现代设计方法.docx

现代机械设计方法对机械创新的应用机械五班 刘汉仁1114010518摘要我参加了2014年5月10举办的第三届上海市大学生机械工程创新大赛，通过在现代机械设计方法课上的学习，把一些理论用到了实践中。本文中，主要讲了我们在作品设计制造过程中的问题以及解决方法，例外附上了作品设计说明书。关键词：现代设计方法；TRIZ理论；机械创新设计；前言设计的核心是创新。创新能力已是当今企业核心竞争力的重要标志，也是设计人员能力与价值观的体现。TRIZ是解决发明问题的理论，是实现发明创造、创新设计、概念设计的最有效方法。TRIZ是基于知识的、面向人的解决发明问题的系统化方法学，其核心是技术系统进化原理。通过TRIZ理论的学习，能帮助设计人员打破思维定势，避免思维惰性，挖掘自身的潜能，开发人们的创新、创造或者发明意识实现技术创新。其内容包括冲突的概念及分类、设计中物理冲突的解决原理和方法、设计中技术冲突的解决原理和方法。正好我参加了2014年5月10举办的第三届上海市大学生机械工程创新大赛， 下面说一下作品在设计制造过程中的体会。1.1作品设计过程中的问题及解决方法：作品方案从2013年的11月开始制定，第一个方案实现起来比较简单，但是功能单一，且很多地方在运动过程中有干涉。为了使作品的功能多样化，我们制定了第二个方案，就在马上要按它出图纸的时候，经过计算分析，发现其中有严重的问题，如果按照第二个方案制作，将会有非常大的误差。之后就制定了第三个方案，虽然误差依然存在，但经过计算，只要作品足够小，误差能够接受。方案确定后已经是2014年的3月了。1.2作品制造过程中的问题及解决方法：图纸全部是我一个人画的，送去工厂的时候，加工师傅没看懂，图基本上无法加工，于是来来回回改了两次。零件的加工我基本上是没有参与，只是去那里看看加工进度和帮下小忙。后面的装配过程基本上是我们完成的，这个过程中出现了非常多的问题，原始方案也在不断的改进。我们组的作品照片，从中照片中看到我们的作品使用了很多万向节，很多问题都是它引起的。三维模型图最开始安装C1E和C2F杆的时候，发现OO1和0F、OE的距离太短，使那两根杆的长度过短，从而使的竖着的那根杆不能动，同时C1、C2那两个万向节卡死了，这与我们使用它的目的完全相反了，于是我们做了一些改进。首先，通过计算和三维仿真，确定了OO1、OF、OE以及杆它们之间的长度关系，然后为了使万向节不会卡死，我们设计了一些小的零件，使它们在和其他零件连接的时候能够自己转动。在安装A、B那两个万向节的时候，发现A和折杆干涉了，于是把折杆折的方向折了90°，既消除了因为使用万向节导致回转中心不在同一平面的误差，又使其能够灵活的转动。最后在调试的过程中，发现G、D那两处的滑块滑动的时候不灵活，还有卡死的现象，于是把那三根杆都换成了圆杆，并把滑块换成了径向轴承，最后这个问题还是没有解决。因为G那个滑块既要水平动，同时还要竖直动，在滑动的过程中由于驱动它的力是斜的，使它自锁了。这可能是因为BD和AG杆的长度不合理。还有那个支座，原本想使它们都用顶尖支撑，好都能移动，结果发现它们固定不牢，于是把D那里给固定了，其余两个使用了强力磁铁，下面铺了块铁板。我们的作品由于设计的时候尺寸没有经过计算和优化，使得画出来的图只有很少的一部分，原本理论上是能画出一个完整的出来的，还导致了在运动过程之中出现了自锁现象。这都是很大的失误，以后都是需要特别注意的地方，也让我意识到对于现代设计方法相关知识的严重欠缺。1.3作品成绩：在比赛中，我们组取得了上海市大学生机械工程创新大赛三等奖。2.1作品设计说明书圆锥曲线仪上海理工大学设计者：周海明，刘汉仁，张亮亮，廉颇超设计目的：在高中数学中圆锥曲线是我们学习的一大专题，而有时候画出标准的曲线对解题有重要影响，或者说会影响人的先入为主的想法。同样，在大学机械系我们经常要画投影图，而圆是我们机械中必不可少的因素。而要画出标准的曲线目前市场上只有椭圆规和圆规；所以为了画圆锥曲线的标准化、直观化，我们设计了圆锥曲线仪。工作原理：原理：利用圆锥曲线的第二定义：到定点的距离和到定直线的距离成比例的点的轨迹就是圆锥曲线。装置主要的目的就是实现A、B两杆的成比例进给。实现A、B成比例的原理如下图：当ON与MP成比例时，KM绕K点运动时，O点跟P点在水平方向上的运动成比例。在图1中，a,b两点对应图2中的o,p两点，a点在F杆上滑动，b点固定,F杆固定相当于准线。利用对称的方法，当图1中的E杆在A、B所在的平面投影是A、B两杆的平分线时，就把红色的那个杆分解到另一个面上。当C与D的长度成比例时，E杆绕着c点运动，驱动C、D成比例进给。G两杆保证E杆在A、B所在的平面投影是A、B两杆的平分线。E杆折了一下，相当于把图2中的KM杆变成了KZYX那