,列出 每个因素的全部形态(手段),按 组合原理形成众多方案
寻找尽可能多的解,从 中选优
6人参加,每次每人写3个设想, 5分钟后交换,看过别人的设想 后,再修正和补充3个设想…
通过完备的设计信息库进行系统 搜索
方法的主要目的
以笔代口,相互激励, 短时间内可产生较多的 设想方案
有利于计算机辅助自动 化设计
评价法 通过评价寻找弱点加以改进完善 寻求最优解决方案
价值分析法 从经济效益出发分析和改进方案 追求高价值的产品
14
部分创造技法
方法名称
特性列举法
希望点列举 法
缺点列举法 智爆法
设问探求法 联想类比法
方法的主要特点
方法的主要目的
将事物按名词、形容词、动词分 解为三方面特性,将每类特性加 以改变或延拓
根据社会需求或个人愿望,通过 列举希望来形成创新目标
化整为零,逐个研究改 进
将思维收敛于某“目 标”,侧重自由联想, 思路更宽
按摩轮 r B
25
光、机、电、流体等知识的综 合运用举例
图示分析天平,要求 精度达到0.01g,但靠目力 读指针的微小偏角已不可 能。
K向
光源
增加了一级光学放 大镜,将读数放大。
透镜
刀口 玛瑙 支撑
指针
活动游标
活动游标 读数窗
26
2. 功能分析与功能求解 功能分析法(Function analysis),将机械产品的总功能 (Total function)分解成若干功能元(Function element),求解 功能元,将其组合,得到满足总功能要求的多种解决方案供 评价选择。
刀具作复合运动
刀具与工作台分别运动
组合法 功能分析法
综摄法 转向法 仿生法 函询集智法
按一定技术原理,将两个或多个 功能元素合并,形成新产品、新 产生新功能 工艺、新材料
紧紧围绕功能分析、求解、组合 满足产品的功能要求是
寻找方案
设计的核心
把初次接触的事物或发现,联系 到熟悉的事物中,用新眼光变熟 悉为陌生,以新观点、新方式思 考问题
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