机械创新设计 教学课件 作者 徐起贺 第三章　常用创新设计的基本原理.ppt

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1、第三章　常用创新设计的基本原理第一节　综合创新原理第二节　分离创新原理第三节　移植创新原理第四节　逆向创新原理第五节　还原创新原理第六节　物场分析原理第七节　价值优化原理第一节　综合创新原理图3-1　综合创新模式第一节　综合创新原理图3-2　车钻铣机床1—电动机　2—带传动　3—车削主轴箱4—钻铣主轴箱　5—进给板　6—尾座　7—床身第一节　综合创新原理1)综合能发掘已有事物的潜力，并且在综合过程中产生新的价值。2)综合不是将研究对象的各个要素进行简单的叠加或组合，而是通过创造性的综合使综合体的性能产生质的飞跃。3)综合创新比起开发创新在技术上更具有可行性，是一种实用的创新思路。第二节　分离

2、创新原理图3-3　分离创新原理的模式例3-1　“椰菜娃娃”奇迹及启示。1)设计师在设计时应具有营销的观念，以销定产，以顾客的需要为中心，以销售指导产品的设计和生产，满足和服务顾客的需要，这样才能设计出受客户欢迎的产品。2)在现代社会中，产品除了满足功能方面的要求外，更重要的是满足心理、人文、审美等方面的需要。第三节　移植创新原理1)把某一学科领域中的某一项新发现移植到另一学科领域，使其他学科领域的研究工作取得新的突破。2)把某一学科领域中的某一基本原理或概念移植到另一学科领域之中，促使其他学科的发展。3)把某一学科领域的新技术移植到其他学科领域之中，为另一学科的研究提供有力的技术手段，推动其

3、他学科的发展。4)将一门或几门学科的理论和研究方法综合、系统地移植到其他学科，导致新的边缘学科的创立，推动科学技术的发展。例3-2　陶瓷发动机。例3-3　磁性轴承设计。例3-4　机床滚动导轨设计。第四节　逆向创新原理1.功能性逆向创新2.结构性逆向创新3.因果关系逆向创新第五节　还原创新原理例3-5　食品保鲜研究。例3-6　洗衣机的开发。第六节　物场分析原理一、物场分析的概念物场分析法（Substance⁃Field）是前苏联学者阿奇舒勒在发明问题解决理论TRIZ中提出的一种创造原理，这种创新理论提出，解决创造课题的本质问题是消除课题的技术矛盾，而技术矛盾是由物理矛盾决定的，因此，只有消除物

4、理矛盾，才能最终解决创造课题。为了分析和消除这类矛盾，可以运用物场分析原理。这个方法的基础是对“最小技术系统”的理解和分析：在任何一个最小技术系统中，至少有一个主体S1，一个客体S2和一个场F，三者缺一不可，否则不能发生技术作用。第六节　物场分析原理图3-4　物场模型构成简图1)完整物场体系，即满足物场三要素要求的物场体系，它是一种能实现物质之间相互作用和影响的完整技术体系。第六节　物场分析原理2)不完整物场体系，即不能满足物场三要素的要求，或只知两物，或知一物一场，这是有待补建的技术体系。3)非物场体系。二、物场分析的创造原理物场分析的基本内容就是在判别物场类型的前提下进行创造性思维，对非

5、物场体系或不完整物场体系进行补建，或者对完整物场体系中的要素进行变换以发展物场。无论补建或变换，其最终目的都是使物场三要素之间的相互作用更为有效，功能更加完善和可靠。(1)课题分析　搞清课题属于何种技术领域，分析创造课题的出发点和期望达到的目的，已知什么，未知什么，限制条件有哪些等。第六节　物场分析原理(2)分析物场类型　按照物场的三要素要求，判断创造课题已知条件能够构成哪种类型的物场体系。(3)进行物场改造思考1)对非物场体系或不完整物场体系，要补建成完整物场体系。2)对完整物场体系进行要素置换。(4)形成新的技术体系形态　对确定的新物场体系进行技术性构思，使之成为具有技术形态的新技术体系

6、。三、利用物场分析方法实现创新根据以上分析可知，为了利用物场分析原理探索机械创新设计中的功能原理解，最基本的方法就是寻求合理的F和S1，此外还可以通过“完善”、“增加”和“变换”等方法来寻求新的解法。下面结合实例分别予以介绍：第六节　物场分析原理1.F、S1搜寻2.完善图3-5　平板玻璃制造工艺的完善a)垂直引上法　b)浮法第六节　物场分析原理3.增加4.变换图3-6　新型割草机1)指定物体S1。第六节　物场分析原理2)确定场F。3)指定物体S2。4)改变刀体锥面，使其与主轴锥孔不是以整个圆锥面接触，而是以多数点的形式接触，如图3-7c所示。图3-7　锥孔定位问题解决方法a)加工示意　b)实

7、际接触示意　c)小球接触示意第七节　价值优化原理1)保持产品功能不变，通过降低成本，达到提高产品价值的目的。2)不增加成本的前提下，提高产品的功能质量，以实现产品价值的提高。3)虽然成本有所增加，但却使产品功能大幅度提高，使产品价值提高。4)虽然产品功能有所降低，成本却大幅度下降，使产品价值提高。5)不但使产品功能增加，同时也使成本下降，从而使其价值大幅度提高，这是最理想的途径，也是价值优化的最高目标。例3-