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1、機 構(gòu) 科 技 創(chuàng) 新 訓(xùn) 練 袁 湘 月森 工 樓 n 機 械 系 統(tǒng)n 功 能 綜 合n 原 理 綜 合n 構(gòu) 型 綜 合第 二 講 機 械 系 統(tǒng) 方 案 設(shè) 計 的 創(chuàng)新 n 機 械 系 統(tǒng)n 功 能 綜 合n 原 理 綜 合n 構(gòu) 型 綜 合第 二 講 機 械 系 統(tǒng) 方 案 設(shè) 計 的 創(chuàng)新 1） 機 械 系 統(tǒng) ： 由 若 干 機 械 裝 置 組 成 的 一 個 特 定 系 統(tǒng) 。2） 組 成 ：1 機 械 系 統(tǒng) 3） 機 械 系 統(tǒng) 的 相 關(guān) 性1 機 械 系 統(tǒng) 4） 機 械 系 統(tǒng) 的 進 化 性1 機 械 系 統(tǒng) 5） 機 械 系 統(tǒng) 設(shè) 計 的 內(nèi) 容a. 產(chǎn) 品

2、 規(guī) 劃 階 段 ： 市 場 需 求 調(diào) 研 與 預(yù) 測 ； 信 息的 研 究 與 分 析 ； 論 證 產(chǎn) 品 開 發(fā) 的 必 要 性 ，可 行 性 ； 確 定 產(chǎn) 品 的 功 能 目 標(biāo)n b.方 案 設(shè) 計 階 段 ：n 功 能 綜 合 ； 原 理 綜 合 ； 構(gòu) 型 綜 合c 技 術(shù) 設(shè) 計 階 段 ：d 施 工 設(shè) 計 階 段 ：1 機 械 系 統(tǒng) n 機 械 系 統(tǒng)n 功 能 綜 合n 原 理 綜 合n 構(gòu) 型 綜 合第 二 講 機 械 系 統(tǒng) 方 案 設(shè) 計 的 創(chuàng)新 從 功 能 角 度 ， 對 系 統(tǒng) 進 行 分 析 、 分 解 、分 類 ， 進 行 適 當(dāng) 裁 減 ， 實 現(xiàn)

3、設(shè) 計 的 突 破 。1） 功 能 綜 合 概 念 2） 功 能 分 析 ： 對 系 統(tǒng) 輸 入 輸 出 的 描 述 （ 黑 箱 法 ） ： 3） 功 能 分 類A. 按 機 械 系 統(tǒng) 的 組 成 進 行 功 能 分 類 驅(qū) 動 功 能 ： 為 系 統(tǒng) 提 供 能 量 或 動 力 ， 它 接 受 測 控 部 分 發(fā) 出 的 指令 ， 執(zhí) 行 驅(qū) 動 部 分 工 作 。 其 功 能 載 體 為 各 種 類 型 原 動 機 。 如 電 動機 、 內(nèi) 燃 機 等 傳 動 功 能 ： 傳 遞 驅(qū) 動 和 執(zhí) 行 部 分 之 間 的 運 動 和 動 力 。 包 括 運 動形 式 、 性 質(zhì) 、 方 向

4、 、 大 小 的 變 換 。 其 功 能 載 體 可 以 是 機 械 式 、 液壓 氣 動 式 、 電 磁 式 等 執(zhí) 行 功 能 ： 實 現(xiàn) 和 完 成 產(chǎn) 品 的 最 終 功 能 。 簡 單 系 統(tǒng) 可 用 簡 單 的構(gòu) 件 實 現(xiàn) 特 定 的 動 作 ； 復(fù) 雜 的 系 統(tǒng) 有 多 個 執(zhí) 行 功 能 ， 各 動 作 需 要協(xié) 調(diào) 與 配 合 控 制 功 能 ： 包 括 檢 測 、 傳 感 與 控 制 。 它 把 系 統(tǒng) 工 作 過 程 中 各 種參 數(shù) 和 工 作 狀 況 檢 測 出 來 ， 變 換 成 可 測 定 和 可 控 制 的 物 理 量 ， 傳 送 到 信 息 處 理 部 分

5、 ， 并 發(fā) 出 對 各 部 分 的 工 作 指 令 和 控 制 信 號 3） 功 能 分 類B. 按 三 要 素 變 換 的 物 理 作 用 進 行 分 類 轉(zhuǎn) 變 -復(fù) 原 ： 凡 是 引 起 能 量 、 物 料 、 或 信 號 特 性 發(fā) 生 變 化 的 活動 都 應(yīng) 稱 為 轉(zhuǎn) 變 或 復(fù) 原 。 具 有 類 型 的 特 征 。 放 大 -縮 小 ： 一 切 使 物 理 量 放 大 或 縮 小 的 活 動 都 稱 為 放 大 或 縮小 。 具 有 大 小 的 特 征 。 混 合 -分 離 ： 凡 是 根 據(jù) 不 同 的 物 理 特 性 參 量 （ 密 度 、 原 子 量 、波 長 、

6、頻 率 、 幾 何 形 狀 等 ） 使 兩 個 或 幾 個 混 合 在 一 起 的 流 分 離 開 ，或 者 使 已 經(jīng) 分 開 的 流 混 合 在 一 起 的 活 動 都 應(yīng) 稱 為 分 離 -混 合 。 或 者使 能 量 和 物 料 、 能 量 和 信 號 、 物 料 和 信 號 混 合 和 分 離 的 過 程 也 稱為 混 合 -分 離 。 具 有 數(shù) 量 的 特 征 。 3） 功 能 分 類 接 合 -分 開 ： 用 來 把 體 現(xiàn) 能 量 的 物 理 量 如 功 率 、 力 、 位 移 等 合成 （ 相 加 ） ， 或 者 分 解 成 幾 個 分 量 的 過 程 ； 以 及 用 來

7、產(chǎn) 生 或 取 消相 同 或 不 同 物 料 間 結(jié) 合 力 的 活 動 都 可 歸 納 為 接 合 -分 開 。 具 有 位置 的 特 征 。 存 貯 -取 出 ： 能 量 、 物 料 、 信 號 可 以 存 放 起 來 ， 或 從 存 貯 器 中取 出 來 的 活 動 稱 為 存 貯 -取 出 。 具 有 數(shù) 量 、 位 置 、 時 間 的 特 征 。 傳 導(dǎo) -中 斷 ： 指 能 量 、 物 料 、 信 號 通 過 電 流 、 光 纖 、 管 道 、 機構(gòu) 等 進 行 傳 輸 或 斷 開 的 活 動 。 具 有 位 置 與 時 間 的 特 征 。 3） 功 能 分 類C. 機 構(gòu) 能 實

8、 現(xiàn) 的 基 本 功 能 變 換 運 動 的 形 式 轉(zhuǎn) 動 ， 單 雙 向 移 動 ， 單 雙 向 擺 動 ， 間 歇 運 動 等 變 換 運 動 的 速 度 減 速 ， 增 速 ， 變 速 ， 調(diào) 速 等 變 換 運 動 的 方 向 兩 軸 線 平 行 、 相 交 、 空 間 任 意 方 向 運 動 的 變 換 運 動 的 合 成 與 分 解 兩 個 自 由 度 的 機 構(gòu) ， 以 及 各 種 差 速 機 構(gòu) 操 縱 與 控 制 主 要 指 各 種 離 合 裝 置 ， 操 縱 裝 置 實 現(xiàn) 給 定 的 運 動 軌 跡 機 構(gòu) 中 的 浮 動 構(gòu) 件 可 實 現(xiàn) 各 種 軌 跡 要 求 實

9、 現(xiàn) 給 定 的 運 動 位 置 兩 個 連 架 桿 對 應(yīng) 位 置 ， 連 桿 導(dǎo) 引 位 置 實 現(xiàn) 特 殊 功 能 增 力 ， 增 程 ， 微 動 ， 急 回 ， 夾 緊 ， 定 位 ， 自 鎖 4） 功 能 分 解 例 1： 化 妝 品 自 動 包 裝 機 功 能 結(jié) 構(gòu) 圖 例 2： 齒 輪 變 速 箱 功 能 結(jié) 構(gòu) 圖 n 機 械 系 統(tǒng)n 功 能 綜 合n 原 理 綜 合n 構(gòu) 型 綜 合第 二 講 機 械 系 統(tǒng) 方 案 設(shè) 計 的 創(chuàng)新 p 在 功 能 分 析 與 綜 合 的 基 礎(chǔ) 上 ， 方 案 設(shè) 計 階 段 的主 要 工 作 就 是 原 理 綜 合 。 原 理 沒

10、有 一 個 統(tǒng) 一 的規(guī) 律 可 遵 循 ， 其 方 案 解 是 發(fā) 散 的 ， 有 很 多 可 行解 ， 需 要 根 據(jù) 實 用 性 、 經(jīng) 濟 性 、 可 靠 性 等 各 項性 能 指 標(biāo) 進 行 評 定 推 出 其 中 一 種 方 案 。 因 此 方案 設(shè) 計 的 過 程 是 一 個 發(fā) 散 -收 斂 的 過 程 ， 是 創(chuàng)新 的 過 程 ， 是 最 富 有 創(chuàng) 造 性 的 階 段 。1） 原 理 綜 合 A 設(shè) 計 中 的 技 術(shù) 沖 突p TRIZ理 論 認(rèn) 為 發(fā) 明 問 題 的 核 心 是 解 決 沖 突 。 設(shè)計 人 員 在 設(shè) 計 過 程 中 不 斷 發(fā) 現(xiàn) 沖 突 ， 并

11、利 用 相應(yīng) 的 發(fā) 明 原 理 解 決 這 些 沖 突 ， 使 產(chǎn) 品 向 理 想 化方 向 進 化 。p TRIZ理 論 研 究 人 員 通 過 對 世 界 上 250萬 項 專 利的 詳 細(xì) 研 究 提 出 了 39個 通 用 工 程 參 數(shù) 來 描 述 的技 術(shù) 沖 突 問 題 。 這 些 工 程 參 數(shù) 見 表2） 技 術(shù) 沖 突 解 決 原 理 （ TRIZ理 論 ） B 發(fā) 明 原 理p 在 對 全 世 界 專 利 分 析 研 究 的 基 礎(chǔ) 上 ， TRIZ 理論 的 研 究 人 員 在 抽 象 層 次 上 提 出 了 40條 發(fā) 明 原理 ， 用 于 指 導(dǎo) 沖 突 的 解

12、決 和 產(chǎn) 品 的 創(chuàng) 新 。 這 些發(fā) 明 原 理 見 表2） 技 術(shù) 沖 突 解 決 原 理 （ TRIZ理 論 ） 39項 參 數(shù) 描 述 了 問 題 的 空 間 ， 40條 發(fā)明 原 理 則 填 充 了 問 題 解 的 空 間 必 須 找 出 問 題 與 解 的 對 應(yīng) 關(guān) 系 TRIZ研 究 人 員 通 過 長 時 間 的 分 析 與 研究 提 出 了 沖 突 矩 陣 的 概 念 矩 陣 的 行 表 示 沖 突 惡 化 的 的 參 數(shù) ， 矩 陣 的 列 表 示 沖 突 改 善 的 參 數(shù) ， 矩 陣 中的 元 素 則 為 第 i個 惡 化 的 參 數(shù) 與 第 j個改 善 的 參 數(shù)

13、 構(gòu) 成 的 技 術(shù) 沖 突 的 原 理 解 該 解 用 發(fā) 明 原 理 的 序 號 表 示 。 其 中 若 i與 j相 同 ， 則 該 元 素 為 空2） TRIZ理 論 沖 突 矩 陣 振 動 篩 在 選 礦 、 化 工 原 料 分 選 、 糧 食 分 選 以 及 垃 圾 分 選 中都 是 主 要 設(shè) 備 ， 其 中 ， 篩 網(wǎng) 的 損 壞 是 設(shè) 備 報 廢 的 原 因 之 一 ，尤 其 對 篩 分 垃 圾 的 振 動 篩 ， 分 析 其 原 因 ， 利 用 沖 突 矩 陣 尋求 解 決 問 題 的 辦 法 。 n 機 械 系 統(tǒng)n 功 能 綜 合n 原 理 綜 合n 構(gòu) 型 綜 合第 二 講 機 械 系 統(tǒng) 方 案 設(shè) 計 的 創(chuàng)新 p 為 實 現(xiàn) 原 理 解 而 進 行 的 運 動 機 構(gòu) 類 型 的 選 擇 與構(gòu) 造p 各 種 功 能 ， 尤 其 機 械 運 動 的 變 換 功 能 ， 多 數(shù) 是由 機 構(gòu) 來 實 現(xiàn) 的 機 構(gòu) 的 構(gòu) 型 與 創(chuàng) 新 將 在 以 后 章 節(jié) 進 行 專 門 的 研 究 與 探討 ， 本 節(jié) 主 要 羅 列 各 種 基 本 機 構(gòu) 的 基 本 功 能1） 構(gòu) 型 綜 合 2） 機 構(gòu) 選 型 3） 構(gòu) 型 選 擇 的 注 意 事 項