第9章 机械创新实例介绍
机械创新设计实例分析分解54页PPT
机械创新设计实例分析分解
11、用道德的示范来造就一个人，显然比用法律来约束他更有价值。—— 希腊
12、法律是无私的，对谁都一视同仁。在每件事上，她都不徇私情。—— 托马斯
13、公正的法律限制不了好的自由，因为好人不会去做法律不允许的事 情。——弗劳德
14、法律是为了保护ຫໍສະໝຸດ 辜而制定的。——爱略特 15、像房子一样，法律和法律都是相互依存的。——伯克
谢谢你的阅读
❖ 知识就是财富 ❖ 丰富你的人生
71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——屈原 75、内外相应，言行相称。——韩非
机械创新设计 第九章 机械创新设计实例
能补偿位移和偏 移，有一定的缓冲 减振能力
能补偿位移和偏 移，缓冲减振能力 好
5
机械创新设计—机械创新设计实例
套筒联轴器
凸缘联轴器
十字滑块联轴器
齿轮联轴器 6
机械创新设计—机械创新设计实例
链条联轴器
万向联轴器
弹性套柱销联轴器
尼龙柱销联轴器
7
机械创新设计—机械创新设计实例
方案II A112—A22—B2—C3—D3—E31—F36—G1—H12—H22
15
机械创新设计—机械创新设计实例 实例二 抓斗的原理方案创新设计
抓斗功能 主要用于就地装卸大量散粒物料，用于河口、港口、车 站、矿山、林场等处。 任务的提出 目前使用的一些抓斗，还不能完全满足装卸要求。市场 上希望有一种装卸效率高、作业快、功能全、适用广的散货 抓斗。
2
机械创新设计—机械创新设计实例
第九章 机械创新设计实例
实例一 联轴器的创新设计
联轴器功能 机械中的常用部件，主要用于联接两轴并传递运动和转 矩。 任务的提出 各类机械、机床的转速、载荷、工作环境变化多端，要 求设计人员不断研制新型的联轴器或改进联轴器以适应不同 的工况。
3
机械创新设计—机械创新设计实例
主动轴 n，T
可移式联轴器开发创新设计
左半联轴器
中间元件
右半联轴器
联接元件
联轴器系统结构
联接两轴并传递运动与转矩
联 接
传 递 运 动 与 转 矩
补 偿 两 轴 相 对 位 移
吸 震 缓 冲
润 滑 密 封
维 修 再 生
安 全 保 护
联轴器功能树
从动轴 n，T
机械创新设计(第九章)
二、原始机构选择
1．行星传动的选择——外激波摆 动活齿传动
（1）组成结构及传动原理 图912所示
外激波摆动活齿传动的传动原 理；当驱动力输入后，输入轴以等 角速度带动外激波器H绕固定主轴 线转动，由于外激波器内轮廓径向 尺寸的变化，产生向心的推力，推 动摆动活齿绕其在活齿架上的铰链 点摆动，通过摆动活齿中心轮高副 啮合运动，摆动活齿推动外齿中心 轮K以等角速度绕主轴线转动，使 与其固联的输出轴获得输出转速， 于是外激波摆动活齿传动完成了转 速变换运动。
罗伯特——契贝谢夫定理：由一个四杆铰链机构发生的 一条连杆曲线，还可以由另外两个四杆铰链机构发生出来。 或表达为同一连杆曲线，可以用三个不同的四杆机构来实现。
一、连杆点K位于连杆两铰链连线上的同迹连杆机构
图形缩放原理：图9-18a所示为一平行四边形导引机构， 当A点沿任意给定轨迹运动时，C点将绘出与A点相似但缩小了 的轨迹。
单运动的数目。被运动副限制了的相对简单运动称为约束μ
（Unfreiheit）。提供一个约束的运动副称为I级副，提供两个 约束的运动副称为Ⅱ级副，则空间机构自由度计算公式可以写 成
（3）传动效率高 同K-H-V型少齿差行星传动相比，因省去 了W输出机构，单级传动效率可达92%~96%。
4 结构紧凑，体积小，重量轻 5 制造简单、维修拆装方便
6 能单轴或多轴传输动力 5 ．外平动齿轮传动存在的问题：
1 为避免传动发生渐开线齿廓重迭干涉，内齿轮副应采用 角变位齿轮传动中的正传动（x1+x2>0），并降低齿高，
式中 i1——第一级减速传动比； i2——第二级传动比。
第二节 活齿减速带轮机构
一、概述
将带传动和行星传动组合起来，在不增加带轮外廓尺寸的 条件下，研制出具有两种传动综合优良性能的行星减速带轮。 如：摆线针齿减速带轮、2K-H行星减速带轮、变速传动轴承减 速带轮、钢球行星摩擦减速带轮等。
简单机械创新设计案例
简单机械创新设计案例在现代社会，机械设备已经成为人们生活中不可或缺的一部分。
而随着科技的不断进步，简单机械的创新设计也变得越来越重要。
本文将介绍一个简单机械创新设计的案例，希望能够给读者带来一些启发和思考。
这个案例是关于一家工厂的生产线上的一个简单机械设备。
在过去，这个设备的设计存在一些问题，导致生产效率不高，而且容易出现故障。
为了解决这些问题，工厂决定进行一次创新设计。
首先，他们对原有的机械设备进行了全面的分析和调研。
他们发现，原有的设备在运行过程中存在很多摩擦和磨损，导致了频繁的维护和更换零部件。
而且，设备的操作界面也比较复杂，操作人员需要经过一段时间的培训才能够熟练操作。
基于这些问题，工厂开始进行创新设计。
首先，他们对设备的结构进行了调整，采用了新型的材料和润滑技术，大大减少了摩擦和磨损，提高了设备的稳定性和耐用性。
其次，他们对设备的操作界面进行了重新设计，简化了操作流程，使得操作人员能够更快速地上手，减少了培训成本。
经过这些创新设计的改进，工厂的生产效率得到了显著提高。
设备的故障率大大降低，大大减少了维护成本和更换零部件的费用。
而且，由于操作流程的简化，工人的操作效率也得到了提升，整体生产效率得到了极大的提高。
这个案例告诉我们，简单机械的创新设计并不是一件简单的事情，需要对原有设备进行深入的分析和调研，找出存在的问题和瓶颈。
然后，通过科学的设计和技术的革新，才能够真正地提高设备的性能和效率。
总之，简单机械的创新设计是一个需要不断探索和实践的领域。
希望通过这个案例的分享，能够给大家带来一些启发，激发大家对简单机械创新设计的兴趣，为推动机械设备的发展做出更多的贡献。
机械创新设计范例1
机械创新设计范例11. 引言机械创新设计是指在工程领域中，通过引入新的机械设计理念和技术，设计出具有创新性和优越性能的机械产品。
本文将介绍一个机械创新设计的范例，以展示机械创新设计的方法和过程。
2. 范例介绍2.1 背景在工业生产中，传统的液压系统在某些应用中存在一些问题，例如能效低、噪音大、易损件多等。
为了解决这些问题，我们进行了一项机械创新设计。
2.2 设计目标本次设计的目标是开发一种新型液压系统，具有以下特点：•高能效性：提高工作效率，降低能源消耗。
•低噪音：减少噪音污染，提供更好的工作环境。
•高可靠性：降低易损件的使用，减少维修成本。
2.3 设计过程本次设计包括以下步骤：1.确定需求：分析传统液压系统的问题，确定设计目标。
2.市场调研：了解当前市场上已有的液压系统，并分析其优缺点。
3.创新设计：根据需求和市场调研结果，进行创新设计。
4.模拟分析：通过计算机仿真软件对设计方案进行分析和优化。
5.实验验证：制作样机并进行实验验证，评估设计方案的性能。
6.优化改进：根据实验结果，进行相应的优化改进。
3. 设计方案在本次设计中，我们提出了一种新的液压系统设计方案。
该方案的核心思想是引入变频电机和可调速液压泵，通过控制系统对液压泵进行精确调速，从而实现高能效和低噪音。
3.1 变频电机传统液压系统中使用定频电机驱动液压泵，无法根据实际工况调整工作速度，造成能源浪费和噪音污染。
而我们采用的变频电机能够根据需求实时调整转速，提高工作效率，并且减少噪音。
3.2 可调速液压泵传统液压系统中使用的液压泵转速固定，无法适应不同工作负载的需求。
而我们采用的可调速液压泵可以根据需要实时调整转速，提供所需的液压工作压力和流量，从而提高工作效率和能源利用率。
3.3 控制系统为了实现对变频电机和可调速液压泵的精确控制，我们设计了一个先进的控制系统。
该控制系统可以根据实际工况自动调整液压泵的转速，并监测液压系统的工作状态，提供实时报警和故障诊断功能。
创新思维与方法第9章 发明原理及其运用
9.1 发明原理的由来
表9-1 40个发明原理及其阐明的统一规则 下面，我们选择TRIZ的40个发明原理中的一部分做详细介绍。为全面了解， 读者可以阅读本书的PDF资料或者其他资料。
9.2
原理1：分割
9.2 原理1：分割
分割原理是指这样一种过程：以虚拟或真实的方式将一个系统分成多个部分， 以便分解（分开、分隔、抽取）或合并（结合、集成、联合）一种有益的或
会优先使用副油箱中的燃油；在进入战斗前，抛弃副油箱，以减轻飞 机的重量，增加飞机的机动性能。
9.3 原理2：抽取
图9-3 战斗机悬挂的副油箱
9.3 原理2：抽取
最初的空调是一体机，工作时，压缩机会产生噪声。随着技术的发展， 空调被分为室内机和室外机两部分。将压缩机放在室外机中，减少噪
声对人的影响。
内燃机的多个汽缸（见图9-1）。 将学生分成不同的年级，不同的班级。
9.2 原理1：分割
图9-1 内燃机的汽缸
9.2 原理1：分割
（2）将对象分成容易组装（或组合）和拆卸的部分。例如： 组合家具。
暖气上的多个暖气片。
将一根根铁轨连接起来，形成铁路。 在公司的组织结构上，可以使用模块化的方法来实现公司管理的柔性
个风洞来模拟（见图9-5）。这种方法可以用于任何需要气动或水动
测试的系统。 （3）将对象（物体、系统或过程）“颠倒”（上下颠倒、内外颠倒、前 后颠倒、顺序颠倒等）过来。例如将物体从上面向下插入更快，特别是 螺栓。
9.5 反向作用
图9-5 风洞实验
9.5 反向作用
应用案例： （1）在向房顶上运送建筑材料时，人既可以站在房顶上用绳子往上拽， 也可以通过在房顶上部安装一个滑轮，用绳子往下拉。无论采用哪种方 式，都可以将建筑材料运送到房顶上。
机械创新设计实例分析
PPT文档演模板
机械创新设计实例分析
•10.1 新型内燃机的开发实例
•3) 旋转式发动机的实用比
• 活塞式发动机工作时具有吸气、压 缩、做功(燃爆)、排气4个冲程，做功冲 程输出转矩，对外做功
• 这种往复式活塞发动机存在以下明 显的缺点。
• (1) 工作机构及气阀控制机构组 成复杂，零件多；曲轴等零件结构复杂， 工艺性差。
PPT文档演模板
•活塞1 •连杆2 •气缸3 •曲轴4 •进气阀 5 •排气阀 6
•旋转式发动机简图
PPT文档演模板
机械创新设计实例分析
•10.1 新型内燃机的开发实例
• 旋转式发动机在运转时同样也有吸气、压缩、燃爆(做功)和排
气4个动作。
•吸气：AB弧所对的内腔容积由小变大，产生负压效应，由
吸气口将燃料与空气的混合气体吸入腔内。
•压缩：内腔由大变小，混合气体被压缩。
•燃爆：高压状态下，火花塞点火使混合气体燃爆并迅速膨 胀，产生强大的压力驱动转子，并带动曲轴输出运动和转矩， 对外做功。
• (4) 数控编程采用CAD/CAM一体化编程方法。在CAXA/ME的支持下，首先 绘制圆柱凸轮的展开曲线，然后生成G代码程序，最后利用R232接口将加工 程序传输给数控系统。编程过程精确、直观、方便、灵活。
•该装置可完成各种圆柱凸轮的精确自动化加工，另外还可以加工各种平面 凸轮。
PPT文档演模板
机械创新设计实例分析
•10.1 新型内燃机的开发实例
机械创新设计 第9章创新实例与分析
机械创新设计
第9章 创新实例与分析
一、创新思路的分析
第二届全国大学生机械创新设计大赛确定的大赛主题是“健康 与爱心”，内容包括：“助残机械、康复机械、健身机械、运 动训练机械等四类机械产品的创新设计与制作”。在助残机械 中可爬楼梯的轮椅成为不少学校的参赛作品选题。 轮椅爬楼梯最基本的要求就是将轮椅升高到 高一级的台阶上 为了实现这一要求，不同学校采用了不同方案。
压线工作块
订书器工作块
尖嘴钳工作块
绞杠扳手工作块
橡胶材料工作块
圆弧形工作块
图9－13 多功能模块
BUCT
机械创新设计
2.机械式停水自闭水龙头 该项作品是大连理工大学在第一届全国大学生机械 创新设计大赛中获得一等奖作品。 本作品首先采用的创新方法是希望点列举法，希望设计 一个水龙头，能起到停水后自动关闭，再来水也不会出水的 作用。因为现实生活中常常会出现这样的现象，人们在用水 时，如果突然停水时，往往会忘记关闭水龙头，而离去。若 再来水，则会“水漫金山”，造成浪费。如何设计一个机构巧 妙，成本低廉，体积不大的装置是本作品的主要目标。
BUCT
机械创新设计
二、创新实例
1. 多功能齿动平口钳 该项作品北京化工大学在第一届全国大学生机械创新设 计大赛中获得一等奖的作品。
图9－10 V形钳口的受力分析
BUCT
机械创新设计
图9－11创新方案草图
BUCT
机械创新设计
图 9－12 双齿轮齿条结构
BUCT
机械创新设计
剪切工作块
剥线工作块
BUCT
机械创新设计
BUCT
机械创新设计
以上三项作品实际上是三个创新思路
第一个作品的思路是在同一结构上通过简单转换得到 两种驱动模式，分别适应爬楼和平地行走；第二个作品 的思路是采用了他人辅助上楼的方式，解决了轮椅爬楼 过程中重心调整的最大难题，降低了制作难度和制作成 本，而且水平运动靠人力，升起运动靠电动机驱动；第 三个作品的思路是将爬楼梯动作分解为水平和竖直升降 两个运动，通过单片机控制两台可逆电动机驱动相应机 构，完成轮椅两部分的相对移动，实现整台机器上下楼 梯的功能。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
三、产品总体功能描述
将无级变速器应用到自行车中，使得自行车也 可以实现无级变速器的平顺。将花毂减震器应用到 自行车，使得自行车具有更好得减震效果。 该款自行车，在舒适性、操控性、功能效率及 改装经济性方面都有显著提高。
花鼓减震器
前后花鼓一览
弹性原件围绕花鼓
花鼓减震器在花鼓和辐圈中间
依赖于改装车架的常规减震器
1. 高效能的防震功能,使骑乘者有舒适的感觉。 2. 避震车能增加轮胎和地面所摩擦时间的百分 比,大幅提高控制效能。 3. 让骑乘者在遇到癫簸路段时不用将脚离开脚 踏, 可再加速骑乘的速度。 , 4. 可在原有花鼓的基础上进行改装，无需拆筋 动骨。 5. 为三角车架的减震提供可能。
第9章 机械创新实例介绍 章
（1） 无极变速赛车
无极变速赛车
一、创意来源 常规自行车换档时由于链条与变速轴 的摩擦导致大量能量损耗，存在瞬间停止 力，且需要大量离心力。为此产生无级变 速自行车的创意！ 她采用无级变速器和花鼓减震系统， 实现了换挡零损耗，并且提供了第三减震 器。
二、创意设计 将汽车的无级变速 理念运用到自行车当中 去，采用可变槽宽的棘 轮搭配金属钢带，让动 力传输丝滑般顺畅，有 效的削减了动力的流失， 并且没有传统变速器换 档的顿挫感，也消除了 常规变速器频繁换档的 烦琐。
理论结构
汽车无级变 速器采用传动 带和可变槽宽 的棘轮进行动 力的传输
前变速器：牙盘和前拨
后变速器：飞轮后拨
钢片链条 由许多特殊形状的 小钢片组合而成的传动 带。两束金属环和几百 个金属片构成。可承受 达1000N的拉力
主动锥轮
后变速器有高速档向 低速档换档：主动锥轮沿 轴向移动而改变链传动直 径