机械创新作业--(14)
机械创新设计作业
机械创新设计作业一般来说设计分逆向设计和正向设计逆向工程其实就是在现有的产品上进行抄数，扫描，修改细节，或者叫做提升工艺吧，然后制图，加工生产，大概过程就是从有到改进的一个设计过程，类似于众泰这样的企业走的就是逆向工程。
那么正向设计的意思就很明了了，就是一个产品从无到有的设计过程，这就是创新，把思路变成图纸，加工出产品。
机械系统设计是从系统的观点出发，对机械系统进行的设计。
机械系统设计思想从根本上改变了传统的设计思想，从而有利于机械系统设计的创新性、多样性和综合性的体现。
它包括以下几个方面：1、创新性设计机械系统创新性设计是把实现总功能和功能分解作为设计的出发点，由于功能的抽象化和功能分解的多样化，将会大大有利于机械系统的创新性设计。
将机械系统所要实现的功能抽象化，可以开阔设计者的思路，采用多种工作原理实现机械系统的功能，有利于机械系统的创新。
功能分解和功能结构的多样性，可使实现机械系统总功能的方案多种多样，设计者可以从中寻找适合某些要求的综合最优的方案。
2、全面性设计机械系统全面性设计是考虑产品生命周期全过程各个阶段的要求。
如满足市场的显需求或隐需求；寻求设计方案的综合最优化；实现产品制造的经济性和先进性；满足用户要求和有利于维护；考虑回收利用等问题。
机械系统设计中考虑的问题全面，可大大提高设计水平和产品质量。
全面性设计使所设计的产品更具市场竞争力，满足人类可持续发展的需要。
3、系统性设计机械系统系统性设计是强调各要素的整体性。
各要素的要求离不开整体的需要，系统性设计使机械系统的设计更具有整体优良性能。
一个系统中各要素的作用是通过总体来体现的，有了总体的概念，才能处理好各要素的设计。
机械系统设计的系统性还表现在人—机—环境的广义机械系统的考虑上，使机械系统更加有利于发挥人—机的整体效率，使机械系统的效能得到充分发挥。
人—机系统把人看做属于其中的一个组成部分，同时按人的特性和能力来设计系统。
环境可作为人—机系统的干扰因素来理解，系统设计就是为了排除环境的不利影响。
机械创新设计与制作大作业
机械创新设计与制作大作业引言在现代科技快速发展的时代背景下，机械创新设计与制作成为了推动社会进步和经济发展的重要力量。
本文将深入探讨机械创新设计与制作的意义、挑战以及应对策略，并通过实例分析，展示该领域的发展前景和应用前景。
意义与挑战机械创新设计的意义机械创新设计与制作的意义在于推动技术进步和产业升级。
通过创新设计，可以提高机械设备的性能、效率和可靠性，为各行业提供更高质量的产品和服务。
机械创新设计还可以降低生产成本，提高资源利用效率，对于推动经济发展和可持续发展具有重要意义。
机械创新设计的挑战机械创新设计面临着多方面的挑战。
首先，技术创新需要不断突破传统的思维定式和设计范式，需要工程师具备广泛的知识和创新能力。
其次，机械创新设计需要与不同行业的需求相结合，需要深入了解各行业的特点和需求，才能设计出更适用的机械设备。
此外，机械创新设计还需要考虑到环保和可持续发展的因素，需要设计出更节能、环保的机械设备。
应对策略多学科融合机械创新设计需要多学科的融合，包括机械工程、电子工程、材料科学等领域的知识。
只有通过不同学科的交叉融合，才能产生创新的设计思路和解决方案。
因此，培养多学科背景的工程师和研究人员，加强学科之间的合作与交流，是应对机械创新设计挑战的重要策略。
创新设计方法传统的设计方法已经无法满足机械创新设计的需求，需要采用更加创新的设计方法。
例如，可以借鉴生物学的原理，设计出更具灵活性和适应性的机械结构。
可以采用仿真和虚拟实验的方法，提前验证设计方案的可行性和效果。
通过引入人工智能和大数据分析等技术，可以实现机械设备的智能化设计和优化。
实例分析机器人创新设计机器人是机械创新设计的一个重要领域。
通过创新设计，可以实现机器人的智能化、灵活化和高效化。
例如，可以设计出具有自主导航和感知能力的机器人，可以应用于工业生产线、医疗护理、农业等领域。
通过引入人工智能技术，机器人可以学习和适应不同环境和任务，提高工作效率和质量。
机械创新演练题
机械创新演练题引言机械创新是指通过技术创新，改进机械设备的性能和功能，提高生产效率和产品质量的过程。
在机械工程领域，创新是不可或缺的。
本文将介绍一些机械创新的演练题，以激发工程师的创新思维和解决问题的能力。
演练题一：提高机械传动效率提高机械传动效率是机械工程师一直在追求的目标。
请思考以下问题：如何提高传动效率？有哪些常见的传动效率损失因素？如何解决这些问题？解答：传动效率可以通过减小摩擦损失和惯性损失来提高。
以下是一些常见的传动效率损失因素：1.摩擦损失：传动系统中的轴承和齿轮等零部件之间会产生一定的摩擦力，导致传动效率下降。
减小摩擦损失的方法包括使用高精度的轴承和齿轮、采用润滑剂减少摩擦等。
2.惯性损失：由于传动链条的质量和惯性，传动系统在启动和停止时会出现一定的能量损失。
减小惯性损失的方法包括优化传动链条的结构和材料、减小质量和惯性等。
为了解决这些问题，可以采用以下措施：1.优化设计：通过优化传动结构和材料，减小传动和摩擦的接触面积和阻力，提高传动效率。
2.润滑改进：使用高性能的润滑剂，减小摩擦力和摩擦损失。
3.传动系统配平：对传动系统进行配平，减小质量和惯性，降低惯性损失。
4.使用先进的传动技术：如采用无触点传动、磁悬浮传动等，可以减小摩擦和惯性损失，提高传动效率。
演练题二：减振设计在机械系统中，振动是一种常见的问题，会影响机械设备的正常运行和使用寿命。
请思考以下问题：如何进行减振设计？有哪些常见的减振方法？解答：减振设计主要通过以下几种方法实现：1.结构优化：通过改变结构参数、调整传动路径等方式，改善结构的自然频率和模态特性，减小共振现象，从而达到减振的效果。
2.材料选择：采用具有良好的阻尼性能的材料，如橡胶、聚丙烯等，可以吸收和分散能量，减小振动的传递。
3.减振装置：通过安装减振装置，如减振器、减振橡胶等，可以吸收和分散振动能量，降低振动的幅度和频率。
4.控制系统：使用控制系统对振动进行监测和控制，通过控制输入和输出信号，减小振动的幅度和频率。
机械设计创新设计题目
创新设计题目伸缩式螺旋千斤顶是随着汽车大众化而出现的新式起重器，它具有结构新颖、体积小、重量轻、操作方便、省力等特点。
试按下述参数要求进行设计：承载10000N，全升程252mm（十）、窗玻璃擦洗装置设计一窗玻璃擦洗装置，工作人员只需站在室内操作，要求操作方便、安全、原理新颖、成本较低、适合家庭及办公楼房使用。
（十一）、多功能台虎钳设计一种新型台虎钳，要求其能够满足空间不同角度的定位需求。
（十二）、手动式汽车轮胎充气装置试设计一种手动式汽车轮胎充气装置，该装置能够在没有电力驱动的情况下，完全靠手动完成对汽车轮胎的充气过程。
要求体积小、重量轻、操作方便、成本较低、造型美观。
（十三）、手动金属钻孔工具设计一手动金属钻空装置，完全依靠手动的力量实现金属钻孔过程。
要求操作方便、省力、结构合理、体积小、外型美观。
（十四）、新型联轴器设计设计一新型联轴器，要求冲击小、缓冲能力好、适用的速度范围较广、结构简单、加工方便、有创新性。
（十五）、太空仓宇航员体重测量装置设计一台能够在太空失重状态下测量宇航员体重的装置，并考虑如何在地面重力作用下进行该设备的性能测量。
（十七）、硬币分拣装置设计一硬币分拣装置，该装置能将不同面值的硬币分拣并打包。
要求体积小、外形美观、操作方便，最好具有显示功能。
（十八）、电杆爬升装置设计一新型电杆爬升装置，用于帮助电力工人攀爬电杆，要求该机构具有结构简单、重量轻、操作方便、使用可靠、攀爬速度较快等优点。
（十九）、光滑壁面爬升清洗装置设计一种可以爬升光滑壁面（比如：玻璃墙面）并进行清洗的装置，要求体积小、重量轻、能遥控（或电控）自动换向、安全、可靠、操作方便。
（二十）、可折叠变升程梯设计一种可以折叠的新型梯子，要求具有变升程功能，最大高度可达6米，载重量可达200公斤，要求使用方便、可以实现完全折叠、强度可靠、攀爬方便、重量限定在人力可及的范围。
（二十一）、水果削皮器设计一种新型的水果削皮器，要求原理新颖、结构简单、外形美观、操作方便、效率高、具有市场竞争优势。
机械创新设计作业
机械创新设计作业：
何三丹
1441102047
制冷与空调
对比创造原理的区别：
《1》综合，是在分析的基础上进行的，它的基本特点就是探求研究对象的各个部分、方面、因素和层次之间相互联系的方式，即结构的机理与功能，由此而形成一种新的整体性的认识。
综合创造原理：综合创造是指运用法则去寻求创造的一种行之有效的方法；
《2》分离创造原理：把随机控制系统的控制器分解成状态估计和确定性反馈控制两部分分别进行设计的一种原理。
应用这个原理时，先根据随机观测数据估计系统的状态，再把估计值看作为真实状态，按照确定性系统设计最优控制规律。
这是对随机最优控制系统设计技术的一种简化。
《3》移植创新原理：把随机控制系统的控制器分解成状态估计和确定性反馈控制两部分分别进行设计的一种原理。
应用这个原理时，先根据随机观测数据估计系统的状态，再把估计值看作为真实状态，按照确定性系统设计最优控制规律。
这是对随机最优控制系统设计技术的一种简化。
《4》还原创造原理：把随机控制系统的控制器分解成状态估计和确定性反馈控制两部分分别进行设计的一种原理。
应用这个原理时，。
机械创新设计作业
可能组合的方案数Ｎ为
Ｎ＝６×２×２×３＝７２
经过功能分析法我们求得了多个系统解，但这些原理方案并不一定满足最初的设计背景和产品分析结论，需要岁这些系统解进行评价。
2.7建立评价目标进行方案评价
工程设计要解决的是复杂、多解的问题。获得尽可能多的方案，然后通过评价从中选择最佳方案，在发散-收敛的过程中创新，这是合理设计的重要思路。在设计各阶段确定工作原理方案、机构方案、结构方案的过程中，都要进行搜索和筛选，通过逐段评价才能得到价值优化的合理方案。评价不仅要对方案进行科学分析和评定，还应针对方案在科技、经济方面的弱点加以改进和完善。广义的评价实质上是产品开发的优化过程。
1.3课题的指导思想
护栏清洗机以护栏为导轨，采用履带侧边驱动前进，结合平行四边形机构实现越障;两对清洗刷刷和水循环系统有效地保证良好的清洗效果。
1.4所要解决主要问题
（1）建议机构制作问题
（2）自动导向装置问题
（3）实现无人干预、自动行走设计
2 原理方案设计
2.1 功能设计法的简介
方案设计阶段针对产品的主要功能提出原理性的构思，搜索解决问题的物理效应和工作原理，并利用机构运动简图、液路图、电路图等表达构思内容。
机械创新作业
创
新
技
术
实
验
报
告
班级：姓名：学号:
视觉游乐项目
一.实验要求
设计一个游戏项目，让一个画有景物的屏幕，由静止逐渐开始左右晃动，晃动的角度由小变大，并越来越大，最后屏幕旋转起来，转动数周后，屏幕逐渐趋于静止，要求晃动的速度可以控制。
二.设计方案
1.曲柄滑块机构可以最简单的实现有转动变成水平移动，但是
速度越来越快，通常是改变原动机的转速，但在同情况下，
改变平动的行程，即增加原动件长度也可以加快运动速度，
考虑到高速转动的电机轴采取齿轮齿条形式改变其原动件的
长度。
2.齿形通过受力分析在左侧时，齿轮向力大体方向向下，使左
侧齿轮型角大于右侧，使齿轮做逆时针转动，同理在左侧时，
一条齿条可以达到同样的效果，即左右两侧都可以完成运动
要求。
3.当原动件达到一定长度后，原动件和连杆的长度之和达到一
定值之后，齿轮转动副处的连接机构会将机架与转动杆件连
接成刚性杆件，随原动件一起转动，关闭电机开关后，靠惯
性慢慢停下来。
三．机构简图：
四．设计零件：
五.总结：根据题目的要求，由摆动到旋转，最后逐渐旋转起来，基本满足题目要求。
机械创新设计大作业 机械创新设计答案
机械创新设计大作业机械创新设计答案机械创新设计大作业一、设计题说明：1、可以查阅参考资料借鉴已有的设计和思路，但需要加入自己的设计思考、改进、改造等；2、设计题要求：A、给出设计对象的功能描述，尽量清晰、明确、全面；B、给出简单的设计方案和设计思路；C、给出设计图或示意图；D、总结设计的创新部分内容、创新方法或创新技法。
3、写出设计报告，设计报告要求有封面、页码、内容，封面包括题目名称、姓名、学号、班级等，内容要将以上设计过程通过文字和图的形式表达出来。
3、共6道题，设计任务是每人设计2个创新题目，其中一题必须从中选取，另外一题可以自己选定一个创新题目或者在下面再选一题作为创新题目。
二、设计题目 1、设计目前阶梯教室使用的多功能课桌，要求具有的功能是：1）用于考试时能够防止前后左右相互偷看；2）用于上课时能够舒适，便于放置书本、文具等。
2、设计新型横动竖刷式压刷的结构设计，要求具有的功能是：按照常规刷牙方法横向来回运动，压刷在牙齿上的运动是上下竖刷，符合对牙齿最好的清理效果 3、医院陪护折叠床的设计，要求具有的功能是：1）可以折叠，折叠后可以作为凳子使用或者放置病床底下；2）摊开后可作为陪护人员晚上休息之用。
4、动车、公共汽车车身擦洗装置，要求具有的功能是：1）目前动车、公共汽车的车身都是采用人工手擦清洗的方式进行清洁，效率低，高处擦洗不方便，设计一套装置使人站在地面可进行机械擦洗，提高效率，降低劳动条件；2）擦洗时能够将水引到擦洗部位，可以控制水流的大小和关停。
5、斜井防跑车装置设计 1）设计背景：在煤矿井下存在大量的倾斜巷道，在倾斜巷道上经常采用矿车运输煤炭，矿车的牵引是靠在巷道上部的绞车牵引，矿车在斜井的轨道上运动，经常发生由于钢丝绳断裂造成人员伤亡。
矿车有1、2、3吨几种。
2）设计任务：设计一种装置使得在机头牵引钢丝绳断裂的情况下实现矿车的制动的装置。
6、熔体纤维混合装置 1）设计背景：热塑性聚合物基复合材料是当前的热点，其主要过程是将塑料熔融并将玻璃纤维等纤维加入使其混合均匀后，通过成型制成复合材料制品，但如何将熔融的塑料熔体和纤维混合是困难所在。
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《机械创新设计》
课程名称《机械创新设计》
院（系、部、中心）机械工程学院
专业材料成型及其控制工程
班级材料141
姓名朱日升学号1140199101 题目大豆播种机的创新
任课教师许爱群老师
农用机械的创新设计
摘要：农业机械化是农村生产发展水平的重要标志，是农业和农村经济持续稳定健康发展和实现农业现代化的重要物质技术保障。
加快发展农业机械化，是全面建设小康社会、率先基本实现现代化的现实要求。
加快发展农业机械化，是推动农业和农村经济结构调整、提升农业产业化水平的有效途径。
大力开发和应用配套农机技术及机具，可以为农业产业结构调整提供强有力地技术支撑；围绕产业特色，发展农机推广项目。
可为农业产业结构调整激发师范效应，促进产业的优化升级，建立区域性的农机服务网络，加快推进农业产业化步伐。
加快发展农业机械化，是实现农村劳动力转移，推进城镇化进程的有力举措。
关键词：农业机械化，农村经济结构调整，产业优化升级。
1引言
目前世界上种植大豆已普及五十多个国家和地区，但作为主产国主要有中国、美国、巴西、阿根廷等。
美国是目前世界上最大的大豆生产国，巴西、阿根廷、中国的大豆产量居于世界上第2、3、4位。
中国种植的大豆全部为非转基因大豆，北美和南美大豆大多为转基因大豆。
我国的大豆油主要产地是北方地区。
在我国不同地区打斗的生产情况有很大的不同。
按照大豆生产的气候条件、品种生态类型、分布和范围可以将全国划分为北方春大豆区、黄淮海流域夏季大豆区、长江流域春夏季大豆亚区、东南春夏秋大豆区、华南司机大豆区5部分。
我国是一个农业大国，目前我国的农业机械化水平还相对很低。
加快发展农业机械化，是全面建设小康社会、率先基本实现现代化的现实要求。
因此很有必要研究出一种简易造价低的农用机械进行普及。
只有全面推广先进适用的农用机械，用先进的农用装备武装农业，用先进的农机化技术改造农业，才能大幅度提高劳动生产率，提高农业整体效益，增强农业竞争力。
2总体结构及工作原理
大豆播种机主要由种箱，排种器，播种轮组成。
播种轮上面采用轮式鸭嘴器结构。
大豆播种机两侧的上部各有一个种箱，两个种箱的下部各有组合内窝孔精密排种器，以此来配合轮式鸭嘴器结构。
轮式鸭嘴器的结构由两个圆形的播种轮中间用套筒连接构成一个轮子。
垄距的要求是轮子的播种宽度和套筒的宽度来实现的。
轮子两侧，播种轮周边有若干个槽，每个槽上装鸭嘴器，株距由鸭嘴器的间距来实现。
鸭嘴器的作用是在铺膜施肥后的垄土上拨开松土壤，鸭嘴器转到与地面垂直的时候是最深的时候，就是达到播深要求的时候鸭嘴器张开口最大，这时从种箱通过排种器排出的种子经过导种管落到播种轮内壁上，内壁的种子经过鸭嘴器落到土壤中。
鸭嘴器的长度应满足播种深度，当鸭嘴器离开土壤后，土壤在重力作用下将种子埋住。
3.1排种器结构及工作过程
图1：排种器结构示意图
如图，通过牵引大豆播种机，大豆播种机的轮子靠自身重力产生的摩擦力滚动。
种箱内的种子由进种口进入排种器内腔，随着内窝孔轮的转动，数粒种子在重力的作用下进入填充孔（一次充种）。
随之其中的一粒种子在摩擦力和重力的作用下，由填充孔进入内窝定量控（二次充种）。
内窝孔轮继续转动，当填充孔进入充种区时，多余种子在重力作用下落回排种器内腔，而保持在内窝定量孔中的一粒种子随内窝孔继续转动并进入护种区，直到投种口时被投出，至此完成排种过程。
为避免投种是夹种现象，在投种口应开有卸种槽。
该排种器的内窝定量孔采用阶梯型组合内窝孔，因此无论是长扁种子，还是圆形种子，在平卧或侧立等任意状态均可进入内窝定量孔，并且只能进入一粒种子。
在实际使用时可以改变填充孔和内窝定量孔的形状及尺寸，以使不同形状和尺寸的种子可以在短时间内充入内窝定量孔，并精确定量。
3.2播种轮结构设计
播种轮外形如图2，轮子上共有20个装鸭嘴的槽。
一个播种轮有10个槽，每个槽都安装鸭嘴器。
种轮是播种机的重要部分之一。
对膜的伤害程度，嗑种子的程度都跟播种轮有很大的关系。
播种轮材质选择为铸铁，能保证加工精度，但板材焊接变形比较大，精度难保证。
但铸造要求为：不能有砂眼、气孔等缺陷。
图2：播种轮结构
该播种机是大豆播种机，是在大豆进行播种，该播种机在大豆播种后大豆除了播种的位置外不能破坏其他部分的膜。
如果破坏其他部分的膜，土壤的水分就会有一定的丢失，先铺的膜就不能起到保护土壤水分的作用。
由于种子从排种器下来，同时要保证不会出现磕坏种子的情况。
尤其要对播种轮的内壁有一定的加工要求。
由于铸造出来的播种轮内壁不能保证精度，需要用专用机床加工，保证内壁的弧度和精度。
因为种子从排种器下来之后通过导管落到播种轮的内壁。
种子落到内壁之后再内壁上面而移动，当移动到鸭嘴口的时候掉进鸭嘴。
为了保证种子准确的落到内壁，导管是贴着内壁。
当种子落到内壁开始到掉进鸭嘴的这段时间是导管推动种子移动，所以播种轮的内壁不够圆或粗糙的话，种子在落到内壁开始掉进鸭嘴这段时间会出现种子被导管和内壁磕坏的现象。
如图3当种子落到第一点位置时，由于种子落到内壁后有反弹力，载反弹力的作用下种子有可能跳过鸭嘴第一段到第二段。
因为种子的形状和大小不一样以及外部因素的影响，种子落到内壁后受到的反弹力的大小不一样,所以下一个种子落到内壁后没跳过第二段而在第二段鸭嘴。
这种情况就会出现第一位置却种子，第二位置多种子的现象。
解决这种现象的方法是调节联接排种器的齿轮。
还需把导管设计成有一定的弧度，这样可以减少种子的下降速度，从而能减少种子落到内壁后的反弹力。
图3：种子落点分析示意图
3.3鸭嘴器结构
1-杆套 2-鸭嘴母 3-鸭嘴公4-促张杆
图4鸭嘴器结构图
鸭嘴器主要由杆套，促张杆，鸭嘴母，鸭嘴公组成。
大豆播种的时候鸭嘴器在大豆开口，然后鸭嘴器的嘴逐渐张开，开始拨开附近的土，当鸭嘴器埋到最深的时候鸭嘴器的嘴张的最大，这时候种子已经埋在土里，然后鸭嘴器的嘴逐渐开始闭上，同事出土。
鸭嘴器是固定在播种轮周边的槽上，播种轮转动的时候鸭嘴器也一起转动，播种机机架底部有弧形的铁杆，当播种轮转到鸭嘴器开始在大豆打孔位置的时候，鸭嘴器的杆套与弧形铁杆接触。
铁杆有一定的弧度，而且中间最大，所以鸭嘴器到弧形铁杆中间的时候张开最大。
为了减小鸭嘴器的促张杆和弧形杆的摩擦力，在促张杆与弧形杆接触的位置增加杆套结构。
杆套的作用是减小摩擦力，减小能量损失。
促张杆与鸭嘴公连接，鸭嘴母与播种轮联接，鸭嘴母与鸭嘴公的联接处加弹簧，以此保证鸭嘴器在出土时自动闭上，鸭嘴母固定在播种轮上，所以鸭嘴器张开时，促张杆受弧形铁杆力，张开的是与促张杆联接的鸭嘴公。
鸭嘴器的长度要与播种深度要求相符合即鸭嘴器入土长度应达到10cm左右。
由于根据种植打斗的需要。
铺膜后的土是松土，所以鸭嘴器入土部分受的力不大。
考虑到鸭嘴器的使用寿命，鸭嘴器的材料选为Q235。
参考文献：[1] 张春林.机械创新设计[M].北京：机械工业出版社，2007
[2] 张美麟.机械创新设计[M].北京: 化工工业出版社，2010.（注：可编辑下载，若有不当之处，请指正，谢谢!）。