机械创新设计机械结构的创新设计
探究机械结构设计中的创新设计
探究机械结构设计中的创新设计
机械结构设计是机械工程中的重要环节，它涉及到机械产品功能的实现和性能的优化。
随着科技的不断进步和市场的需求不断变化，创新设计成为了机械结构设计中不可忽视的
一部分。
本文将探究机械结构设计中的创新设计。
机械结构设计的创新可以从不同的角度考虑，包括材料选择、结构形式、动力传递和
驱动方式等。
创新设计在材料选择上可以突破传统的材料界限，采用高性能材料或新型材料，如纳米材料、复合材料等。
这些材料具有优异的力学性能、耐磨性和耐腐蚀性能，能
够提高机械产品的使用寿命和可靠性。
在结构形式上的创新设计可以改变传统机械产品的外形和结构布局，从而提升产品的
性能和功能。
采用仿生学原理设计机械结构，可以使机械产品更加符合人体工程学要求，
提高用户的使用体验；又如，采用紧凑型、模块化设计，可以降低产品的体积和重量，增
加产品的灵活性和便携性。
在动力传递上的创新设计可以改变传统机械产品的传动方式，提高机械系统的效率和
可靠性。
采用电动传动代替机械传动，可以减少传动件的数量和传动损失，提高机械产品
的效率；又如，采用气动传动代替液压传动，可以降低产品的成本和维护难度，提高产品
的可靠性。
机械结构设计中的创新设计对于提高机械产品的性能和竞争力具有重要意义。
创新设
计不仅可以改变传统机械产品的外观和结构，还可以改进机械系统的动力传递和驱动方式，从而实现更高的性能和更广泛的应用。
在机械结构设计中积极探究创新设计，对于进一步
推动机械工程领域的发展具有重要意义。
机械结构创新设计案例
机械结构创新设计案例
嘿，朋友们！今天来给大家讲讲超酷的机械结构创新设计案例！
你想想看啊，就像乐高积木一样，机械结构的创新能搭出各种神奇的东西！比如说，那个可以变形的汽车机器人，哇塞，那可真是太厉害了！它能在眨眼间从一辆普通的汽车变成一个威风凛凛的机器人，这难道不令人惊叹吗？
再看看那些无人机。
以前的无人机可没这么厉害呀，现在呢，经过创新设计，它们可以灵活地穿梭在各种复杂环境中，就像灵活的小鸟！这可不是随便就能做到的呀，得靠设计师们的奇思妙想和不断尝试。
这不就跟我们玩游戏打通关一样吗？得一关一关地过，一次一次地尝试。
还有那个智能手表！那么小的玩意儿里面却藏着那么多精妙的机械结构，不觉得很神奇吗？它可以监测我们的健康数据，可以和我们的手机连接，这就是科技的魔力呀！那感觉就像是手上戴了个小魔法师。
这些机械结构创新设计案例，不正是人类智慧的结晶吗？它们让我们的生活变得更加方便、更加有趣！难道我们不应该为这些了不起的创新而欢呼喝彩吗？它们就像是照亮我们生活的一颗颗璀璨明星呀！所以呀，机械结构
创新真的是太重要了，它不断推动着我们向前进步，让我们的世界变得越来越精彩！
我的观点就是机械结构创新设计有着无穷的魅力和巨大的价值，我们要好好欣赏和支持这些创新成果呀！。
浅析机械结构设计中的创新设计
机械结构设计中的创新设计
机械结构设计中的创新设计
随着科技的发展和社会经济的不断发展，机械结构的设计也在不断的更新和升级。
特
别是在近年来，随着计算机技术的迅猛发展，机械结构的创新和设计变得更加容易和快捷，设计师可以更加专注于创新的思考，从而为用户提供更加稳定、节能、安全、耐用的机械
产品。
机械结构的创新设计主要是指设计师针对用户需求和使用环境，进行创新性的设计，
从而提升机械产品的功能和效率。
以下是一些机械结构的创新设计范例：
1. 自适应结构设计
自适应结构设计可以使机械产品在不同的工况下保持稳定的性能和效率。
例如，一些
自适应的制动器可以根据车速和路况自动调整制动力度，从而使驾驶过程更加安全和稳定。
另外，自适应结构还可以应用于振动控制和自动调节等领域。
2. 新材料应用
新材料的应用可以大大提高机械产品的强度、韧性、耐久性和抗腐蚀性能，从而延长
机械产品的使用寿命。
例如，现代航空发动机中，采用的高温合金材料可以适应高温高压
的工作环境，保证发动机的高效稳定运行。
3. 智能化控制系统
智能化控制系统可以使机械产品更加智能和高效。
例如，在工厂生产线上，可以采用
智能化控制系统对生产过程进行自动控制和监控，从而大大提高生产效率和质量。
另外，
在一些自动化设备中也可以采用智能化控制系统进行自动化控制和处理。
4. 模块化设计
模块化设计可以使机械产品更加易于维护和升级。
例如，某些机械设备采用了模块化
设计，可以方便地更换或升级关键部件，提升产品的可靠性和性能。
此外，模块化设计还
可以使机械产品更加灵活，方便用户根据需要进行组合和拆卸。
探究机械结构设计中的创新设计
探究机械结构设计中的创新设计机械结构设计是指利用机械原理和运动学方法，设计出能够完成特定功能的机械系统的过程。
而创新设计则是在传统的机械结构设计的基础上，运用新的思路和技术，提出独特的设计方案，以达到更高效、更可靠的效果。
在机械结构设计中，创新设计的核心思想是通过提高设计方案的科学性、先进性和实用性，满足现代社会对高性能机械系统的需求。
创新设计应具备以下特点：创新设计应能够提高机械系统的执行性能。
通过运用先进的材料、执行元件和控制技术等手段，提高机械系统的运动速度、精度和稳定性，使其能够更好地适应复杂的工况要求。
在航空航天领域，创新设计可以通过减小系统的重量和体积，并提高系统的可靠性和适应性，满足对高性能和高精度的要求。
创新设计应能够降低机械系统的成本和能耗。
通过改进结构设计和优化工艺流程，提高机械系统的制造效率，降低生产成本。
通过提高能源利用率和降低能源消耗，减少对环境的影响，提高机械系统的可持续发展能力。
创新设计应能够提高机械系统的安全性和可靠性。
通过运用新的安全措施和先进的故障检测技术，提高机械系统的抗干扰能力和自动检测能力，减少故障发生的概率和影响范围。
如在汽车工业，创新设计可以通过引入智能控制系统和主动安全装置，提高车辆的安全性能，减少交通事故的发生。
创新设计应能够提高机械系统的智能化和自动化水平。
通过引入传感器、计算机视觉、人工智能等先进技术，实现机械系统的智能感知、智能决策和智能执行，提高系统的自动化水平和智能化程度。
在制造业中，创新设计可以通过引入工业机器人和自动化生产线，提高生产效率和产品质量，降低人力资源成本。
机械结构设计中的创新设计是一项追求技术突破和改革的工作。
通过运用新的思路和技术，创造出更加先进、高效、可靠的机械系统，满足现代社会对高性能机械的需求。
只有不断探索和实践创新设计，才能推动机械结构设计的发展，为社会的进步和发展做出贡献。
机械结构设计中的创新设计
机械结构设计中的创新设计随着科技的不断进步，机械结构设计领域也在不断涌现出新的创新设计。
机械结构设计是工程领域中非常重要的一部分，它关系到产品的性能、稳定性、安全性等方面，因此在不断追求创新设计的也必须注重产品的可靠性和稳定性。
本文将结合实际案例，探讨机械结构设计中的创新设计。
1. 利用新材料传统的机械结构设计中常用的材料包括钢铁、铝合金等，但随着新材料的不断涌现，例如碳纤维复合材料、钛合金等，设计师们可以根据不同的产品需求选择更轻、更坚固、更耐腐蚀的材料，从而实现更好的性能和更高的可靠性。
在航空航天领域，碳纤维复合材料的应用大大减轻了飞机的重量，提高了燃油效率，同时也增加了飞机的结构强度，改善了安全性能。
2. 使用先进的制造工艺随着3D打印、激光切割、数控加工等制造技术的发展，设计师们可以更加灵活地进行结构设计。
通过这些先进的制造工艺，可以实现更为复杂的结构形态，从而提高产品的性能和稳定性。
利用3D打印技术可以打印出具有复杂内部结构的零部件，从而提高其强度和稳定性。
3. 充分利用智能化技术智能化技术在机械结构设计中也发挥着越来越重要的作用。
传感器技术的应用可以实现对机械结构的实时监测，从而提前发现潜在问题，提高产品的可靠性和稳定性。
人工智能技术的应用也使得机械结构设计更加智能化和自适应，根据不同的工作条件实时调整结构形态，从而实现更好的性能和稳定性。
4. 结构优化设计通过有限元分析和计算机仿真技术，可以对机械结构进行全面的优化设计，从而实现更好的性能和稳定性。
通过优化设计可以使结构更加轻量化、更加坚固、更加稳定，提高了产品的使用寿命和可靠性。
通过有限元分析可以针对零部件的应力分布进行分析，从而针对性地进行结构设计，提高其抗疲劳性能。
5. 整体设计思维在机械结构设计中，不仅要注重单一零部件的设计，还需要注重整体设计思维。
通过整体设计思维，可以实现各个零部件之间的协同作用，从而提高产品的性能和稳定性。
机械创新设计实验报告
机械创新设计实验报告机械创新设计实验报告引言机械创新设计实验是为了培养学生的创新能力和实践动手能力而开设的一门课程。
通过这门课程，学生可以学习到机械设计的基本原理和方法，并且能够在实验中运用所学知识进行创新设计。
本文将对我参与的机械创新设计实验进行详细的报告和总结。
实验背景本次机械创新设计实验的主题是设计一种能够自动收纳和展开的折叠椅。
传统的折叠椅需要人工操作才能完成收纳和展开的过程，但是这种方式不够便捷和高效。
因此，我们的目标是设计一种能够自动完成收纳和展开的折叠椅，以提高使用者的便利性和舒适度。
实验过程在实验开始之前，我们小组成员进行了大量的调研和讨论。
我们研究了已有的折叠椅设计，分析了其优点和不足之处，并且根据用户需求进行了需求分析。
在此基础上，我们开始进行创新设计。
首先，我们确定了自动收纳和展开的机械原理。
通过研究机械结构和运动学原理，我们决定采用电动驱动和连杆机构来实现自动收纳和展开的功能。
接下来，我们进行了详细的设计和制作。
在设计过程中，我们遇到了许多困难和挑战。
例如，如何确保折叠椅在收纳和展开过程中的稳定性和安全性，如何减小机械结构的体积和重量等。
为了解决这些问题，我们进行了多次的实验和测试，并不断进行改进和优化。
最终，我们成功地设计出了一种能够自动收纳和展开的折叠椅。
这款折叠椅在收纳状态下体积小巧，方便携带；在展开状态下稳定舒适，能够满足用户的需求。
通过这次实验，我们不仅学到了机械设计的理论知识，还提高了团队合作和解决问题的能力。
实验结果和总结通过实验测试，我们对设计的折叠椅进行了性能评估。
结果表明，我们设计的折叠椅在自动收纳和展开的过程中表现出良好的稳定性和安全性。
同时，折叠椅的舒适度和便携性也得到了用户的高度评价。
总结起来，机械创新设计实验是一门非常有意义的课程。
通过这门课程，我们不仅学到了机械设计的基本原理和方法，还培养了创新能力和实践动手能力。
通过实验过程，我们不断面对挑战和困难，从中学会了解决问题的方法和技巧。
机械运动方案及机构创新设计
机械运动方案及机构创新设计
一、背景
注射器是一种用于注射药物的医疗器械，它能够有效地把药物注入患
者的体内，因此在医疗中十分重要。
传统注射器办法主要是手动操作的，
由于操作不熟练，容易造成注射量的误差，严重影响治疗效果。
因此，将
注射器的操作过程改为自动挡模式，成为近年来研究热点之一
二、机械运动方案
1.机构设计
采用该方案的射针机构，机构由漏斗、针尖器及轴承支撑立柱三部分
组成。
其中，漏斗主要用于装载药物，同时也是用于支撑的结构部分；针
尖器主要用于控制射针运动；立柱采用轴承支撑以加强稳定性。
2.移动端设计
采用该方案的移动端，由电机、减速机、内、外齿轮、链条轴承组成。
电机作为动力源，通过减速机将高速运动的动力转换为低速运动，然后再
转移到内、外齿轮上，通过链条轴承将低速运动传递给射针机构，以控制
射针的运动。
1.射针机构设计
采用该设计的射针机构，漏斗内部多加入一个推杆机构，与漏斗下方
的针尖器共同，形成一个滑动机构，漏斗内装载药物，药物通过推杆机构
推动针尖器向前面射出。
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机械创新设计
7.1 机械结构设计的基本要求
• 7.1.1满足设计功能要求
• 机械结构设计就是将原理设计方案具体 化，即构造一个能够满足功能要求的三维 实体的零部件及其装配关系。各种零件的 结构功能主要有承受载荷、传递运动和动 力，以及保证或保持有关零部件之间的相 对位置或运动轨迹关系等。
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7.1.2满足工作可靠性要求
• 为了保证零件在规定的使用期限内可正 常地实现其功能，在结构设计中应使零部 件的结构受力合理，节省材料，降低危险 截面应力，减少变形，采用可提高零件的 强度、刚度的结构形式，延长使用寿命， 满足工作的可靠性要求。
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7.1.3结构工艺性要求
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刮鱼鳞刀，9－砍斧
自行车专用扳手
测电笔 瑞士军刀
带照明灯的改锥 双万向联轴器
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7.2.3、功能移植 指相似或相同的结构可用于不同的功能
各类弹性垫圈结构
轴毂联接 的结构
星盘联接
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压套联接
容差环联接
液压涨套联接
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蜗杆卡子
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行走轮支承模块
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7.6.2. 结构复用
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组合式改锥
改锥组合包
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当控制器与显示器配合使用时，还要考虑
它们之间的位置关系，即使操作者容易辨认。 有人进行这样的试验，在灶台上放置4副灶
具，在控制面板上放置4副控制开关，当灶具与 开关以不同方式摆放时，使用者出现的操作错 误次数统计如下：每种方案进行1200次试验。
（1）方案误操作次数为零；（2）方案误操作次数为 76次；（3）方案误操作次数为116次；（4）方案误操
7.3 结构元素的变异与演化
结构元素：指形状、数量、位置、联接、尺寸等
7.3.1元素的变异
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7.3.2 轴榖联接的结构元素变异与演化
平键
花键
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花键
滚珠花键
成型轴毂
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弹性环联接
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7.3.3. 离合器的结构元素变异与演化
作次数为129次。实验还反映了操作时间与误操作 次数具有同样的顺序关系。
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机械创新设计
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7.6 用模块拼接与结构复用进行结构的创新
7.6.1. 模块拼接
• 在结构创新过程中，通常先有一个构思 雏形，然后再把这个构思用实物表现出 来。对于很多构件或构件组合，若加工成 实物，则费用较高，所以用模块拼接的方 法来构成实物，不失为一种简洁经济的结 构创新方法。
自攻自锁螺钉
带 轮 飞 轮 组 合
组合功能轴承
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齿轮与卷筒的组合
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齿轮
卷筒
轴既承受弯矩又承 受转矩
齿轮
卷筒
轴只承受弯矩
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（a） 弹簧垫圈防松
（b） 收口螺母防松
多功能菜刀
图中，1-刀柄，2－刀身，3－刀刃，4 －插片、插条、插粗细丝板，5－铁盒罐头起 子，6－玻璃瓶罐头起子，7－瓶盖起子，8－
• 1. 应使零件形状简单合理，并与所采用的加工方 法相适应；
• 2. 适应已有的生产条件和批量大小； • 3. 合理选用毛坯类型； • 4. 便于切削加工和保证满足热处理的要求； • 5. 满足标准零部件安装的尺寸要求； • 6. 便于装配和拆卸，易于维护和修理。
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7.1.4人机学要求
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形状变异
数量变异
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7.3.4棘轮传动的结构元素变异
机械创新设计
形状变异
位置变异
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7.3.5各种槽销结构元素的变异
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槽的位置变化
各种槽销的应用
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7.3.6 新型联轴器的结构特点
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联结方式的变化
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新型联轴器、
浮动盘环片联轴器 ： 利用弹性变形补偿两轴 的相对偏移
结构设计是机械设计中涉及问题最多、最具 体、 工作量最大的阶段。
它具有实践性，细节性，多样性特点
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机械创新设计
7.1 机械结构设计的基本要求 7.2 实现零件功能的结构设计与创新 7.3 结构元素的变异与演化 7.4 适应材料性能的结构设计与创新 7.5 方便制造与操作的结构设计与创新 7.6 用模块拼接与结构复用进行结构的创 新
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机械创新设计
第7章 机械结构设计与创新
机械结构设计就是将原理方案进行 结构化,包括确定结构中构件的材料、 形状、尺寸、组成零件数量、加工方 法、装配方法等。
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机械创新设计
第七章 机械结构设计与创新
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机械创新设计
第七章 机械结构设计与创新
关于零部件的结构元素的变异设计
其目的除实现方案功能原理所要求实现的工艺 动 作外，还应满足零部件的强度、刚度、精度、稳 定性、工艺、可靠性、寿命等要求。
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球铰柱塞式联轴器：引入移动 副，增大轴向移动补偿量，提高 联接刚度
浮动弹簧片
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7.3.7 弹簧
机械创新设计
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7.3.8 改善工作性能的结构变异
高速带与带轮结构
摆杆与推杆球面位置的变换
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调心滑动轴承
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玉环
金属
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弹性胶体 玉环
金属
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玉
弹性胶体
金属
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V带结构
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7.4.3结构形状变异
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7.5 方便制造与操作的结构设计与创新
7.5.1加工工艺的结构构形
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不同工艺时的结构形式
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7.5.2装配输送的结构构型
塑料联接的替代
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点焊链接
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7.4.2、性能互补
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带弹性外圈的滚子轴承
带弹性元件的铰链
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减振链轮
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
机械创新设计
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安全性能：两米高处落下奖牌完好
在奥运会期间，运动员在获得奖牌后处于兴 奋状态，有可能将奖牌抛向空中。为了提高奖牌 的抗冲击性能，提高强度，奖牌设计修改完善小 组对奖牌金属和玉结合的工艺技术以及安全性等 进行了多次技术测试。实验证明，将奖牌从两米 高空下落做自由落体运动，落地时奖牌完好无 损。
• 在结构设计中必须考虑使用和安全问 题，应优先采用具有直接(本身)安全作用 的结构方案。此外应使结构造型美观，操 作舒适，有利于环境保护。
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7.2 实现零件功能的结构设计与创新
指根据零件的功能来构造其形状、位置、数量以 及连接方式等结构要素
7.2.1功能分解：
指每个零件的每个部位都承担着不同的功能， 具有不同的工作原理，若将其分解，细化则会 更有利于发挥其功能，开发新功能
机械创新设计
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方便输送
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7.5.3简单结构
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机械创新设计
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7.5.4宜人结构
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脚 的 力 量 分 布
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旋钮结构尺寸建议
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以螺钉为例
螺钉头：板拧与支撑
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螺钉体：定位与联结
螺钉尾：导向与保护
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钉子分解
平头 沉头
柱头
双头
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尖尾 柱尾 鸭嘴尾
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齿轮分解
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轮齿：传动功能 轮体：支撑功能 轮毂：联接功能
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7.2.2、功能组合 指一个零件可以实现多种功能
修正双曲线形飞轮
是飞轮各处应力分布 合理，提高飞轮储藏 能量的能力
带膝垫的新型座椅
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轴承
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• (a)
(b)
• 图7.41 粘接结构
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机械创新设计
7.4 适应材料性能的结构设计与创新
7.4.1、扬长避短
铸铁基座
陶瓷联接
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金属螺纹
塑料螺纹