机械创新设计 教学课件 作者 徐起贺 第十章　机械产品创新设计实例分析.ppt

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1、第十章　机械产品创新设计实例分析第一节　电动大门的创新设计第二节　抓斗原理方案的创新设计第三节　环保型手推式草坪剪草机的创新设计第四节　冲制薄壁零件冲床运动方案的创新设计第五节　蜂窝煤成型机的创新设计第六节　飞剪机剪切机构运动方案的创新设计第一节　电动大门的创新设计一、功能目标实现大门的自动打开和关闭。二、技术途径运用发散思维的方式，确定其实现的技术途径，图10⁃1所示为该技术途径框图。图10-1　实现电动大门功能的技术途径框图第一节　电动大门的创新设计图10-2　各种大门示意图三、技术原理第一节　电动大门的创新设计根据大门的宽度、大门两侧的具体建筑风格与空间，选择大门

2、的运动方式及具体机构，按技术原理进行创新设计。1)门宽为4～5m，选择两扇平开门或单扇推拉门(含伸缩门)；门宽为6～10m，选择四扇折叠门或双扇推拉门。2)厂房式建筑还可以考虑采用升降门或卷帘门。表10-1　电动大门的技术组合第一节　电动大门的创新设计图10-3　平开式电动大门机械系统简图第一节　电动大门的创新设计图10-4　液压型电动大门机构简图第一节　电动大门的创新设计图10-5　液压传动原理图四、方案评价第一节　电动大门的创新设计根据电动大门的功能分析和技术原理，可创新设计出多种不同类型的电动大门。本例仅讨论了门宽较小的两扇平开门的创新设计。图10-6　顶置式四扇

3、折叠电动门第二节　抓斗原理方案的创新设计表10-2　抓斗开发设计任务书第二节　抓斗原理方案的创新设计图10-7　起重功能树第二节　抓斗原理方案的创新设计图10-8　抓斗功能树第二节　抓斗原理方案的创新设计图10-9　抓斗功能结构图第二节　抓斗原理方案的创新设计表10-3　抓斗原理方案形态矩阵表第二节　抓斗原理方案的创新设计表10-?4　抓斗可行原理方案初步评价表第二节　抓斗原理方案的创新设计表10-?4　抓斗可行原理方案初步评价表第二节　抓斗原理方案的创新设计表10-5　动力源采用液压和气压的抓斗性能比较表第二节　抓斗原理方案的创新设计图10-10　、、三种

4、方案简图a)组合　b)组合　c)组合第二节　抓斗原理方案的创新设计表10-6　、、性能比较表1)评价过程中应充分利用集体智慧，提高评价准确性，在定性分析方法无法得出结论时，可用加权的方法进行定量分析。2)一次次地比较筛选，实际上是在逐步寻找薄弱环节，是一个不断优化的过程。3)在最佳原理方案确定之后的设计中，也应充分运用设计方法学和创造学的基本原理进行创新设计。第三节　环保型手推式草坪剪草机的创新设计一、设计目的目前市场上的剪草机大多需要动力引擎，这样会产生较大的噪声，带来环境污染，在办公和学习的地方，这种需动力引擎的剪草机就显得不受欢迎，为此，联

5、合国每年使用三千多只绵羊为驻日内瓦的办公地剪草。由于动力引擎剪草机有动力装置，保养、维护费用较高；同时动力引擎剪草机主要依靠刀片的高速旋转把草割断，通过旋转气流把草排出，因此对整机的安全性要求较高，操作时也会给工人带来强烈的振动，使操作者很不舒服。虽然，动力引擎剪草机剪草效率较高，剪草效果较好，但其价格也较昂贵，因此一般的用户难以接受。二、工作原理第三节　环保型手推式草坪剪草机的创新设计图10-11　机构运动简图第三节　环保型手推式草坪剪草机的创新设计图10-12　手推式草坪剪草机的组成框图三、设计方案第三节　环保型手推式草坪剪草机的创新设计设计的手推式草坪剪草机首先要

6、通过一个传力构件将人力传递出去。为了让操作者在正常行走速度下操作，传递出去的力应通过增速机构继续传递；因执行修剪草动作刀片的相对运动方向与人行进的方向垂直，经前面增速机构传递过来的运动都需要再经过一级转换机构传递到执行构件。通过分析得到手推式草坪剪草机的组成框图，如图10⁃12所示。(1)用脚驱动　用脚驱动时，一般操作者都需站在或坐在被驱动的机器上用力，这样所设计的修草机，除了要完成剪草动作外，还要承受操作者的自重，且要有方向控制装置，致使机器结构复杂，尺寸较大，不适合于小面积草坪使用。(2)用手驱动　用手驱动，可避免用脚驱动时存在的问题，使所设计的机器小巧，可灵活操作

7、。第三节　环保型手推式草坪剪草机的创新设计(3)用割的方式　即用刀将草截断，但草柔软，且一端自由，采用割的方式将草截断较难实现。(4)用打的方式　即用刀片或打草绳将草打断。(5)用剪的方式　即用刀将草剪断，用两个刀片做相对运动的原理较易将草剪断，且不需很高的速度，因此，我们选择设计成手动式剪草机。图10-13　能实现将转动转变为直线往复移动的机构a)曲柄滑块机构　b)直动推杆盘状凸轮机构　c)齿轮齿条机构第三节　环保型手推式草坪剪草机的创新设计1.用组合法实现增速图10-14　机构组成方案a)带齿轮增速的曲柄滑块机构　b)带齿轮增速的直动