机械创新设计作业

《机械创新设计》

结课论文

课程名称《机械创新设计》

院（系、部、中心）机械工程学院

专业机械设计制造及其自动化

班级机设101（102）

姓名屠波学号201100124

题目机械零部件的创新设计

起止日期 2013-11-18~2013-12-11

任课教师王育荣

机械零部件的创新设计

摘要：随着市场竞争的加剧和买方市场的形成，当今制造业的市场竞争焦点发生了转移，已经从过去的“规模效益第一”、“价格质量第一”发展到了“创新设计第一”，机械零件的设计创新被提到了首位。本文是基于夏天学宿舍自备的立式风扇的风不能很好的吹到平躺在床上的同学们，以倾斜固定风扇为创新点进行设计，让人们得到更多的凉爽，体验到风扇的使用价值，从而实现实现低能低碳的效果。

关键词：机械设计、零件创新、倾斜、低碳

正文：

1、机械零部件的创新设计：

传统机械零部件的设计带来了运用中出现的许多问题：零部件容易腐蚀损坏；零部件容易疲劳损坏，断裂、表面剥落等；零部件容易摩擦损坏等等。这些问题的出现，都是机械零部件传统的设计局限性所产生的。机械零部件设计是人类为了实现某种预期的目标而进行的一种创造性活动。

机械零部件设计的本质是创造和革新。现代机械零部件设计强调创新设计，要求在设计中更充分地发挥设计者的创造力，利用最新科技成果，在现代设计理论和方法的指导下，设计出更具有生命力的产品。

机械零部件设计是机械设计的重要组成部分，机械运动方案中的机构和构件只有通过零部件设计才能得到用于加工的零部件工作图和部件装配图，同时它也是机械总体设计的基础。机械零部件设计的主要内容包括：根据运动方案设计和总体设计的要求，明确零部件的工作要求、性能、参数等，选择零部件的结构构形、材料、精度等，进行失效分析和工作能力计算，画出零部件图和部件装配图。机械产品整机应满足的要求是由零部件设计所决定的，机械零部件设计应满足的要求为：在工作能力上要求具体有强度、刚度、寿命、耐磨性、耐热性、振动稳定性及精度等；在工艺性上要求加工、装配具有良好的工艺性及维修方便；在经济性上的要求主要指生产成本要低。此外，还要满足噪声控制、防腐性能、不污染环境等环境保护要求和安全要求等。这些要求往往互相牵制，需全面综合考虑。

2、实例：

风扇已是千家万户的必需生活用品，如何能利用外型结构，能更人性化，更方便人们使用风扇，达到节约能源的目的，这个就是本设计的重点内容。众所周知，随着我国教育事

业的不断发展，继而推动各种院校的兴起，必然导致越来越多的住宿生，也就带来学生宿舍的增长。然而，就在这样一种社会进步与发展的趋势与我国人均资源紧张的相向矛盾下，往往越能节能，利用有限空间发挥尽可能大的使用功能，成为了人们最求的目标。

3、内容：

本次设计主要通过风扇外形的设计来完成对风扇倾斜一定角度的控制。控制主要通过连杆机构控制实现。通过对风扇位置的控制达到低碳环保效果。本设计灵感主要来源于舍友的生活习惯。立式风扇是一般家庭的生活必需品，但由于在睡觉时风扇的风向限制性，常需要开到更高风速达到散热的目的，从而造成巨大的能源浪费。全球这么多风扇，估算一下，消耗能源可观。另一个是作为一个必需品，当然要使生活变得更方便，省去了高水电费支出的麻烦，并且可以让我们睡的更放心。本设计是在学校宿舍进行了实物实验。将风扇放到床尾端的挡架上，利用连杆和挂蚊帐的支架固定，从而达到一定的倾斜角度。这样能够更体现风扇的使用价值，用户可以根据自己的实际情况进行距离调节。由于考虑到固定端的环境条件，所以本次设计在连杆末段连接一个G字夹，可以实现与方形管的固定，或者是圆形管的固定。

3.1风扇的行业现状

随着我国经济的持续发展和人民生活水平的不断，广大人民群众对家居生活环境的期望值也在同步上升，这反过来刺激了我国家电行业的快速发展，其中，电风扇和家用空调器已成为城镇居民消费纳凉的两大主流产品。

随着市场的发展、消费者审美习惯的转移以及健康节能观念的不断深入等，电风扇在功能和外观上的适时变换也是大势所趋。

3.2倾斜固定风扇主要结构分析

3.2.1风扇主体

由于倾斜固定风扇是在原有的立式风扇外表附加一个连杆机构，从而达到倾斜的目的，所以风扇的主体可以采用市场通用的风扇。

3.2.2风扇固定连杆

风扇的固定连杆起到的作用主要在于连接风扇与其他横杆之间的效果，但是连杆设计不合理就会影响风扇的倾斜角度，以及耐用程度。所以连杆的材料因选用韧性较好的材料，例如pvc材料。

3.2.3风扇的连杆的固定端部件

风扇的连杆末端固定部件起到的作用主要在于让连杆和其他横杆质检固定

的效果，但是由于考虑外部横杆的形状问题，所以设计采用G字夹来达到能适应多种形状外部横杆的固定。

3.3风扇连杆主要结构尺寸

主要尺寸入下表：

在得到风扇固定连杆的主要结构尺寸后就可以利用SolidWorks进行平面图的绘制，如下图：

4、倾斜固定风扇三维图绘制

在得到台灯的主要结构尺寸后就可以利用Solidworks软件三维建模进行三维图的绘制，如下图:

5.设计心得与设计总结

5.1设计心得：

这次设计思想来源于大学的生活，所以所具有的功能也是为大学宿舍生活的方便而设置的。因此就产生了制作倾斜固定风扇的想法。首先是和几个同学一起商讨了该方案的可行性，最后得到了一致的肯定。但是在很多课程的安排下，时间比较紧凑，所以比较多的方面缺少详细的思考和信息，但是我还是能够克服重重困难，大体上完成了这次的设计。至于所遇上的问题，例如在制图的时候，由于是要做风扇的固定连杆部分，所以不单只能画一个连杆，还要画一个风扇的结构图，然后装配。至于扇叶，这是一个大难题，请教了很多同学都没有得到帮助，最好只能忽略而过.在出图的时候也遇到问题，电脑出了问题，所以用cad出不了二维图，只能用SolidWorks出二维图，缺少了一部分的线条，只能说这不是办法中的办法。但是通过这次的创新设计，真的学会了很多知识，还加深了对一些制图软件的了解，并得到一定的提升。而这些都不重要，重要的是让我们明白，创新就在我们生活的周边，无处不在，只是我们没有用心去发现，用心去探讨。

因此我就想，21世纪正是一个讲求科技创新的世纪中华民族的崛起渴望着拥有创新精神与创新能力的人才。虽然说，人才的培养重要的还是个人的努力，但是毋庸置疑的是，环境的力量仍不容忽视。而学校、科技俱乐部、各类科技创新奖励机制乃至整个社会就正是这样的环境。我是幸运的，因为我身处这样一个积极的环境，但是在许多地方，有许多我的同龄人则未必有如此的幸运。

5.2设计总结：

创新性：倾斜固定风扇，充分发挥出其独有的最大可能利用风扇的实用价值的功能，很好的弥补了大学宿舍夏天睡觉时的闷热情况，是首次出现在高架床铺与风扇形成一定角度倾斜的作品，在不久的将来会得到广泛的应用。

合理性：随着技术水平的日益增长，高科技产品将在未来的市场里占据主流地位。这些数字化的产品大多以其灵巧轻便、功能强大、美观得体为卖点而深受广大市民的青睐，由此可见市民的消费观念大多取决于新潮与创意。所以现今产品的发展更趋向人性化和智能化。本作品便是以人性化作为出发点，通过合理的设计使得家居空间更为开敞，同时使用简单，方便轻巧，适用于多种场合。

实用性：近年来，现代人求精求新的观念逐渐应用到室内设计上来。在经济状况允许的情况下，许多市民选择装潢自己的家居，来享受人生。所以近年来的家居设计很受欢迎。而时尚的家具设计就成为求新者的宠爱。本作品的设计理念是将有用的资源合理的最大化利用。本作品不仅可以节省资源，还更显人性化和低碳化。