机械系统创新设计实例分析
实例分析机械制造的创新技术
实例分析机械制造的创新技术一、前言机械制造技术作为生产企业一项重要的技术一直得到很大的重视，机械制造技术的不断创新，为机械设备的后续使用和自动化水平提供了更多的帮助。
以汽车制造行业为例，其继续制造技术的不断发展和创新，为汽车的高性能，节能环保等方面可以起到非常社会的效果。
机械制造技术的不断改进和创新，可以为汽车的后续使用，缩小尾气的排放含量等方面提供巨大的帮助。
因此，不断的创新机械制造技术对于以汽车制造行业为例的各类机械制造行业的发展和进步都具有非常大的意义。
所以，本文从机械制造技术创新的重要性出发，分析了目前机械制造技术发展中经常出现的问题，在此基础上，探讨了未来机械制造技术的发展方向，并重点的探讨了机械制造技术未来发展的主要创新内容和发展方向。
二、目前机械制造技术发展中出现的问题要想研究机械制造技术的发展和创新，必须要首先了解近年来机械制造技术发展中存在的问题，通过以前出现的问题进行分析，来更加有效的解决问题。
其存在的问题主要体现在以下几个方面。
第一，我国的制造技术相比国外发达国家来说，其生产工艺和管理水平方面都还存在较大的差距。
第二，在我国现阶段机械制造技术发展过程中，关于制造过程中的应变能力还是有待提高。
第三，在我国现阶段机械制造技术发展过程中，对于相关标准的制定和管理还处在缺位状态。
三、未来机械制造技术的发展方向未来机械制造技术的发展方向主要是三个方面，一是刚性自动化技术，二是柔性自动化技术，三是综合自动化技术。
这三方面的发展，促使我国的机械制造技术能够达到一个新的水平。
以汽车制造行业为例，通过这三个方向的发展，使得我国的汽车生产水平可以保持与国外的汽车生产水平的竞争力，让中国的汽车制造在全世界占有一定的地位。
刚性自动化技术的发展主要是保障机械制造过程的设计工艺路线完全自动化，加工工具完全自动化，产品的设定完全自动化。
例如，汽车制造行业的汽车零部件涂装过程这一汽车制造工艺过程来说，传统的制造过程不但会出现很多废弃物，还会增加环境污染。
机械创新设计第十一章 机械创新设计实例
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
triz产品创新实例
triz产品创新实例TRIZ 是一种系列化的方法，它可以帮助人们解决复杂的技术难题和推动产品创新。
通过运用 TRIZ 的思维方式，可以创造独特的解决方案，开创新的市场和商业领域。
下面是几个 TRIZ 产品创新实例：1.日本电器公司创新设计了一款压缩机，使得空调器比以前更加高效、环保。
该设计采用 TRIZ 方法，通过增加活塞数量、轴心偏移量和减小摩擦损耗等方式，使得压缩机转速变慢、效率更高、噪音更小。
2.温州雪铁龙汽车零部件有限公司采用 TRIZ，设计制造了一种新型机械加工设备。
传统设备会导致局部加工过程中存在热量产生，在使用过程中会对设备其他部件产生影响。
而这种新型设备将热量率先处置掉，从而避免了影响。
该设备不仅解决了传统设备存在的问题，而且提升了加工质量和效率。
3.上海大众汽车有限公司运用TRIZ，发明了一种车门防止剐蹭的系统。
该系统在车门内部设置一种可伸缩的弹簧装置，当附近的车辆接近时，弹簧就会被压缩，从而保护车门不受损伤。
这项技术可以有效避免车辆在停车时车门被剐蹭的情况，提升了车主的使用体验。
4.德国福特汽车公司采用思维创新法 TRIZ，实现了对于制造汽车座椅时座位头枕和座位椅的完美结合。
通过 TRIZ 分析，发现座位的头枕和座位椅的结构和材料不同，决定了它们的连接和调整方式也应该不同。
然后，德国福特汽车公司就采用了一种新的机构来解决这个问题，在生产车座时，只需按一下按钮即可方便地将头枕调整到合适的位置，提升了车座的舒适性。
以上是TRIZ产品创新的一些实例，可以看出，TRIZ 为产品创新提供了强有力的思路和方法，可以帮助企业在市场竞争中获得优势和领先。
机械工程中的创新设计案例分析
机械工程中的创新设计案例分析机械工程是一个关键的工程领域，负责设计、制造和维护各种机械设备。
在这个领域中，创新的设计方案对于推动技术进步和提高效率至关重要。
本文将分析几个机械工程领域中的创新设计案例，以便更好地了解这些项目的价值和影响。
案例一：自主控制车辆导航系统在机械工程的领域中，自动驾驶技术一直是一个热门话题。
一家汽车公司最近研发出了一种自主控制车辆导航系统，该系统利用了激光雷达和摄像头等传感器，能够识别周围的道路和障碍物，实现真正的自主导航。
这项创新设计的突破之处在于其高度精确的实时反馈和决策能力，使得车辆能够更好地适应不同的交通环境，并大幅提高了行驶的安全性。
案例二：智能家居系统随着物联网的快速发展，智能家居系统在机械工程领域中逐渐崭露头角。
一家科技公司推出了一种智能家居系统，该系统能够通过自动化控制和智能传感器实现对家居环境的全面管理。
例如，用户可以通过手机应用程序控制家中的温度、照明和安防系统，并根据自己的需求进行个性化设置。
这个创新的设计方案为用户带来了更加便捷和舒适的家居体验，也提高了能源的利用效率。
案例三：3D打印技术在制造业中的应用3D打印技术是机械工程领域中的一项创新技术。
通过这项技术，制造业能够以更快、更便宜的方式制造产品。
例如，有一家制造公司将3D打印技术应用于机械零件的制造过程中，极大地提高了生产效率和灵活性。
该公司能够根据客户的需求快速设计和生产定制化的零件，同时减少了传统制造过程中的浪费。
案例四：飞机发动机的节能设计在航空领域中，提高发动机的燃油效率一直是一个重要的目标。
一家航空公司开发了一种先进的涡轮风扇发动机，通过结构和材料的创新设计，大幅降低了燃油消耗量。
该发动机采用了复合材料和先进的空气动力学设计，使得飞机能够以更低的燃油消耗飞行，减少对环境的影响。
这些案例展示了机械工程领域中的创新设计对于改善生活和推动技术进步的重要性。
通过不断研究和应用新的技术和方法，机械工程师能够为各个行业带来更高效、更安全和更可持续的解决方案。
机械实例分析
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根据三角形转子的结构可知，曲轴每转一周即产生一个动力冲程，相对四冲程往复式发动机，曲轴每转两周才产生一个动力冲程，可知旋转式发动机的功率容量比是四冲程往复式发动机的两倍。
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结构设计。旋转式发动机结构简单，只有三角形转子和输出轴两个运动构件。它需要一个化油器和若干火花塞，但无须连杆、活塞以及复杂的阀门控制装置。零件数量比往复式发动机少40%，体积减少50%，重量下降1/2～2/3。
(2) 运动设计。偏心的三角形转子如何将运动和动力输出？在旋转式发动机中采用了内啮合行星齿轮机构，如图所示。
行星齿轮机构
10.1 新型内燃机的开发实例
10.1 新型内燃机的开发实例
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三角形转子相当于行星内齿轮2，它一面绕自身轴线自转，一面绕中心外齿轮1在缸体3内公转，系杆H转子内齿轮与中心外齿轮的齿数比是1.5∶1，这样转子转一周，使曲轴转3周，输出转速较高。
10.3 全自动送筷机创新设计实例
本实例就开发新型全自动送筷机采用的创新思维(新型、实用、快捷)和创新技法(系统分析法、组合创新法、形态分析法、机构构型创新设计法等)作了一些简单的介绍，以期对创新设计有所启发。
1. 设计目的 学生每天到食堂就餐都得从筷筒里胡乱地抓取筷子，这样既不方便又不卫生，因此设计一种自动送筷机具有很大的实用性。如图所示为全自动送筷机外观图。
10.1 新型内燃机的开发实例
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设计目的 本实例就圆柱凸轮加工原理开发中运用综合创新技法、反求创新法，通过创造性的综合和巧妙的构思，使综合体发生质的飞跃，做了简单的说明，从而体现出综合创新是一种更具实用性的创新思路。 圆柱凸轮作为一种机械传动控制部件，具有结构紧凑、工作可靠等突出优点，但其加工制作比较困难。东北大学东软集团生产的医用全身CT扫描机，有一对复杂的圆柱凸轮，过去一直采用手工加工，不仅制造精度低，而且劳动强度大，生产效率低，成本高。为此，负责机械加工的东北大学机械厂提出要研制一种精度较高、操作方便、成本较低的圆柱凸轮加工装置，故于2002年年末，其成立了跨年级的研究小组，开始对这一问题进行研究。经过一年多的时间，完成了圆柱凸轮数控铣削装置的综合创新设计，由东北大学机械厂完成制造，并成功地投入使用，满足了圆柱凸轮加工的精度和生产率的要求 。
非标准机械设计实例详解 pdf
非标准机械设计实例详解 pdf 非标准机械设计实例详解。
在机械设计领域，非标准机械设计是一项非常重要的工作。
相比于标准机械设计，非标准机械设计更加具有挑战性，需要设计师具备更高的技术水平和创新能力。
本文将通过详细的实例分析，来探讨非标准机械设计的一些关键问题和解决方法。
1.设计需求分析。
首先，我们需要明确客户的需求。
在实际工程项目中，客户的需求往往是多样化的，可能涉及到特定的工作环境、特殊的使用要求等。
举一个简单的例子，假设客户需要一台非标准的输送机，用于在高温环境下输送物料。
这就对设计师提出了挑战，如何确保输送机在高温环境下能够稳定运行，不受热膨胀影响，同时能够满足输送物料的要求。
因此，设计师需要通过对工作环境、物料特性等方面的分析，来确定设计的关键参数和技术方案。
2.材料选择与设计优化。
在确定了设计方案之后，接下来就是材料选择和设计优化的工作。
对于高温环境下的输送机，设计师需要选择能够耐高温的材料，同时要考虑材料的热膨胀系数、强度等参数。
在实际工程中，可能需要进行多次的材料试验和性能测试，以确保所选材料能够满足设计要求。
在材料选择的基础上，设计师还需要进行结构设计的优化。
例如，可以通过改变构件的形状、增加支撑结构等方式，来提高输送机在高温环境下的稳定性和可靠性。
同时，还需要考虑到设计的可制造性和维修性，避免设计过于复杂而导致生产成本过高或维修困难。
3.系统集成与测试验证。
在完成设计优化之后，需要进行系统集成和测试验证。
这一步是非常关键的，通过对整个系统的集成和测试，可以验证设计方案的可行性和稳定性。
在输送机的例子中，需要进行高温环境下的模拟测试，以验证输送机在实际工作条件下的性能表现。
通过测试验证，可以及时发现问题并进行调整，确保设计方案的可靠性和稳定性。
4.技术文档编制与成果总结。
最后，设计师需要进行技术文档的编制和成果总结。
技术文档的编制是设计工作的重要环节，它记录了整个设计过程中的关键参数、技术方案、材料选择、优化设计等内容，为后续的工程应用提供了重要的参考依据。
机械创新设计实例分析
10.1
新型内燃机的开发实例
(2) 活塞往复运动造成曲柄连杆机构较大的往复惯性力，此惯性力随 转速的平方增长，使轴承上的惯性载荷增大，系统由于惯性力不平衡而 产生强烈振动。往复运动限制了输出轴转速的提高。 (3) 曲轴回转两圈才有一次动力输出，效率低。 上述问题引起了人们改变现状的愿望，社会的需求促进产品的改造 和创新，多年来，在原有发动机的基础上不断开发了一些新型发动机。
10.1
新型内燃机的开发实例
2) 旋转式发动机的设计特点 (1) 功能设计。内燃机的功能是将燃气的能量转化为回 转的输出动力，通过内部容积变化，完成燃气的吸气、压缩、 燃爆和排气4个动作以达到目的。旋转式发动机抓住容积变
化这个主要特征，以三角形转子在椭圆形气缸中偏心回转的
方法达到功能要求。而且三角形转子的每一个表面与缸体的 作用相当于往复式发动机的一个活塞和气缸，依次平稳地连
1. 往复式内燃机的技术矛盾
目前，应用最广泛的往复式内燃机 由气缸、活塞、连杆、曲轴等主要机件 和其他辅助设备组成。 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。 活塞1 连杆2 气缸3 曲轴4 进气阀5 排气阀6
控制回转运动平稳。
这种无曲轴式活塞发动机若将圆柱凸轮安装在发动机的中
心部位，可在其周围设置多个气缸，制成多缸发动机。通过
改变圆柱凸轮的凸轮轮廓形状可以改变输出轴的转速，达到 减速增矩的目的。这种凸轮式无曲轴发动机已用于船舶、重
型机械、建筑机械等行业。
10.1
新型内燃机的开发实例
triz创新设计应用实例分析
TRIZ工具解决采煤机截割部方案设计应用物理091——张明伟（090118）应用TRIZ工具及原理提出创新问题：在漫长的地球进化过程中，地球母亲为我们积累了丰富的矿产资源，煤炭就是其中的重要一种。
我国煤炭资源丰富，是煤炭开采大国也是煤炭消耗大国，但是在我国煤炭开采技术并不成熟。
例如在煤炭资源井工式机械化开采的工作面比较狭小，环境恶劣。
在一定采高下，为了提高煤炭的生采率，操作工人希望滚筒式采煤机的截割功率越大越好，但是由于地质条件或技术条件的限制，又不能过度增大采煤机的高度，以安装更大功率的截割电机；而同时管理部门又希望开采能耗越低越好。
应用TRIZ理论定义该技术的理想解如下：从提高理想解法则出发，应提高煤炭生产率的同时，降低采煤能耗、粉尘和截割刀具的耗损。
从煤炭截割理论考虑，粉尘量往往与采落煤炭的块度负相关，即煤块度越大，粉尘量相对越小，这就要求尽可能提高煤的块度。
但是煤块度增大，必须增大刀具的截割深度，这又受到截割刀具的强度、工作机构结构等限制。
因此，开采下来的煤块不能太大又不能太小，体现出物理矛盾的存在。
当利用分离原理很难处理这一矛盾的情况下，可以通过技术矛盾的角度来解决这一问题。
通过对39条技术矛盾特性参数分析可以从改善No.19动物耗能和No.39生产量/生产率两个特性参数出发。
对应改善特性参数，可能恶化参数如表4、表5所示从改善动物耗能出发推荐的解决方法为：No.5组合法，No.13逆向作用法，No.18机械振动法，No.24中介法，No.35性能转变法。
从改善生产量/生产率出发推荐的解决方法为：No.2 提取法，No.10预先作用法，No.18机械振动法，No.20有效运作持续法，No.23反馈法，No.28系统替代法，No.35性能转变法。
经过分析，根据发明原理提出如下几个解决方案：（1）利用No.5组合法，在不增加机身高度前提下，对每一个工作机构采用双电机联合驱动，增大截割功率。