浙大机械的发展与创新策划.ppt

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1、学而由其统，言而要其中，文而济其用，行而显于众。《进学解》韩愈机械的发展与创新设计§1-1机械的发展与创新概述机械产品的发展与材料科学密切相关：（1）石器时代（2）铜器时代（3）铁器时代（4）半导体时代早期机械实例早期机械实例地动仪牛顿手制的望远镜StructureofoldbikeSimplemachine-NutcrackerGalileo望远镜英国早期的火车（1847年）水泵的结构现代机械实例现代机械实例现代机械实例国际空间站（2005年）机械设计方法发展1、60年代：优化设计、可靠设计、仿生设计2、70年代：计算机辅助设计、摩擦学设计、设计方法学、

2、有限元设计、边界元设计3、80年代：质量驱动设计、参数化设计、智能设计、分形设计机械设计方法发展4、90年代：并行设计（基于网路的设计）、虚拟设计，基于实例的设计5、21世纪：计算设计（计算实验或数字设计）、集成设计······优化设计方法仿生设计示例仿生设计示例人机工程学设计实例机械的发展与创新设计§1-2机械创新设计综述一、机械创新设计的涵义：利用技术原理进行创新构思的设计实践活动。(1)Improvement(2)Innovation(3)Creation齿轮有限元设计数字化设计示例－陈奎霖2006机械的发展与创新设计二、创新设计的基本类型及其活动特点

3、1、原理开拓创新2、组合创新3、转用创新（变异的创新）4、克服偏见的创新机械的发展与创新设计§1-3机械功能原理设计及创新一、机械系统及功能二、功能原理设计的意义三、功能结构设计分析四、功能元求解及求系统原理解机械的发展与创新设计五、功能原理的创新洗衣机的设计原理机械式洗衣机（波轮式、滚筒式）干洗（蒸汽洗衣机）超声波洗衣机纳米洗衣机洗衣机的设计方案电机－带传动－轮论（滚筒）电机－波轮（滚筒）机械的发展与创新设计§1-4传动方案及机构创新一、传动方案二、机构创新§1-5机械结构的改进与创新传动方案的布置原则1、传递载荷能力小的（例如、带）放在高速级2、有动载荷

4、的（例如、链）放在低速级3、传动平稳的（例如、斜齿轮）放在高速级，传动平稳性较差的（例如、直齿轮）放在低速级4、运动链中有摩擦传动的（例如、带与摩擦轮传动），制动器应放在工作机前，才能实现有效制动机械的发展与创新设计§1-6现代机械设计与机电一体化1、现代设计方法功能—原理——结构2、CAD—计算机辅助设计3、FEM与BEM设计4、价值设计（VD）5、人机工程设计示例－纸张分离原理解机械的发展与创新设计6、新的设计与分析方法1990年前：运动学设计，动力学设计，强度设计，疲劳设计，优化设计，可靠性设计，概念设计，系统设计，有限元设计，摩擦学设计，工业造型设计

5、1990年后：并行设计，虚拟设计，协同设计，网络设计，智能设计，集成设计模糊设计，反求设计，可重构设计，生态设计…..机械的发展与创新设计6、新的设计技术与软件CAD/CAE/CAPP，设计数据库，设计工具库，设计应用软件；集成化设计信息系统（并行网络设计系统）；例如，UNIGRAPHYSICS,ProE,Ansys等机械的发展与创新设计二、机电一体化1、机电原理与技术的集成原理的替换与集成结构的替换与集成技术的替换与集成2、光－声－机—电原理与技术的集成3、微机械的设计机械系统设计机械系统设计机械系统设计有限元设计机电一体化设计磁悬浮列车“火箭之父”－齐奥

6、尔科夫斯基神舟五号成功完成神舟六号出发神舟六号圆满成功未来的星球车目前机械：Micro-chipdevices:Plantcell:Animalcell:Baterium:机械学的发展趋势机械设计的发展要求2004年统计数字：（1）USA：制造业GDP占60％（2）JAPAN:制造业GDP占50%（3）中国：制造业GDP占38％中国自主设计的机械产品占46％工学的组成工具方法原理产品，例如：计算机、汽车……等等。数学，物理，化学，生物。例如：优化组合法、电磁转换，换原反应，发酵等等。以工程为例：力学原理、电机原理、机械原理、化工原理…..等等设计总流程功能原

7、理结构机械创新设计的内容（1）原理的创新设计（2）机构的创新设计（3）结构的创新设计（4）消化吸收－再创新设计（反求设计）（5）设计计算方法的创新设计定量到变量；静态到动态；单元到系统集成串行－并行－协同设计创新设计常用方法（1）群体集智法例如，635法、调查问卷法、（2）系统分析法例如，设问探求法、缺点列举法、希望点列举法、特性列举法、形态分析法（3）联想、类比法（4）转向创新法（5）组合创新法功能组合法、材料组合法、同类组合法、技术组合法、信息组合法工业革命的历史第一次工业革命：从1775年蒸气机发明到19世纪初。第二次工业革命：从1883年内燃机和电的

8、发明开始到20世纪初。第三次工业革命：从1910年原