机械创新设计第十一章 机械创新设计实例
机械创新设计案例
机械创新设计案例研究背景：在城市交通日益拥挤的背景下，绿色出行方式成为人们关注的焦点。
电动自行车因其环保、便捷、经济的特点而逐渐受到人们的喜爱。
然而，传统电动自行车在携带和存放上存在一定的难题，特别是在使用过程中如果需要上楼或是放在狭窄的空间中时，存放起来非常不便。
因此，设计一种可以折叠的电动自行车成为了一个创新的方向。
设计目标：本设计的目标是设计一款方便携带、易于存放的可折叠电动自行车，以满足人们在城市出行中便利性和灵活性的需求。
设计原理：利用结构设计的原理，将电动自行车的主要零部件可以通过折叠的方式实现紧凑的体积，方便携带和存放。
同时，为了保持电动自行车的骑行舒适度和安全性，需要在折叠设计中保持车架的稳定性和强度。
设计方案：1.车架设计：采用高强度合金材料制作车架，以确保折叠状态下的稳定性和抗压性。
同时，车架设计需要合理分配重心，以保持骑行的稳定性和舒适性。
2.脚踏板设计：采用可折叠设计，通过引入可折叠机构，使踏板在需要存放时可以折叠起来，减小整车体积。
3.折叠机构设计：通过引入折叠机构，实现整车的折叠。
机构设计需要结合实际情况，确保机构的稳定性和易操作性。
同时，机构的设计需要避免锁固复杂，以提高折叠和展开的效率。
4.电池及电机布置：为了减小车体体积，电池和电机布置需要合理设计。
可以采用分散布置的方式，将电池和电机分别放置在车架的不同位置，以降低整车的重心，提高稳定性。
5.控制系统设计：电动自行车的控制系统需要进行适当的调整，以适应折叠状态下的使用。
6.安全设计：在车辆折叠设计中需要考虑到安全性问题，加入必要的安全装置，避免在折叠和展开过程中出现意外伤害。
设计效果：通过以上的设计方案，可以实现一款方便携带、易于存放的可折叠电动自行车。
该车在折叠状态下体积较小，便于携带进入公共交通工具或是存放在狭小的家庭空间。
展开后，保持电动自行车的骑行舒适性和稳定性。
同时，还可以提供一定的储物空间，方便用户携带必要的物品。
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
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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
机械创新设计方案
机械创新设计方案随着科技的进步和社会的发展，机械创新设计在各个领域起到了重要的作用。
在工业领域和日常生活中，机械创新设计能够提高工作效率，减少人力成本，提高生活质量。
本文将介绍一个机械创新设计方案。
该机械创新设计方案是为了解决农业领域中的劳动力不足和效益低下的问题。
随着现代农业的发展，传统的农业生产方式已经无法满足农民的需求。
目前，农民在生产过程中需要大量的人力投入，工作强度大，效率低。
因此，设计一个能够替代部分农民劳动力的机械设备具有重要意义。
该机械创新设计方案主要包括以下几个方面：第一，为了解决旱地农民播种、栽种的问题，我们设计了一种自动播种机。
该机器能够根据农民的要求，自动将种子均匀地播种到土地上。
通过激光传感技术，该机器能够精确地判断土地的湿度和肥力，根据不同的土地状况调整播种的深度和间距，从而提高种植的效果和产量。
第二，为了解决农民收割作物的问题，我们设计了一种自动收割机器。
该机器能够根据作物的成熟度和数量自动进行收割工作。
通过图像识别技术，该机器能够准确地判断作物的成熟度，并且使用机械臂将作物收割下来。
该机器还配备了储存箱，能够自动将收割的作物存放到箱子中，并且可以根据需要调整收割的速度和敏感度，以适应不同的农作物和不同的地形环境。
第三，为了解决农民施肥的问题，我们设计了一种自动施肥机器。
该机器能够根据土壤的养分情况和作物的需求自动进行施肥。
通过传感器和控制系统，该机器能够实时地监测土壤的养分含量，并且根据养分缺乏的情况调整施肥的量和时间。
该机器还配备了储存箱，能够自动将施肥的物质存放到箱子中，并且可以根据需要调整施肥的精度和均匀度，从而提高施肥的效果和作物的产量。
总之，该机械创新设计方案能够有效地解决农业领域中的劳动力不足和效益低下的问题。
通过自动化的机械设备，能够减少人力成本，提高生产效率，改善农民的工作条件，从而推动农业的现代化发展。
希望这个方案能够得到广泛的应用和推广，为农业的可持续发展做出贡献。
机械创新设计课程 11 创新设计实例
9.1联轴器的创新设计
联轴器是机械中用来联 接两轴使之一同回转并 传递扭矩的一种装置。 随机械科学的发展，各 类机械、机床的转速、 载荷、工作环境变化多 端，现有联轴器已不能 满足要求，因此从客观 上要求设计人员不断研 制新型的联轴器或改进 的联轴器以适应不同工 况。
根据联轴器是否补 偿两轴位移的偏移，是 否具有弹性元件，可作 如右图所示的分类。
A2E3组合为液压长撑杆双颚板或多颚板抓斗，只需一个液压 缸。
A3B3组合为液压剪式抓斗，二个液压缸。 通过以上的分析，经过评价、筛选确定了这三种抓斗原理方
案。对这三种方案，可以对照设计任务书作进一步定性分析(见 表7—8)。
A1B3、A2B3、A3B3性能比较表
A1B3、A2B3、A3Bቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ性能比较表
下面通过对机床行业对联轴器的需求情况和发展趋向的分析， 仅对可移式联轴器进行开发创新设计。运用反求工程设计方法 对现有可移式联轴器进行分析，发现从结构上可分为左半联轴、 右半联轴、中间元件，另加一些联接件。若把联轴器看成一个 系统，则系统机构图如下图所示。
从系统结构及对现有可移式联轴器进行抽象分析，可知联轴器 总功能为联接两轴并传递扭矩T及转速n；分功能为联接功能、 传递功能、补偿调节功能、润滑密封功能、吸震缓冲功能、维 修再生功能等。用功能树表示如图所示。
从图b可以看出，该机构是一个单自由度凸轮—齿轮—连杆机构，属 于机构组合，它可以分解成挑线机构和刺布机构。
挑线机构主要由驱动凸 轮1、挑线驱动杆2、挑 线杆3组成，其中挑线杆 3是执行件，F是挑线孔， 杆2和杆3通过一对扇形 齿轮相连，这对扇形齿 轮主要是起换线的作用。
刺布机构为曲柄摇杆滑块机构， 主要由驱动凸轮1(曲柄)、连杆 4、连杆5(摇杆)、连杆6、滑块 7组成，其中滑块7上装有针杆 传动块，在手控或直动电磁控 制下能离合针杆8。为简便起见， 将滑块7看作是执行件针杆。
《机械创新设计范例》PPT课件
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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。
机械创新设计案例
机械创新设计案例在当今社会，机械创新设计已经成为了各行各业中的重要组成部分。
无论是在工业制造、交通运输还是日常生活中，我们都能看到各种各样的机械设备和产品。
而这些机械设备和产品的设计，往往需要经过创新的思维和设计理念，才能够满足不断变化的市场需求和用户需求。
下面，我们将介绍一些机械创新设计的案例，希望能够给大家带来一些启发和灵感。
首先，我们来看一个关于智能家居的创新设计案例。
随着人们生活水平的提高，智能家居产品越来越受到人们的青睐。
一家名为“智能家”的公司，推出了一款智能窗帘控制系统。
这款系统可以通过手机App远程控制窗帘的开启和关闭，还可以根据天气和光线自动调节窗帘的开合程度，为用户提供了极大的便利和舒适。
这个设计的创新之处在于，它充分利用了智能科技和自动化技术，满足了人们对于舒适生活的需求。
其次，让我们看一个关于工业制造的创新设计案例。
一家名为“先进制造”的企业，研发了一款全自动化智能装配线。
这条装配线可以实现对产品的自动化装配和检测，大大提高了生产效率和产品质量。
而且，这条装配线还具有灵活性和可扩展性，可以适应不同产品的生产需求。
这个设计的创新之处在于，它将先进的智能制造技术应用到了实际生产中，实现了生产过程的智能化和自动化。
最后，让我们来看一个关于交通运输的创新设计案例。
一家名为“未来出行”的公司，设计了一款全新的城市电动汽车。
这款电动汽车采用了轻量化材料和高效能动力系统，具有零排放和低能耗的特点。
同时，这款电动汽车还配备了智能导航和自动泊车等功能，为用户提供了便捷的出行体验。
这个设计的创新之处在于，它将先进的材料和技术应用到了电动汽车的设计中，实现了对传统汽车的颠覆性创新。
通过以上几个案例的介绍，我们可以看到，机械创新设计在各个领域都有着重要的作用。
无论是智能家居、工业制造还是交通运输，都需要不断地进行创新设计，才能够满足人们日益增长的需求和期待。
希望这些案例能够给大家带来一些启发，激发大家对于机械创新设计的兴趣和热情，共同推动机械领域的发展和进步。
机械创新设计案例
机械创新设计案例概述机械创新设计是指基于机械原理和工程知识的创新设计过程。
机械创新设计案例是指以机械创新设计为基础，通过解决实际问题和满足需求的方式，创造出新的机械产品或改进现有机械产品的设计案例。
在这篇文章中，我们将介绍一些机械创新设计的案例，并探讨其在工程领域中的应用和意义。
案例一：自动化垃圾分类系统在现代社会中，垃圾分类成为了一个重要的环保问题。
传统的垃圾分类方式需要人工操作，效率低下且容易出错。
为了解决这个问题，某公司设计了一套自动化垃圾分类系统。
该系统通过使用机器视觉技术和机械臂控制系统，能够精准地识别和分拣垃圾。
用户只需将垃圾投放到系统中，系统便能够自动地将不同种类的垃圾分拣到不同的垃圾桶中。
这种自动化垃圾分类系统不仅大大提高了垃圾分类的效率，还减少了人力成本和环境污染。
案例二：智能电动自行车随着城市化进程的不断加快，电动自行车成为了一种常见的交通工具。
然而，传统的电动自行车存在电量不稳定、续航里程不够长等问题。
为了解决这些问题，一家公司开发了一款智能电动自行车。
这款智能电动自行车配备了一套先进的电池管理系统和能量回收系统。
电池管理系统能够根据用户的习惯和行驶条件，智能地控制电池的放电和充电，提高电池的使用寿命和续航里程。
能量回收系统能够将制动过程中产生的能量转化为电能，回馈给电池进行充电，进一步延长续航里程。
这款智能电动自行车不仅解决了传统电动自行车的短板，还提升了用户的乘坐体验。
案例三：无人驾驶汽车无人驾驶汽车是近年来快速发展的机械创新设计领域。
它基于人工智能、传感器和控制系统等技术，能够在无需人类干预的情况下自主行驶。
这种创新设计不仅在交通运输领域中具有重要意义，还对未来的城市规划和交通系统的发展产生了深远的影响。
无人驾驶汽车通过使用激光雷达、摄像头和超声波传感器等技术，能够实时感知周围环境的情况，并做出相应的决策。
它能够通过精确的导航算法和先进的控制系统，安全地驾驶在不同的路况下。
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机构的应用创新设计是在不改变机构类型的前提下，或者说在不改变机 构运动简图的前提下对机构的构件、运动副进行演化与变异设计，得到完成
特定功能的机械装置的设计过程；把一个基本机构直接应用在满足机器工作
要求的场合，也是机构应用创新。所以机构的应用创新是应用最广泛的创新 设计方法。
转动副B进行销钉扩大，直到包含转动副A。为增大转动副C处的强度，
结构创新：用偏心轴代替平行四边形机构
实用机构爆炸图
图11-6 结构创新设计
总结： 该装置具有传动比大、体积小、结构紧凑、传动效率高等特点。 研制过程中使用了机构的串联组合原理、并联组合原理、相对运动原 理、演化与变异原理以及机构创新等创新方法。是机械创新设计的典型案 例。
第二节
机构应用创新设计案例分析
第十一章
目录：
机械创新设计实例
第一节 平动齿轮传动装置的创新设计案例分析 第二节 机构应用创新设计案例分析
第三节 箭杆织机打纬凸轮机构的创新设计案例分析
第四节 多功能平口钳的创新设计案例分析 第五节 发动机主体机构的创新设计案例分析
本章主要用于自学,可讲一个具体实例说明即可
第一节 平动齿轮传动装置的创新设计案例分析
一、机构串联组合：
平行四边形机构与外齿轮机构进行串联组合，由于外齿轮Z1随同连
杆做平动，称为平动齿轮传动机构。
图11-1 平行四边形机构与外啮齿齿轮机构的Ⅱ型串联组合
图11-2 平行四边形机构与内啮合齿轮机构的Ⅱ型串联组合一
图11-3 平行四边形机构与内啮合齿轮机构的Ⅱ型串联组合二
进行整理后，可有：
曲柄滑块机构的演化与变异设计
图11-9
Stewart机构系统运动简图
图11-10 运动模拟器示意图来自图11-11 并联机床
第三节 第四节
箭杆织机打纬凸轮机构的创新设计案例分析 多功能平口钳的创新设计案例分析
第五节 发动机主体机构的创新设计案例分析
略：可以自学
本章完
z2 i12 z1 z 2
平行四边形机构与外啮合齿轮组合后，可获得增速机构。但外形尺
寸过大，应用受到限制。
图11-4 演化变异后的内屏动齿轮传动机构
图11-5 内平动齿轮传动机构的传动比
采用机构演化与变异原理，缩短机架尺寸，可得到下列机构。 Z2 Z1
C1
B1
B2 A
C3 D B3
C2
演化变异后的内平动齿轮传动机构
将转动副C也增大。由于转动副C不能作整周转动，仅为摆动副，可将其作成 半圆状，但这时不能满足滑块与连杆的运动约束条件。
处理方法是将C处转动副上半部分再增大，使滑块与连杆再形成一处转 动副。为保证虚约束的条件，C处的两个圆应为同心圆。滑块的形状也必须
进行变异设计，将其作成中空状，设计结果见图示。
图11-8