机械创新设计案例_范文大全

机械创新设计案例

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【专家解析】机械创新设计案例

【优秀范文】机械创新设计案例

范文一:机械创新设计案例 投稿:马謜謝

机械创新设计案例

我们知道,目前,机械产品的国际竞争非常激烈,要保持和发展我国机械产品在机械市场中的份额,关键靠的就是创新。我们要摆脱现在在机械创新设计上的落后局面,就要我国机械人才的创新设计能力。

机械创新设计是一个极其重要而又困难的实践性较强的研究课题。要进行机械创新设计要有两个必要条件:一是充分获取适用的知识;二是要使用符合创新设计思维并能激发创新思维的设计系统。设计过程充满了矛盾,所获取的知识应有助于矛盾的迅速解决,这就要求知识获取工具紧密集成到设计过程中,因此要统一研究知识获取工具与设计系统。另外,人类的创新设计思维模式是在长期的成功设计经验中总结形成的,因此设计系统必需符合创新设计思维规律。 案例一:新型内燃机的开发实例

一般圆柱凸轮机构是将凸轮的回转运动变为从动杆的往复运动,而此处利用反动作,即当活塞往复运动时,通过连杆端部的滑块在凸轮槽中滑动而推动凸轮转动,经输出轴输出转矩。活塞往复两次,凸轮旋转360°。系统中没有飞轮,控制回转运动平稳。

这种无曲轴式活塞发动机若将圆柱凸轮安装在发动机的中心部位,可在其周围设置多个气缸,制成多缸发动机。通过改变圆柱凸轮的凸轮轮廓形状可以改变输出轴的转速,达到减速增矩的目的。这种凸轮式无曲轴发动机已用于船舶、重型机械、建筑机械等行业。

旋转式发动机与传统的往复式发动机相比,在输出功率相同时,

具有体积小、重量轻、噪声低、旋转速度范围大以及结构简单等优点,但在实用化生产的过程中还有许多问题需要解决。

随着生产科学技术的发展,必然会出现更多新型的内燃机和动力机械。人们总是在发现矛盾和解决矛盾的过程中不断取得进步。而在开发设计过程中敢于突破,善于运用类比、组合、替代等创新技法,认真进行科学分析,将会使人们得到更多创新的、进步的、高级的产品。

案例二:圆柱凸轮数控铣削装置的创新设计实例

圆柱凸轮作为一种机械传动控制部件,具有结构紧凑、工作可靠等突出优点,但其加工制作比较困难。东北大学东软集团生产的医用全身CT扫描机,有一对复杂的圆柱凸轮,过去一直采用手工加工,不仅制造精度低,而且劳动强度大,生产效率低,成本高。为此,负责机械加工的东北大学机械厂提出要研制一种精度较高、操作方便、成本较低的圆柱凸轮加工装置。圆柱凸轮数控铣削装置包括工作台直线运动坐标轴和工件回转运动坐标轴,在加工圆柱凸轮时,本装置根据数控加工程序控制工件作旋转进给运动和直线进给运动,通过普通立式铣床工作台的垂直运动进行切深调整,这样就可以实现一条凸轮曲线槽的连续自动化加工。

案例一图

案例二图

内燃机是从实现相同工作原理的不同机构入手创新尝试,数控机是利用反求新思维进行了创新改造,机械发展史中有无数的创新事例,并不可能一一例举,而是以上述典型实例举一反三、启迪思维,点燃学习者创新设计智慧的火花。

祝悦茜

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范文二:总结机械创新设计案例 投稿:卢撗撘

机械创新设计案例

案例一:新型内燃机的开发实例

一般圆柱凸轮机构是将凸轮的回转运动变为从动杆的往复运动,而此处利用反动作,即当活塞往复运动时,通过连杆端部的滑块在凸轮槽中滑动而推动凸轮转动,经输出轴输出转矩。活塞往复两次,凸轮旋转360°。系统中没有飞轮,控制回转运动平稳。

这种无曲轴式活塞发动机若将圆柱凸轮安装在发动机的中心部位,可在其周围设置多个气缸,制成多缸发动机。通过改变圆柱凸轮的凸轮轮廓形状可以改变输出轴的转速,达到减速增矩的目的。这种凸轮式无曲轴发动机已用于船舶、重型机械、建筑机械等行业。

旋转式发动机与传统的往复式发动机相比,在输出功率相同时,具有体积小、重量轻、噪声低、旋转速度范围大以及结构简单等优点,但在实用化生产的过程中还有许多问题需要解决。

随着生产科学技术的发展,必然会出现更多新型的内燃机和动力机械。人们总是在发现矛盾和解决矛盾的过程中不断取得进步。而在开发设计过程中敢于突破,善于运用类比、组合、替代等创新技法,认真进行科学分析,将会使人们得到更多创新的、进步的、高级的产品。

案例二:圆柱凸轮数控铣削装置的创新设计实例

圆柱凸轮作为一种机械传动控制部件,具有结构紧凑、工作可靠等突出优点,但其加工制作比较困难。东北大学东软集团生产的医用全身CT扫描机,有一对复杂的圆柱凸轮,过去一直采用手工加工,

不仅制造精度低,而且劳动强度大,生产效率低,成本高。为此,负责机械加工的东北大学机械厂提出要研制一种精度较高、操作方便、成本较低的圆柱凸轮加工装置。圆柱凸轮数控铣削装置包括工作台直线运动坐标轴和工件回转运动坐标轴,在加工圆柱凸轮时,本装置根据数控加工程序控制工件作旋转进给运动和直线进给运动,通过普通立式铣床工作台的垂直运动进行切深调整,这样就可以实现一条凸轮曲线槽的连续自动化加工。

案例一图

案例二图

内燃机是从实现相同工作原理的不同机构入手创新尝试,数控机是利用反求新思维进行了创新改造,机械发展史中有无数的创新事例,并不可能一一例举,而是以上述典型实例举一反三、启迪思维,点燃学习者创新设计智慧的火花。

范文三:机械创新设计-机械计数药瓶瓶盖案例-参考模板 投稿:范榲榳

机械计数药瓶瓶盖案例

设计者:

指导教师:

联系电话:

0 引言

目前国内外对于药瓶瓶盖的包装有许多,如:显窃启、防儿童误食。但是专门针对老年人健忘这一特点而设计的瓶盖却没有。机械计数药瓶瓶盖就是针对这一空缺而设计的。它是利用机械原理,通过数字的显示来帮助老年人记忆和辨识吃药的次数,以防一天吃药次数的增加或缺失。在机械创新实践基地,学生们在指导教师的指导下,设计并制作出了机械计数药瓶瓶盖。

1 课题来源

学生刘莹在每每看到奶奶吃药总是要姑姑提醒的时候,总在想能不能使用一种可以计数的瓶盖,这样每次奶奶吃药的时候就不必再为吃没吃而烦恼了。正好江苏省大学生机械创新设计大赛开赛,就以此为课题成立了一个参赛组。学生有刘莹、狄跃平和左涛,指导教师周一届。

2 课题准备(产品调查、设计查新)

在设计之前,学生们针对老年人做了一定范围的关于他们吃药情况的调查。在调查中我们发现相当大比例的老年人经常有对自己某一次该服的药是否已经服用过记不清楚,或刚刚服过药就已经忘记等这些情况。为此,有的老年人不得不把药瓶里的药倒出来重新数一遍再确定自己有没有吃药。而有的老年人则直接再吃一遍。这样的结果对于以吃药来保健的老年人来说是得不偿失的。通过调查研究,确定了课题有进行的价值。

国内外现在有解决这一问题的药品包装:即将每天所服药量分成等份,分别装在可拉开的药盒抽屉里。如:一天三次服药,则将药分成三份,分别装入抽屉的三个小盒子里。 根据调查得知现阶段国内外关于机械计数药瓶瓶盖设计尚属空白,再根据学生们的专业背景确定了设计方案:即用机械传动的方式,通过瓶盖数字的显示,来帮助老年人记忆和辨识吃药的次数。(查询结果来自:CNKI中国期刊网、维普中文期刊网、万方数据资源和EI Compendex)

3 设计过程

确定了采用机械传动的总体方案后,具体的传动还没有确定,指导老师让每个小组成员起码拿出一个方案,之后大家一起讨论确定采用齿轮传动方案,然后进行具体的结构设计和计算。

3.1 传动装置确定

关于机械计数药瓶瓶盖的设计最主要的是传动装置的选择。关键就是要在每次开启或关闭瓶盖的时候瓶盖自动跳动一个数字。通过数字的显示来完成对吃药次数的提示。譬如:一天吃三次。则第一次开或关则显示数字1,第二次则显示数字2,第三次则显示数字3。一天结束后,第二天使用仍重复昨天的动作。如此反复。

即要实现周期性的动作。

1

思索了两个星期,大家想出了许多的方案:(1)通过棘轮机构来完成。考虑到棘轮机构运动可靠,从动棘轮的转角容易实现有级的调节。同时在低速、轻载下容易实现间歇运动

[1];(2)利用像发卡的装置通过材料的塑性变形来完成每次对数字的推动;(3)通过两层瓶盖来实现。下面一层瓶盖与瓶身固定,在其上面平均分配3个数字和三个倒药孔,通过上面一层瓶盖的旋动来完成对数字的显示,同时完成倒药的功能。(4)通过齿轮的传动来完成。考虑到齿轮能够实现比较精确的传动比[2],同时传动可靠而且简单。而且齿轮也有很好的通用性。

又考虑到方案(1)要实现功能,所做的动作太多、太复杂了。还要通过其他的弹簧机构才能实现;方案(2)虽然简单,但如何实现循环的运动却无法解决;方案(3)无法较好的解决药品的密封问题,同时倒药孔可能太小而不能完成倒药的功能。

最终,我们选择了方案(4)。

3.2 齿轮传动

设计齿轮传动我们主要考虑的问题有:1、选择多少传动比来完成每天吃药三次或两次或其他次数的数字显示;2、齿轮的齿数和模数要选择多少来确定适当的齿轮直径,同时这涉及到显示的数字的大小。若数字过小,不便老年人查看;3、齿轮要如何在瓶盖上固定。

最初,我们选择的传动比为5:12。由于12是2、3、4的倍数,这样既可以实现每天吃三次的要求,同时也可以实现每天两次和四次的要求。由于一般药瓶的直径不超过50mm。我们选择齿轮的模数为0.5mm,小齿轮齿数定为20个,大齿轮的齿数为48个。通过上述设计就可以实现每30度显示数字一次。

数字的显示是在大齿轮上完成的。具体的工作原理以下图来说明(以5:12为例):

图1 大齿轮显示数字原理

而齿轮的固定设计我们采用了轴孔配合的方式。我们设计了瓶盖座,通过螺纹连接使得它和瓶身相连。这样可以很好解决药品的密封问题。而在其上我们使用了薄垫片,通过薄垫片来实现齿轮与瓶的连接:小齿轮的轴穿过瓶盖座、薄垫片和小齿轮。为了实现小齿轮和轴不动,我们在轴上钻螺纹孔,通过螺钉来固定;大齿轮的轴穿过薄垫片和大齿轮。通过轴肩的轴向固定来实现齿轮的转动。

我们试做了一套这一传动比的瓶盖,发现显示的数字并不如想象中那么容易让老年人查看。为此,我们重新选择了齿轮的传动比和齿数,现列于下表:

2

3.3 防回转装置

瓶盖的每次开启或关闭来实现数字的显示。但是如果瓶盖在开启的时候不经意的转回则可能造成数字显示的错误,而致使老年人少食或多食,这样就失去了设计的初衷。为此,我们在瓶盖座上设计了倒三角装置。通过它的塑性变形来完成功能。

即每次开启瓶盖的时候挤压它使它发生变形,这样瓶盖转过,完成显示数字的功能。而三角装置则恢复原状,瓶盖无法自行回转。

4完成制造

设计是在Proe平台上进行的,三维图设计(图2)完成后学生们再绘制二维工程图,并由学生去联系工厂进行制造,而后进行装配完成(图3)。之后潘嘹同学又加入了课题组,由他完成了防回转的部分。

图2三维设计图

图2实物照片

5 创新特色

第一,机械计数瓶盖增加了药瓶瓶盖的功能。可以提醒老年定时服药。

第二,机械计数瓶盖的设计是利用简单的机械原理,即齿轮传动的原理,通过特定的传动比来实现计数的功能。

3

目前国内外对于药瓶瓶盖的包装有许多,如:显窃启、防儿童误食。但是专门针对老年人健忘这一特点而设计的瓶盖却没有。而这一设计正好弥补了这一空白。

6 应用前景

在老龄化越发明显的今天,我们对于老年人的关爱应该体现在各个方面。越是微小之处越是能够看出我们的用心。

机械计数药瓶瓶盖正是这一爱心的体现。它给老年人以无声的关爱。在每天的生活中提醒着他们。

而计数瓶盖的可行性也是显而易见的。齿轮的加工也完全可以实现。

7 专利申请

本创新制作通过查新确定可以申请专利。以江南大学为申请人申请了实用新型专利和发明专利。目前已经取得了国家专利局授权的实用新型专利。

4

范文四:机械创新设计-机械计数药瓶瓶盖案例-参考模板 投稿:孟赌赍

机械计数药瓶瓶盖案例

设计者:

指导教师:

电话:

0 引言

目前国内外对于药瓶瓶盖的包装有许多,如:显窃启、防儿童误食。但是专门针对老年人健忘这一特点而设计的瓶盖却没有。机械计数药瓶瓶盖就是针对这一空缺而设计的。它是利用机械原理,通过数字的显示来帮助老年人记忆和辨识吃药的次数,以防一天吃药次数的增加或缺失。在机械创新实践基地,学生们在指导教师的指导下,设计并制作出了机械计数药瓶瓶盖。

1 课题来源

学生刘莹在每每看到奶奶吃药总是要姑姑提醒的时候,总在想能不能使用一种可以计数的瓶盖,这样每次奶奶吃药的时候就不必再为吃没吃而烦恼了。正好江苏省大学生机械创新设计大赛开赛,就以此为课题成立了一个参赛组。学生有刘莹、狄跃平和左涛,指导教师周一届。

2 课题准备(产品调查、设计查新)

在设计之前,学生们针对老年人做了一定范围的关于他们吃药情况的调查。在调查中我们发现相当大比例的老年人经常有对自己某一次该服的药是否已经服用过记不清楚,或刚刚服过药就已经忘记等这些情况。为此,有的老年人不得不把药瓶里的药倒出来重新数一遍再确定自己有没有吃药。而有的老年人则直接再吃一遍。这样的结果对于以吃药来保健的老年人来说是得不偿失的。通过调查研究,确定了课题有进行的价值。

国内外现在有解决这一问题的药品包装:即将每天所服药量分成等份,分别装在可拉开的药盒抽屉里。如:一天三次服药,则将药分成三份,分别装入抽屉的三个小盒子里。 根据调查得知现阶段国内外关于机械计数药瓶瓶盖设计尚属空白,再根据学生们的专业背景确定了设计方案:即用机械传动的方式,通过瓶盖数字的显示,来帮助老年人记忆和辨识吃药的次数。(查询结果来自:CNKI中国期刊网、维普中文期刊网、万方数据资源和EI Compendex)

3 设计过程

确定了采用机械传动的总体方案后,具体的传动还没有确定,指导老师让每个小组成员起码拿出一个方案,之后大家一起讨论确定采用齿轮传动方案,然后进行具体的结构设计和计算。

3.1 传动装置确定

关于机械计数药瓶瓶盖的设计最主要的是传动装置的选择。关键就是要在每次开启或关闭瓶盖的时候瓶盖自动跳动一个数字。通过数字的显示来完成对吃药次数的提示。譬如:一天吃三次。则第一次开或关则显示数字1,第二次则显示数字2,第三次则显示数字3。一天结束后,第二天使用仍重复昨天的动作。如此反复。

即要实现周期性的动作。

1

思索了两个星期,大家想出了许多的方案:(1)通过棘轮机构来完成。考虑到棘轮机构运动可靠,从动棘轮的转角容易实现有级的调节。同时在低速、轻载下容易实现间歇运动

[1];(2)利用像发卡的装置通过材料的塑性变形来完成每次对数字的推动;(3)通过两层瓶盖来实现。下面一层瓶盖与瓶身固定,在其上面平均分配3个数字和三个倒药孔,通过上面一层瓶盖的旋动来完成对数字的显示,同时完成倒药的功能。(4)通过齿轮的传动来完成。考虑到齿轮能够实现比较精确的传动比[2],同时传动可靠而且简单。而且齿轮也有很好的通用性。

又考虑到方案(1)要实现功能,所做的动作太多、太复杂了。还要通过其他的弹簧机构才能实现;方案(2)虽然简单,但如何实现循环的运动却无法解决;方案(3)无法较好的解决药品的密封问题,同时倒药孔可能太小而不能完成倒药的功能。

最终,我们选择了方案(4)。

3.2 齿轮传动

设计齿轮传动我们主要考虑的问题有:1、选择多少传动比来完成每天吃药三次或两次或其他次数的数字显示;2、齿轮的齿数和模数要选择多少来确定适当的齿轮直径,同时这涉及到显示的数字的大小。若数字过小,不便老年人查看;3、齿轮要如何在瓶盖上固定。

最初,我们选择的传动比为5:12。由于12是2、3、4的倍数,这样既可以实现每天吃三次的要求,同时也可以实现每天两次和四次的要求。由于一般药瓶的直径不超过50mm。我们选择齿轮的模数为0.5mm,小齿轮齿数定为20个,大齿轮的齿数为48个。通过上述设计就可以实现每30度显示数字一次。

数字的显示是在大齿轮上完成的。具体的工作原理以下图来说明(以5:12为例):

图1 大齿轮显示数字原理

而齿轮的固定设计我们采用了轴孔配合的方式。我们设计了瓶盖座,通过螺纹连接使得它和瓶身相连。这样可以很好解决药品的密封问题。而在其上我们使用了薄垫片,通过薄垫片来实现齿轮与瓶的连接:小齿轮的轴穿过瓶盖座、薄垫片和小齿轮。为了实现小齿轮和轴不动,我们在轴上钻螺纹孔,通过螺钉来固定;大齿轮的轴穿过薄垫片和大齿轮。通过轴肩的轴向固定来实现齿轮的转动。

我们试做了一套这一传动比的瓶盖,发现显示的数字并不如想象中那么容易让老年人查看。为此,我们重新选择了齿轮的传动比和齿数,现列于下表:

表1.齿轮传动参数

2

3.3 防回转装置

瓶盖的每次开启或关闭来实现数字的显示。但是如果瓶盖在开启的时候不经意的转回则可能造成数字显示的错误,而致使老年人少食或多食,这样就失去了设计的初衷。为此,我们在瓶盖座上设计了倒三角装置。通过它的塑性变形来完成功能。

即每次开启瓶盖的时候挤压它使它发生变形,这样瓶盖转过,完成显示数字的功能。而三角装置则恢复原状,瓶盖无法自行回转。

4完成制造

设计是在Proe平台上进行的,三维图设计(图2)完成后学生们再绘制二维工程图,并由学生去联系工厂进行制造,而后进行装配完成(图3)。之后潘嘹同学又加入了课题组,由他完成了防回转的部分。

图2三维设计图

图2实物照片

5 创新特色

第一,机械计数瓶盖增加了药瓶瓶盖的功能。可以提醒老年定时服药。

第二,机械计数瓶盖的设计是利用简单的机械原理,即齿轮传动的原理,通过特定的传动比来实现计数的功能。

3

目前国内外对于药瓶瓶盖的包装有许多,如:显窃启、防儿童误食。但是专门针对老年人健忘这一特点而设计的瓶盖却没有。而这一设计正好弥补了这一空白。

6 应用前景

在老龄化越发明显的今天,我们对于老年人的关爱应该体现在各个方面。越是微小之处越是能够看出我们的用心。

机械计数药瓶瓶盖正是这一爱心的体现。它给老年人以无声的关爱。在每天的生活中提醒着他们。

而计数瓶盖的可行性也是显而易见的。齿轮的加工也完全可以实现。

7 专利申请

本创新制作通过查新确定可以申请专利。以江南大学为申请人申请了实用新型专利和发明专利。目前已经取得了国家专利局授权的实用新型专利。

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范文五:机械创新设计在实例中的运用 投稿:侯涥润

机械创新设计 课程论文

题 目: 机械创新设计在一实例中的运用

学生姓名 专 业农业机械化及其自动化 学 号 222012322220085 班 级 2012 级 1 班 指导教师 成 绩

工程技术学院

2015 年 5 月

目录

1. 机械创新设计概述 ....................................................................................................................................... 1

2. 机械创新设计方法分类 ............................................................................................................................... 1

2.1. 正向设计方法 ................................................................................................................................... 1

2.1.1. 常规设计方法 ......................................................................................................................... 1 2.1.2. 现代设计方法 ......................................................................................................................... 1 2.1.3. 创新设计方法 ......................................................................................................................... 2 2.2. 反向设计方法 ................................................................................................................................... 2

2.2.1. 硬件反向设计 ......................................................................................................................... 2 2.2.2. 软件反向设计 ......................................................................................................................... 2

3. 机械创新设计方法 ....................................................................................................................................... 2

3.1. 仿生原理 ........................................................................................................................................... 2 3.2.TRIZ理论 ........................................................................................................................................... 2

3.2.1. 物理冲突 ................................................................................................................................. 2 3.2.2. 技术冲突 ................................................................................................................................. 3

4. 结论............................................................................................................................................................... 3

机械创新设计在一实例中的运用

李晓贤

(西南大学工程技术学院 重庆 400715)

摘 要:通过本课程的理论学习,我们初步了解了机械创新设计的思维基础和技术基础知识; 掌握了机械创新设计的基本理论和方法[1];并通过机械创新设计实例, 培养了我们的自学和创新能力。同时,通过实验等实践环节,培养了我们综合运用所学知识,充分发挥创新思维能力进行创新实践[2]。 本论文通过将机械创新设计相关理论运用到自走式残膜捡拾机研究的过程中,使我们深刻的认识到本课程在学习阶段和以后的工作中的重要性,也使我们体会到创新对于一个国家一个民族的经济发展发挥着不可替代的作用。 关键词:机械创新设计; 理论; 方法; 运用; 自走式残膜捡拾机

1. 机械创新设计概述

机械创新设计是指在机械工程领域内的创新设计,是建立在现有机械设计学理论基础上,吸收科技哲学、认识科学、思维科学、设计方法学、发明学、创造学等相关学科的研究成果,综合交叉而成的一种设计技术和方法。它包含两个部分:一是改进、完善生产或生活中现有机械产品的技术性能、可靠性、经济性、适用性等;二是创造、设计出新机器、新产品,以满足新的生产或生活的需要[3]。它涉及到机械设计理论与方法的创新、制造工艺的创新、材料及其处理的创新、机械结构的创新、机械产品及管理等许多领域的创新。

的产品,以此为基础,进行仿造设计、改进设计或创新设计的过程。 2.1.1.

常规设计方法

借助技术经验等常规方法,亦叫功能设计

法。在本实例中的具体分析[4]:

2. 机械创新设计方法分类

机械设计方法对机械产品的性能有决定作用。一般说来,把设计方法分为正向设计方法和反向设计方法,正向设计的过程是首先明确设计目标,然后拟定设计方案,进行产品设计、样机制造和实验,最后投产的全过程。 2.1. 正向设计方法

分为常规设计方法、现代设计方法和创新设计方法。反向设计的过程是首先引进待设计

作者简介:李晓贤,女,河北衡水人,学生,主要学习农业机械方面的知识。重庆北碚 西南大学工程技术学院,400715。Email:2358053655@qq.com

2.1.2.

现代设计方法

计算机和工程软件的运用,在本实例中的具体分析[5]:

具体分析:在任何设计之前都要查阅相关的文献资料,通过查阅的毕业论文设计、专利资料、机械设计的书籍等来确定研究路线。

3. 机械创新设计方法

3.1. 仿生原理

仿生机械是模仿生物的形态、结构和控制原理,设计制造出的功能更集中、效率更高并具有生物特征的机械。按研究内容可分为功能仿生、结构仿生、材料仿生以及控制仿生等几个方面。

2.1.3.

创新设计方法

在运用仿生学的基本知识进行创新活动时,要注意:因其是多学科知识的交叉和运用,所以不能照搬,只是只能从生物的结构与运动特性中获得开展仿生创新活动的启示,还要注重功能目标,力求结构简单。在本实例中可以利用仿生机械手臂实现对残膜的捡拾。

仿生机械手多采用空间开式运动链的机构,不仅是执行命令的机构,还应该具有识别的功能。为了使它具有触觉,要在手掌和手指上装上多种传感器,可通过安装对残膜颜色(或质地)敏感的传感器实现识别残膜的功能,然后将获得的信息反馈到大脑(计算机)里,以调节手臂的动作,控制捡拾并保证捡拾效率。

3.2. TRIZ理论

发明问题的解决理论是1946年在前苏联里海海军专利局工作的发明家阿奇舒勒在研究和整理世界各国著名的发明专利过程中,发现任何领域的产品改进、技术的变革、创新都存在着产生、生长、成熟、衰老、消亡的过程,当人们进行发明创新、解决技术难题时都有特定的科学方法和规律。 3.2.1.

物理冲突

[6]

用创新的理念和思维设计,具体分析: 喷洒一种可以自动降解塑料残膜的制剂,使残膜变为无毒无害无污染的物质。 或者高温部件将地膜“粘”起,加工成可再使用的塑料原料。

2.2. 反向设计方法

对已有的产品或技术进行分析研究,掌握其功能原理、零部件的设计参数、结构、尺寸、材料、关键技术等指标,再根据现代设计理论与方法,对原产品进行仿造设计、改进设计或创新设计的过程。 2.2.1.

硬件反向设计

有形象直观的实物有利于形象思维;能对产品的性能和零件尺寸、结构、材料等直接进行测试和分析,获得详细的设计资料;缩短设计周期,提高产品的生产起点和速度。

具体分析:悬挂式犁或者旋耕机上有限深轮来使作业机械的运动随地形的起伏变化而变化,根据其尺寸和结构进行本实例限深轮的设计。 2.2.2.

软件反向设计

当对一子系统具有相反的要求时就出现了物理冲突,系统中的某一部分同事表现出的两种相反的状态。解决它主要采用分离原理:空间分离、时间分离、基于条件的分离、整体与部分的分离。本实例中的板罩在工作为了防止尘土飞扬给操作人员创造一个良好的工作环境必须遮挡工作部件,但是当检修工作部件

没有形象的实物,可见性差,具有抽象性;由抽象思维到形象思维不断反复,具有高度的智力性;要经过科学的分析和判断因此具有高度的科学性;综合运用多学科知识,具有很强的综合性。

时不需要遮挡。

解决该问题的过程:(1)最小问题:不做大的改变实现上述功能 (2)系统冲突:工作时要遮挡,检修时不需遮挡 (3)问题模型:改变现有系统中的某个构成要素,保证这种功能 (4)对立领域和资源分析:板罩是否遮挡工作部件,容易改变的是板罩的形状和安装状态 (5)理想解:改变的是板罩的形状和安装状态 (6)物理冲突:板罩的整体性限制了达到所需功能 (7)物理冲突的去除及问题的解决对策:根据分离原理,可把板罩做成可折叠的(或安装部位螺栓固定并可绕其旋转)。同样输膜滚在使用时需要是圆柱状,当闲置保管时为了减少空间的占据可做成可折叠的或可拆卸的。 3.2.2.

技术冲突

创新意识,要打破思维定势、培养创新思维。任何创新成果都是知识(潜创造力)、创新涌动力和灵感思维共同作用的产物。只有这样,我们才能在日新月异的社会经济发展中不被潮流所淘汰,早日为国家的现代化建设贡献自己的一份力。

[参 考 文 献]

[1] 张春林《机械创新设计》[M].机械工业出版社,

第二版

[2] 邓援超,刘小鹏.《机械创新设计》课程中TRIZ

理论教学的探讨[J].教育教学论坛,2014,(45):157-158,159.

[3] 常志勇.机械创新设计及其研究[J].房地产导

刊,2014,(28):169-169.

系统中的一个部分性能的增强导致了有用及有害两种结果,也可指有益作用的引入或有害效应的消除导致了其他的一个或几个子系统性能的劣化。解决它采用冲突解决矩阵。本实例中要使该残膜捡拾机的质量减轻,则强度会不够。

具体分析:质量减轻的技术特性参数是“1 运动物体的质量”,是需要改善的,势必会引起强度的恶化即恶化的技术参数特性“14 强度”。查冲突解决矩阵中的行参数1和列参数14的交叉处向我们提供了4个发明原理供参考:1、8、15、40。

1 分割 可以把起膜铲的双翼做成可拆卸的,根据残膜数量确定安装单翼或双翼;集膜箱的高度可以加长,当膜多时可以增加高度;伸缩齿可拆卸数量可调 8 重量补偿 15 动态化 起膜铲单双翼根据土壤中的残膜数及时调整到最优状态 40 复合材料 为减轻质量可以用塑料替代部分金属材料以达到节约金属、容易保管等效果。

[4] 卢博友,杨青,薛少平等.圆弧形弹齿滚筒式残膜

捡拾机构设计及捡膜性能分析[J].农业工程学报,2000,16(6):68-71.

[5] 雷明成,安世才,孟养荣等.1FMJ-1000型残膜捡

拾机的设计与试验[J].中国农机化学报,2014,35(1):166-169.

[6] 檀润华.创新设计-TRJZ:发明问题解决理论[J].

北京:机械工业出版社,2002.

4. 结论

当今世界中,创新能力的大小已经成为一个国家综合国力强弱的重要因素。在国际竞争中,国防、工业、农业等领域的竞争越来越表现为科学技术能力和人才的竞争。我们作为21世纪社会主义的接班人要主动培养自己的

范文六:机械创新设计范例6 投稿:何掭掮

•目录

•一.设计任务

•二.方案设计的构思

•三.传动系统设计

•四.执行系统设计

•五.参考资料

•六.创新设计个人心得

•一设计任务

•(一)设计题目:糕点切片机

•(二)工作原理及工艺的动作过程

•如结构示意图所示,电动机经皮带和齿

轮系减速后,达到40转/分。再用棘轮机

构连接一皮带组成糕点的进给机构,并

满足间歇运动的要求。同时通过另外一

组皮带轮带动曲柄滑块机构运动(滑块

上带切刀),实现糕点的切片。间歇运

动机构与切刀运动机构工作协调。由于

每一次切的过程都一样,从而使每一片糕

点的大小都一样。而通过改变进给的距

离,可调整切片的厚度。.

(三)机构的一些尺寸:

糕点规格: 长 20~80mm;

宽 <300mm;

高 10~20mm;

切刀工作节拍:40次/分

电动机转速: 1390r/min;

电动机功率: N=0.55Kw;

主要设计要求是:(1)通过调整进给的距离,达到切出不不同厚度糕点的需要。 (2)要确保进给机构与切片机构协调工协调工作,全部送进运动应在切刀返回过程中完成,输送运动必须在切刀完全脱离切口后方能开始进行。

•二机械系统运动方案设计的构思

•(一) 方案设计的创新改进措施:

•1.我们开始构思方案时,考虑到在以后的生活和生产中,自动化是必然的趋势,因此设计的机构要尽量满足自动化的要求。此机构的运作是切糕点与送糕点,切的时候糕点不能动,没有切的时候,糕点要运动并前进一定的距离.为了实现切的动作,我们开始采用凸轮机构,来实现刀的往复运动,用凸轮可以很好的控制刀的运动,实现最优的运动轨迹,可是凸轮的设计和制造比较复杂,且不能传递较大的力,而且切糕点也不需要那么高的精度。于是我们考虑用曲柄滑块机构,曲柄滑块机构一样可以实现刀的往复运动,可传递较大的力,能足我们的需要,于是我们确定用曲柄滑块机构。

•2.对于蛋糕的传送, 既要满足间歇运动的要求,又能通过改变进给距离而切出不同

厚度的糕点。我们刚开始试用了槽轮机构,

但我们的糕点切片机要求可以改变所切糕

点长度的,如用槽轮机构的话,要改变切片

的长度很难实现,我们想到用飞轮(即许

多齿轮)改变速度来实现。用许多齿轮来

改变速度很复杂且不太方便操作,于是我

们否定了这个方案。经过查资料后,我们

选择了棘轮机构。用棘轮机构可以方便的

实现改变切片的长度.所以机构的总体方

案就这么大概的定下来了.

•三减速系统设计

•本机构原动件为一高速电机,其转速为1390r/min,但我们所需要的转速是40r/min,所以要减速。对于减速装置我们采用皮带加齿轮的方法。第一级降速是用皮带减速,减为240r/min。第二级是用齿轮减为40r/min。两传动机构设计分析如下:

(一) 皮带传动设计:

皮带传动设计主要是采用两个半径不一的皮带轮来现。由于皮带上的线速度相等,由r1*v1=r2*v2有 1390*r1=240*r2;

则r1/r2=24/139。

由此可见算出电机上皮带轮直径大小r1=60mm;另一端皮带半径大小r2=350mm.传动比i=139/24。

•(二)齿轮系的设计:

•经皮带减速后的转速为240r/min,而我们所

要的转速为40r/min。因此还需要的传动比为6/1,

选用的齿轮为标准齿轮。

•m=4mm; z1=25,z2=50,z2'=25,z3=75。

•传动比i=6/1。

•四执行系统机构设计

•执行机构分两个,第一个为曲柄滑块机构,第

二个为棘轮机构,现分别介绍如下:

•(一) 曲柄滑块机构

•此机构主要是执行切刀的上下往复运动。由于所

切糕点的厚度最大为20mm,所以切刀在20mm之

上运动时,糕点才能运动。为了给糕点足够的传

送时间,设计刀的行程为60mm,即曲柄长30mm;

刀的高度设为37mm。考虑到卫生问题,刀不能

缩到滑块的轨道里去,所以设计滑块的长度为

65mm;又设计连接杆的长度为60mm。这样曲

柄滑块机构的高度比较高,所以采用皮带传动。

又切刀应能刚好切断糕点,综合曲柄滑块和棘轮

机构的尺寸,我们得出曲柄滑块机构和棘轮机构

轴心距为269mm。

•所以曲柄滑块机构的尺寸为:

•曲柄长30mm;

•连接杆长60mm;

•滑块长65mm;

•刀片高37mm;

•曲柄滑块机构和棘轮机构轴心距为269mm。

•(二) 棘轮机构

•棘轮机构主要是执行糕点的进给运动,每一次的

运动距离就是所切糕点的长度。为了更好的控制

和改变这个长度,设棘轮每转动一定角度,糕点运

动20mm,设棘轮共有24个齿,既每齿代表15度。

于是一共有四档,即20,40,60,80mm,也就是说棘

轮转动15,30,45,60度。对于棘轮的转动,设计一

个曲柄摇杆机构推动棘轮旋转。于是棘轮的旋转

角度就可以转化为摇杆的摆角。即15,30,45,60

度。设摆角的一半为α,曲柄长度为r,摇杆的长度

为R,有sinα= r/R,

•令R=125mm,有r1=16.3mm,

r2=32.4mm,r3=47.8mm,r4=62.8mm;这就确定了

摇杆的四个长度。将摇杆设计为一个圆盘的槽,

槽上按尺寸分布四个小孔,再放一个滑块到槽里

面,滑块上连连杆,连杆连摇杆,滑块可用销钉固

定于四个不同位置,这就构成了一个曲柄摇杆机

构。设有槽的圆盘直径为150mm,棘轮半径为

100mm,在摇杆上装一个棘爪, 棘爪推动棘轮旋

转,棘轮上再固定一个皮带轮用以带动皮带旋转。

由运动距离可以得出皮带轮的直径为153mm, 这

样棘轮机构就设计完了。

•其尺寸为:

•曲柄摇杆机构:

•曲柄四档:16.3,32.4,47.8,62.8mm;

•连杆长265mm;

•摇杆长125mm;

•机架长286mm;

•棘轮半径100mm;

•棘轮齿数24个;

•皮带轮直径153mm;

•皮带长1.5m.

整个机器的关键就在于切刀运动与糕点传送运动之间的协调,因此需要详细计算.

依据零件尺寸,作图计算得出:

推动棘轮的曲柄摇杆机构的行程速比系数为:k=1;又工作周期为

1.5秒,则摇杆推程时间为:0.75秒,回程时间为:0.75秒.

因此,切刀在0.75秒的时间内不能接触糕点(最大厚度为20mm)而在0.75秒的时间里切刀应完成切糕点的动作并离开糕点表面.即切刀在糕点外运动的时间应大于0.75秒.据此验证切刀的曲柄滑块机构的尺寸.计算得切刀在20mm以上的高度运动时间为1秒,满足设计要求.

五.主要参考资料

《机械系统创新设计》 杨家军 2000年

《机械原理》 傅祥志 杨家军 1999年

六.创新设计个人心得

一.

二.

三.

四. 我的一点体会 ━━━ 梁建超课程设计心得 ━━━ 汪海平机械设计体会 ━━━ 王志超机械原理设计心得━━━丁保全

我的一点体

梁建超

一周半的机械原理课程设计就要结束了。这是我第一次把所学的知识和应用联系起来。从选题到定方案,优化方案到结构图的绘制,到3D的制做、说明书的编写,都由我们自导自演。其中有过困难,有过挫折,但我们都克服过来了。创新和解决问题的能力在这一次的课程设计中都得到了提高。无论我们的设计是怎样一个水平,我想我们已得到了最宝贵的东西,迈出了可贵的第一步。下面结合我们小组的整个设计过程谈一下我的体会.)集体的协作.

在科学技术发展到日新月异的今天,社会分工越来越细,没有集体的协作,任何大的项目只能是纸上谈兵。在学校里搞设计如此,在社会工作中也如此.我们这一次的设计虽然远谈不上复杂,却也让我体会到了这一点.讨论方案时,大家各抒己见,集思广益,从切口机构和进给机构的几种方案中,确定了我们认为最佳的方案.方案定下来后我们进行了分工,王志超负责尺寸的计算和说明书的编写.汪海平负责3D的制作。

我则负责结构图和总图的绘制和说明书的修改、编辑、powerpoint的制作。为了更有效的完成设计任务,我担起了组织和协调大家工作的责任。短短的几天内,我们的设计出来了,这是集体努力的结果。

(二)个人的能力

集体合作固然重要,个人的能力也不容忽视。个人能力不强,集体的力量终会有限。这一次设计中,我对个人发展有下面几个体会:(1)综合能力要强。我们搞机械设计离不开AUTOCAD、3DMAX等软件的应用。知识面太窄,出不了成果。(2)理论要与实践互相结合没有机械原理的理论知识,我们不可能设计出方案。而在设计过程中,有意识的把所学的孤立的一个个机构,根据其特点组合起来,使我大大加深了对这些机构的认识。知识实现由“死”向“活”的转化。

(三)非智力因素

设计中方案的确定要精益求精,善于发现隐蔽的问题。用软件制作过程中边学边用,这都需要毅力和耐心。非智力因素在这里起的重要的作用。

机械设计结束了,这经历本身就是一笔财富。而且通过设计,。

我对机械原理、创新的方法加深了了解,对AUTOCAD、3DMAX等软件有了不同程度的掌握。尽管这只是一个很粗糙,略显幼稚的设计,但我相信经过这一次设计的洗礼,下一次我会做的更好

课程设计体会

汪海平

短暂的九天课程设计已经结束了,仔细回想起来,经验教训远远多于收获。

在这次设计过程中,我主要参与方案的设计及动画的制作。在开始的选题阶段,我们就感到任务的艰巨。虽然各种课题的原理都比较清晰,但具体实施起来却是很困难的。经过一翻讨论,我们选择了这个较为简单的“糕点切片机”。

接下来的方案设计便出现了很大的困难。由于机器要求能切出不同厚度的糕点,这就需要一个无级变速的机构,如棘轮、机电结合等方式。但这无疑加重了设计负担,而且这些知识远超出我们的能力范围。我们不得不放弃。

最后无奈之下,我们将机器的设计要求改为可切出四种不同厚度的糕片。这实在是没有办法的了。由于时间紧迫,加上同学们对powerpoint、3dmax、autocad等软件还不熟悉,尤其是3dmax几乎没碰过,所以电脑的学习与操作就占了大部分时间。虽然我们有20个机时,但机房没有软驱,使用不方便,加上网络对大家的吸引力太大,上机时基本上没有去干正事。各寝室的电脑成了抢手货。对于3dmax我是门外汉,只能从零开始。由于个各寝室的电脑成了抢手货。人能力有限,这个设计并不新颖,整个设计也就这样在一再迁就下完成了。

理论上虽完成,但机器的许多结构尺寸还要进一步深入计算分析,远超出我们的知识范围。因此这个机器到底能否投入生产还有待考虑。不管怎样,经历本身就是财富。这次课程设计增强了我们的合作精神,将我们所学的理论知识应用于具体的生产实践之中,使我们看到了自己的不足之处,为以后的设计和学习打下了基础。

机械设计体会

王志超

为期几天的机械设计快要结束了,在这几天中我有喜有悲,感慨万千.

从小我就对机器有兴趣,一直到现在才有机会自己实践,刚开始分组后,我带着很大的兴趣和小组的同学合作,我们想找一个比较复杂一点的机械来做,在找的过程中,我们发现难的我们想出来了,但具体设计时,我们发现自己所学的知识做这样的东西还比较困难,这一开始就给我敲了一下警钟,做事不能光凭主观想象还要结合实际才行.在以后的工作过程中,我克服了这个缺点,扎扎实实的结合所学的知识来设计.

同学们推举我做小组长,我觉得自己肩上的担子更重了,不把工作做好对不起他们对我的信赖.在设计方案是我冥思苦想,终于一起定下了方案.接着我根据大家的实际情况分了工.我主要负责尺寸的计算,说明书的起稿和文字输入.

在设计和计算尺寸时,我和同学进行了激烈的讨论,随着讨论的深入,我们的设计也逐渐清晰.在计算尺寸时,我发现有的机构不太理想,于是又找资料从新设计.得到组员的认可之后,我门进一步完善了设计.

最难的还是对3DMAX,POWERPOINT等软件的不熟悉,一切都要从头开始学.设计完了的时候.我负责的说明书草稿,最伤心的是在打了一中午的字后,计算机发生故障.一切又从头开始.这让我懊悔了好久,打字打得腰疼手酸,坐了一个下午.

整个过程虽然比较累,但收获也不少.第一我有了设计的经验,为以后的设计打下了良好的基础.第二我懂得了一些管理思想,在设计过程中如何协调好各人的工作,提高效率,节育时间.第三这次设计使我认识到自己的不足之处,比如说对一些基本的软件不熟悉.也认识到基础知识的重要性.感谢学校领导和老师给我这次机会,使我学到了这么多新知识.

机械原理设计心得

丁保全

一个半周就快过去了,机械原理设计就要结束了。在这一个多周里,我们付出了辛勤的劳动和大量的时间。虽然这让我们付出了无数的汗水,但是我们还是收获很大的。

最开始的时候我们这个组的几位成员都想做出一个最好的设计方案来,但是随后发现要想设计一个好的方案并不是一件很容易的事。它要求我们做到很多方面的事情,而且有很多事情必须努力去做。虽然我们不怕吃苦,但是时间必定有限,不能人我们花费很多时间。所以我们就选择了“糕点切片机”这个相对简单一点的设计课题。

但是当我们做起来的时候才发现它实际上并不简单。在考虑到糕点切片长度的问题时,我们发现要解决它很麻烦。开始的时候,我们考虑到如果用齿轮的话,很难满足5~80mm这么大的范围,它需要太多的齿轮。所以后来我们又考虑到用棘轮来解决这个问题。达到了大家的一致要求之后,很快就把这个设计方案做了出来。

通过这次课程设计,我明白了很多的问题,它给了我很多启发:1.为我们以后的毕业设计及其它的设计之类的的问题提供了方便;2.通过这次设计让我了解了很多关于计算机动画制作方面的问题;3.对于文字处理方面的提高有利于我们掌握更多的计算方法.

以上几点就是我通过机械原理设计所得到的一些体会.

范文七:机械创新设计范例1 投稿:黄赮赯

产品特点

本产品主要用于徽章打印,可快速进行徽章生产.适合学校及公司等团体的徽章批量生产. 产品机构简单还可方便改装成其它的冲压装置.

原始参数及设计要求

(1)从动件(执行机构)为上模,作上下往复运动.其大致运动规律如上图,有快速下沉,等速工作和快速返回的特性.

(2)机构应具有较好的传力性能,特别是工作段的压力角α应尽可能的小;传动角γ应大于或等于许用传动角[γ](一般取[γ]=40°)

(3)上模到达工作段前送料机构以将坯料送至待加工位置(下模上方).

(4)生产率为每分钟70件.

(5)执行构件(上模)的工作段长度为100mm,对应曲柄转角φ=200°

(6)行程速度比系数K>=1.5(7)送料距离为50mm

(8)载荷为3000N按此功率选择电机.–。

功能分解与工艺动作分解1)功能分解

为了实现打印机的总功能将功能分

解为上料输送功能、压制成型功能、增压功能、脱模功能、下料输送功能。2)工艺动作过程

要实现上述分功能,有下列工艺动作过程。

(1)利用凸轮自动上料,上料到位后,输送机构改革迅速返回原位,停歇等待下一循环。

(2)上模往下作直线运动,同时下模向下作直线运动,对坯料冲压成型。(3)下模带动成品返回压迫弹片。(4)到最低点时弹片将徽章由出料口弹出。

完成一个工作循环。

方案选择

一.冲压机构的选择:

冲压机构的主要运动要求:

主动件作回转运动,从动件(上模)作直线往复运动,行程中有匀速阶段,并具有急回特性,机构有效好的动力特性等!

综合以上特点我们的冲压机构由铰链四杆机构和摇杆滑块机构串联组成.四杆机构可按行程速比系数设计,然后选择压杆的长度,按工作行程段几乎匀速的要求确定铰链点的位置。同时可是在工作段中运动是机构的传动角满足要求,前机构工作锻压力角较小。

故有可由刚体位移矩阵D12,D13分别

为:

D12={(0.970 -0.242 -2.71),(0.242 0.970 0.1),(0 0 1)}T

D13={(0.883 -0.469 0.05),(0.469 0.883 -0.35),(0 0 1)}T

CD长为208.81 故以下只需求B点

(Xb2 Yb2 1)T=D12(Xb1 Yb2 1)=(0.970Xb1-0.242Yb1-2.71 0.242Xb1+0.970Yb1-0.1 1)T(Xb3 Yb3 1)=D13(Xb1 Yb1

1)=(0.883Xb1-0.469Yb1+0.05 0.469Xb1+0.883Yb1-0.35 1)

取曲柄固定铰链中心A为(-83 ,142),可将以上二式表达的Xb2,Yb2及Xb3,Yb3与Xb1,Yb1及A代入方程2—17最后得到

Lab=37.5 Lbc=188.5 Lcd=208.82

S=100*(120-φ*φ)/120*120

V=-200*70*2π*(120-φ)/60*120*120=0.10*(120-φ)

解析思路

–分为两次解析第一次为摇杆滑块机构

解析方法同上模.

再计算曲柄摇杆机构最后解析方法同上.得到杆长如下:

L1=180 L2=70 L3=170 L4=40

齿轮传动机构说明

电机每分钟转1800转,机器每分钟打印

30个徽章,传动比为60:1.通过两个机构实现.

蜗轮蜗杆减速机构.其中蜗轮齿数为30定齿轮系减速传动比为2:1.最终实现上述要求.

由于机构传力较大,故采用斜齿轮机构同时可以凑准中心距.我们采用β,β=10度

创新设计心得体会

在此次的创新设计中我们遇到了不少的困难其中还有一次一下午的劳动都化为了乌有.但是我们始终相信一点坚持就是胜利!我们东西做得比较多工作量也比较大,大家分工合作,虽然很累,但是在成果出来以后都很高兴.通过这次创新设计训练,巩固了所学的理论知识,而且都至少学到了一种应用软件的用法,收获很大.

范文八:机械创新课程设计范例 投稿:袁覥覦

机械创新设计课程设计

院 系:机械工程学院 班 级:08 创新班

成 员:吴龙(0810111722) 闫浩(0810111723)

陈曦(0810111706) 指导老师:刘小鹏 设计题目:鱼式水下搜救器

2011年3月19日

鱼式水下搜救器

一、设计任务简述

日常生活或突发灾难中,经常要进行水下搜救、监视、打捞工作。现已有的方法主要有三种:一种是救援人员潜水进行打捞,潜水打捞危险,且不易深水打捞,成本高,适应性差;另一种是采用水下监视打捞器打捞,由于杆的长度及人的控制能力有限,局限性大,也不易在稍深水域打捞;还有一种是救援人员利用各种打捞装置进行深水打捞,这种装置设备高档齐全、装置操作复杂、救助功能不全、整套装置成本高;有的只具救生功能没有打捞功能,有的只适用于救生,功能单一。鉴于此,我们设计了一种集各功能于一体的简易救生器,其应用前景广泛。

系统设计流程:

二、设计分析

1、鱼式水下搜救器的功能与设计要求

(1) 功能

本搜救器适于水下十米处对溺水人员进行搜救或物体进行探位,从而帮助潜水搜救人员对营救目标进行定位进而施救。

本搜救器自带摄像头,工作人员可随时监控其工作情况。可测量目标深度. 方便潜水搜救人员装备适宜的抗压工作服。

基于TRIZ理论进行设计分析 问题解决过程

实现功能的物理效应

技术特性参数:

1运动物体的质量 9速度 14强度 21功率 28测试精度 35适用性和多用性 36装置的复杂性

要扩大装置的35适用范围和多用性就必然会导致36装置的复杂性提高。由冲突解决矩阵可以得问题解决的原理:

15. b.把物体的结构分成既可变化又可相互配合的若干组成部分。为此我们为搜救器

设计了动力装置、定位装置、救生装置、无线电路控制装置。

要提高装置的9速度,就要提高电机转速,而降低21功率。由冲突解决矩阵可以得到问

题解决的原理:

35.d.改变物体的温度或体积等参数。我们将搜救器船身设计成半球状既减少阻力又减少了体积。

由于搜救器工作在水下必然会受到水压,所以要考虑提高船身5强度,这样会使整个装置14质量增加,由冲突解决矩阵可以得问题解决的原理:

27.廉价替代品,用廉价可丢弃的物体替代昂贵的物体。于是我们想到了用废旧的煤气罐做船体,这样就解决了船身强度不够的问题。

由于搜救器在水下工作而搜救人员在岸上操作,不能即时判断水下搜救情况,为了提高搜救28精度,会是导致36搜救器电路变得复杂,由冲突解决矩阵可以得问题解决的原理:

26.复制,b.用图像代替物体,并可进行放大和缩小。c.用红外或紫外光去替代可见光,我们在搜救器上安装了红外摄像头。很好的解决了这一问题。

综上,在方案设计中,为了达到鱼式水下搜救器功能多样性,扩大搜救器的使用范围,同时又要减小装置的复杂性,我们将搜救器结构设计分成既可变化又可相互配合的若干组成部分。

三、工作原理

鱼式搜救器集水下搜与救于一身,整个船体的上浮、下沉是用气囊的充放气来实现的;船体尾部装有两个螺旋桨,来实现前进后退和拐弯;船体上带有远红外摄像头,经过无线传输,岸上的救援者就可看到真实的水下环境;通过浮在水面的浮漂式气管可得到其在水面的准确位置,压力传感器的数据显示,可得知下潜的深度,从而确定搜救器水下的准确位置;当通过摄像头搜寻到目标时就可以通过电磁阀,放下救生钩,勾住目标,然后让气囊充气上浮。此为搜救器的全部工作过程。整个装置与水面上的控制面板之间的的无限通信控制和传输数据都是通过浮在水面上的浮球里的信号搜发起实现的。

综上所述整个装置可分为个模块,下面重点介绍。 1﹑气囊

本搜救器在水中的升降是用两个气囊的充放气来实现的,气囊安装在上盖板两个隔舱中,三通管与气囊相连,气囊分前后两舱安装,三通管另一端通过电磁阀与气泵相连利用气泵来给气囊充气。电磁阀与气泵安装在下箱体中。如图一所示:

图一 气囊图

2﹑定位装置

本装置的水平定位是利用浮漂式气管实现的,而深度定位是利用固定在下箱体中的压力传感器实现的。浮漂式气管浮在水面上,肉眼就可清楚的知道其在水面的位置,而压力传感器通过压力传感器控制电路、主控制器与电源相连,数据信号可以通过无线传输传到LCD显示屏上。压力传感器的精确度可达5cm,能提供精准的水下位置深度。

如图所示:

图二 图三 浮漂式气管

图四 压力传感器

3﹑救生装置工作原理

救生装置包括电磁铁和救生钩,安装在下箱体的电磁铁通过电磁铁操控电路、主控制器与电源相连,电磁铁的通、断电由控制面板无线控制。救生钩通过300~400mm短线固定在下箱体的腹部。

图五 救生钩 图六 电磁阀

4﹑无线电路控制原理

水下搜救器的船舱体中所包含的压力传感器、红外摄像头、电机的驱动、电池阀以及电磁铁的控制部分电路经通过与漂浮在水面的浮球里的无线发射板相连,利用其与控制面板的信号收发器接收和输出进行传输。各个部分的控制都将通过控制面板进行操控。操控面板如图所示:

图七 无线电路控制面板

总控制电路如图所示:

图八 总控制电路示意图

四、设计方案

(1)船体的设计

图九 上盖板 图十下箱体

船体分为上下两个舱,上舱安放气囊,与外界相通的,下舱是完全密封的,里面安装有蓄电池,气泵,电磁阀,控制电路板,摄像头,电机等,是完全密封的。

为了尽可能减少船体的阻力,我们设计了鱼式船体,整个船体成圆柱形,其水下阻力为

11250fCvsv21.210311030.54.68N ……………(1)

222

(Cv为流体阻力系数,经查经验数据表的Cv=1.2,s为船体的横截面积,为流体密度,v为船体速度,这里按照船体全速前进的速度0.5m/s计算)

(2)动力装置及密封设计

动力装置包括安装在下箱体尾部的左、右电机,电机轴上安装的左、右螺旋桨,电机轴通过防水密封套件固定在下箱体后板上,电机通过电机驱动电路、主控制器与电源相连,由控制面板无线独立控制,可实现前进,后退,左右转弯功能。如图所示:

2

具体计算如下:

由式(1)可知,船体的阻力为4.68N。

推进器的推力应该大于等于4.68N,则一个推进器的推力则为T=2.34N。

螺旋桨的螺距比H/D为1.4,直径为75mm,推力系数Kt查经验数据表的0.75,设定流体的密度为110kg/m3 。

3

TKtn2D40.75*1103n20.07542.34N所以n

TKtD4

2.34

9.9r/s

0.75*11030.0754

所以选择电机转速为10r/s,即600r/min.

防水密封的设计:电机轴上安装有螺旋桨,所以要做到转动过程中的密封,我们采用光滑接触面摩擦无缝隙防水装置。利用两个受压的光滑平面,其中一个平面与船体固定,另一个与传动轴固定,并通过弹簧使两个平面紧密结合从而达到轴转动密封不漏水的作用。

图十四 密封装置装配图

十四 密封

装置零件图

(3)气囊的设计

气囊采用软胶制作成鱼漂式气囊,前后放置在上箱体中,在充气时可以在箱体中随着箱体的形状变大,从而产生浮力。

图十五 气囊 具体计算如下: 零件全重7.34kg 船体重8.95kg 全重16.29kg

船体自身产生的浮力计算:

250

前端排水体积: V110340103m30.0020m3

2

V2103290103m30.0071m3

中间排水体积: 22

2

2

250

2

250

V310385103m30.0042m3

后端排水体积: 2

3

排水总体积: V总=V1+V2+V3=0.0133m 由船体自身产生的浮力:

F1水V总g1030.01339.8N130.34N 折合为13.3kg浮力

气囊产生最大浮力计算:

3

水舱体积 V2V20.0071m

水舱间隙体积 V间隙0.0011m

气囊允许排水最大体积:

3

V气囊V2V间隙0.0060m3

气囊产生最大浮力:

F2水V气囊g1030.0069.8N58.8N 折合为6.0kg浮力

船体及气囊产生的总浮力:

F总F1F2189.14N 折合为19.3kg浮力

浮力F总大于全重,故满足设计要求。

(4)救生钩的设计

救生钩安装在船体下部,有电磁阀控制,在搜寻过程中是收起来的,当发现目标后,电池阀断电,救生钩失去磁力,悬挂下来,勾出目标,就可上浮。

图十六 救生钩

(5)浮漂式气管的设计:

此气管首先使得气泵与大气相通,实现对气囊的充气;其次里面包有电线,使得舱内的电气元件浮球里的信号搜发板相连,从而实现无线通信与控制。最后则可起到水面定位的作用。

图十七 浮漂式气管

(6)控制电路设计

整个系统的控制电路图如下:

五、功能特点

本作品的功能及特点如下:

(1)首先本搜救器,集搜与救于一身,体积小巧,操作方便,采用两个气囊前后放置,对其充放气控制箱体上浮下沉,保证平稳性和快速性。

(2)采用双电力驱动,无线遥控操控,可同时同向、反向转。

(3)防水密封的设置使船体达到完全密封的。

(4)红外无线传输摄像头通过无线传输将信号传给显示器,可以得到清晰的水下环境。

(5)直流电磁铁将救生钩吸附在下箱体上,待搜到人或物体时,将电磁铁断电释放救生钩调整船体位置即可钩取物体。

(6)深度传感器可以将数字信号通过无线收发模块传输给LED显示屏,得到准确位置。

六、主要创新点

(1)对鱼漂式气囊充、放气,巧妙地解决了船体的上升和下潜的问题,结构简单。

(2 )利用浮漂定位,可以直观的看到搜救器的具体方位。

(3)利用两个受压的光滑平面,巧妙地解决了螺旋桨传动轴在水下动密封的问题。

(4)利用浮球巧妙地解决了水下多种信号无线传输屏蔽的问题。

(5)利用压力传感器,可以准确定位搜救器的深度,通过人为控制可以很准确的控制搜救器在不同水深进行搜救。

七、作品外形照片

参 考 文 献

[1] 张春林. 机械创新设计.北京:机械工业出版社,2010.

[2] 哈尔冰工业大学理论力学教研室. 理论力学.北京:高等教育出版社2010.

[3] 王槐斌 吴建国 周国平.电路与电子简明教程.武汉:华中科技大学出版社,2008.

[4] 杨紫光 机械创新设计 .北京:北京大学出版社,2008.

范文九:机械创新设计案例教学法的研究 投稿:彭座庨

2007.2教学技术北京教育

机械创新设计案例教学法的研究

张孝文  重庆市綦江县古南职业中学  重庆市綦江县 401420

【摘要】  机械设计在工科院校机械类专业中是一门承上启下的专业基础课程。随着现代计算机技术、网络技术、虚拟技术及多媒体技术的飞速发展,教学方式更加多样化。我们要不断以创新实践为主题,运用现代化的教学手段改革机械教学,更好地发挥实验教学直观性、实践性、综合性与创新性的特点,增强学生的创新能力、动手能力、分析和解决问题能力。

【关键词】  机械设计  创新  教学  方法

【中图分类号】G424          【文献标识码】A        【文章编号】ISSN1000-7997(2007)02-07-08

一、序言

开展创新教育已成为目前我国教育改革的主旋律,如何使毕业生具有创新意识和创新能力,适应经济时代的要求,在企业的生产和经营实际中担当技术方面的组织者和带头人,是教学改革的根本目标,贯穿于教育的全过程。机械设计基础是机械、机电类专业的一门重要的技术基础课,是对学生进行创新能力和工程意识训练的主要课程。本文对机械创新设计案例教学方法从体系结构、手段和方法等方面进行了改革与探索。

二、教学内容设计

1、传统的教学形式

课堂教学是传授知识的主要阵地和渠道。但由于机械设计基础课程内容的广泛性与授课方式及学时的有限性之间的矛盾,影响了学生掌握更多有关机械设计的知识,限制了学生分析、构思和设计能力的培养。同时传统的教学形式相对单一,教师感到课程中有许多内容,过程复杂,抽象,难以口头表述,学生理解费力,传统教学方法难以奏效。

2、课程的创新理念

在加强立体化教材建设的思想与理念的指导下,科学构建课程内容与体系,恰当采用新型教学手段与方法,在本课程各个教学环节中采用CAI,以改变传统的教学表现形式,摆脱时间和空间的约束,体现机械设计基础随科技、经济、时代的发展。为此笔者制作了《机械设计基础CAI课件》和《课程设计CAI课件》。将先进的计算机技术融人《机械设计基础》课程的授课、课程设计、自学辅导等到各个环节中,达到缩短学时、开阔视野、培养设计创新能力、提高教学质量的目的。

三、建构机械创新教学模式的内容和方法

创新教学模式是以培养创新人才为特点的教学运作过程系统。由教师操作,学生参与,师生共同活动完成,而不是“规程”或体制上的“规范”。

1、积极推进课程创新是实施创新教育的突破口之一

长期以来,我国机械类学科的课程建设存在着以下三个方面的问题:重复、陈旧、不完整.

2、主要做法

创新教育与机械设计案例教学的结合可通过以下两个方面来实现,即教师的创新教学设计(指导)和学生的创新学习(主动参与)。两者中的关键在于有意识地培养创新教育的氛围。在教师的创新教学设计和运用中,提高每一堂课的教学效率,把科学的思维教给学生,是每个教师教育观念的关键,也是实验教学设计的指导思想。在教学中运用实验进行引导,培养学生的创新思维,使其领悟如何进行知识、思维、能力的转换,以学科的知识点去应对变换的实际问题。具体来讲,有以下3点:1、调整教学目标,优化教学内容

(1)案例内容的多样性。同一个案例,分析实现同一机械运动多种方案。例如:在机械运动方案及结构分析实验中让学生:分析实验室提供的5种典型机械设备(斗式上料机、冲压机床、步进输送机、分度及冲压装置、转位及步进输送机)的传动方案的特点,并提出实现同样功能的其它方案;分析上述设备上各种机构零部件装置在设备上的应用,并提出可替代的方案;通过拆装分析各种典型结构的形式,并指出哪些结构根据强度设计,哪些结构根据结构要求设计。

(2)适当安排综合性、设计性实验案例。例如:轴系部件结构组合设计实验,该实验中涉及6种轴系,它们是:直齿轮轴系、斜齿轮轴系、锥齿轮轴系、蜗杆轴系、蜗轮轴系、卷筒轮轴系。实验时,学生参考指导书给定的轴系部件结构装配简图,按指定载荷、转速等条件进行轴系部件结构组合设计。实验中学生学习如何进行传动件的周向和轴向固定,轴的支承、固定,轴承类型如何选择,应考虑哪些因素,轴承如何装配,间隙如何调整等问题。

北京教育教学技术2007.2(3)增加研究性实验。当学生有了一定的实验能力以后,便可给学生独立完成实验的机会,以锻炼、提高其实验能力。这类实验只给出实验题目,由学生查阅资料,拟定实验方法(包括仪器、设备的选择),然后在教师指导下独立完成。2、培养创新能力,改进教学方法

(1)加强教师对学生的启发诱导。以趣引思,以疑引思,以用引思,使学生始终处于新奇、怀疑、困难和矛盾之中,从而引起思维冲突,最大限度地调动他们的求知欲和钻研精神,促使他们自己动手解决实际问题。

(2)注重引导学生开展讨论。学生与教师之间的、学生与学生之间都可以就实验展开争论。这样的实验教学才能使学生真正成为学习活动的主体,成为意义的主动建构者,才能发展学生发现问题、分析问题、解决问题的能力,促进创新能力的发展。(3)应用现代教学方法和手段

随着现代设计技术的高速发展,一些传统的设计方法和手段已显得非常陈旧和落后。教学内容应和最新的技术成果相结合,引入能够反映现代科技成果的实验技术和实验方法,使基础实验具有时代气息,专业实验具有研究和探索气息。应尽可能使学生接触最新的科学技术,增强学生适应社会发展和科技进步的要求。要尽可能地创造条件,鼓励学生参与前沿性的科研活动,在实践中培养其设计实验、组织实验、运用知识等能力。此外,科技的发展为实验提供了新的仪器设备,采用新的仪器设备也可使学生尽早地接触到新工艺、新设备、新技术。结合CAD、CAI、CAM等现代技术进行教学可以提高学生的学习主动性和积极性。在网站上制作大量的教学课件、习题库,试题库、教学指导等等,学生们可以在网站上看到我们课程的所有的教学环节,所有的学习重点、难点,还可以看到多媒体课件的演示。这样就把课上学习和课外学习有机的结合在了一起。总之,教师树立创新意识,转变教育观念有意识地进行创新机械设计案例教学的思维导向,根据实验教学目标,以实验技术为主线,统筹安排机械设计实验,组织好实验课程结构,有利于培养提高学生的实验技能和科学研究能力,有利于提高机械设计实验教学质量,有利于学生开拓创新能力的培养。培养创新型人才应以学生为主体

陈沛  郑州市二七区汝河路学校  河南郑州  450052

【摘要】  教学的目的是促进发展,教学过程只有通过学生本身的积极参与、内化、吸收才能实现,教师要更新教育理念,培养学生创新意识和创新能力,发挥学生的主体作用

【关键词】  创新人才  自我有效感

【中图分类号】 G623          【 文献标识码】 A         【文章编号】ISSN1000-7997(2007)02-08-09

教学的目的是促进发展,教学过程只有通过学生本身的积极参与、内化、吸收才能实现。这就决定了学生是教学活动的主体,学生能否主动地投入,是教学成败的关键,是学生素质是否全面提高的关键。学生是学习、发展主人,教师是导师。导师的任务是组织引导学生当好主人,而不是代替学生当主人。教师要更新教育理念,实现由重教转向重学,重结果转向重过程,重继承转向重创新,重知识传授转向重能力培养,逐步培养学生创新意识和创新能力,良好的道德品质,使学生养成文明行为习惯,形成正确的世界观、人生观和价值观,那么在教学实践中,怎样发挥学生的主体作用呢?

一、培养学生的自我有效感,使学生乐于参与

课堂里的学习气氛是学生是否主动进攻的重要标志,对儿童来说,兴趣是巨大的动力。儿童有了兴趣,就能品尝到学习的兴趣,保持旺盛持久的学习热情,加快获得知识的过程。古代的孔子非常主张学生“乐学”,他曾自我评价说:“其为人也,发愤忘食,乐而忘忧,不知老之将至。”这充分表明贯穿在孔子整个学习活动中的一个重要心理因素是无穷的乐趣。如果学生在课堂学习中真正做到了主人,那么他会在教师的组织引导下,主动、自主地学习,有疑必问,积极求解,勇于探索,遇异而争,对问题的探究态度认真。相反,学生没有成为学习的主人,气氛就迥异了,课堂中的学习空气沉闷,学习态度敷衍,读书不动脑,什么质疑、求异、什么解惑创新……都谈不上。许多学生上课不说、不读、不问,主要存在心理障碍。怕读得不好,说得不好,同学们看不起,老师指责批评。缺乏自我有效感。因此,教师在教学中,要多送给学生激励的话语,特别是后进生,既给他们创造发言的机会,又肯定他们发言中的点滴优点。帮助他们消除心理障碍,使他们真正成为学习的主人。在教学中,教师必须想方设法,以教更好地为学服务为目的,激发学生的学习兴趣。一可化静为动,根据小学生好动的

范文十:机械创新设计的案例教学方法探究 投稿:吕兮兯

科技信息 

0高校讲 ̄  2 0 

S IN E&T C N L G   F R TON CE C E H O O YI O MA I   N

20 0 8年

第3 4期 

机械创新设计的案例教学方法探究 
周 林玉 ’ 谢 晖  ( 昌大学 科学技 术学院 江西 南 昌 3 0 2 ) 南   3 0 9 
【 摘 要】 本文对机械创新设计案例教 学法的 内涵进行分析, 讨论 了机械创新设计案例 教学的组 织与 实施 , 并给 出了典型的机械创新设计 
.  

案例 分析 。  

【 关键词】 机械创新设计; 案例 ; 教学 

1引 言  .

( ) 握 好 案例 教 学 过 程 中 的 几 个重 要 环节 。 阅读 理 解 , 人 分  4把 个

这 这 对 于 机 械类 学 生 的培 养 , 该把 学 生 的 创 新设 计 、 新 思 维 和 动  析 : 是 一 个 基 础 环 节 , 个 环 节 不 把 握 好 可 能 使 整 个 教 学 过 程 流 于  应 创 形成 共 识 : 这个 环 节 是 发 挥 集 体 智 慧 阶段 , 须 充 分  必 手 能 力摆 在 重 要 的位 置   因 为 机 械产 品的 功 能 、 能 、 量 在很 大 程  形 式 。小 组 讨 论 , ] 性 质 避 课堂 发 言 , 班交 流 : 环 节通 常 可 由 教师 为 主 持 , 全 该   度 上取 决 于 产 品 的设 计 , 此如 何 培 养 学 生 的创 新 能力 已成 为 摆 在 机  展 开 . 免 走 过 场 。 因 械 教 育工 作 者 面 前 的一 大课 题 。  

2 机械 创 新 设计 案 例 教 学法 的 内涵  .

事 先 指定 中心 发 言人 , 以保 证讨 论 效 果 , 班 交 流是 课 堂 教 学 高 潮 , 全 是  形 成 教 学 结 果 的 重 要 环 节 , 是 全 班 学 生 经 验 与 知 识 共 享 过 程 , 要  也 需

总 消 该 在机 械 教 学 中开 设 “ 械创 新 设 计 ” 程 , 在 目前 的 国情 下 开 展  教 师 和学 生 做 好 充 分 的准 备 。 结 归纳 . 化 提 升 : 环 节 通 常先 由教  机 课 是 评 然 创 新 设 计教 育 的一 个 好 办 法 j 是 , 。但 目前 机 械 创 新 设 计 方 面 的 教 材  师 对 课 堂 教 学 的 全 过 程 进 行 归 纳 、 估 , 后 再 引 导 学 生 对 自身 在 案  从   主 要 内容 都 是 围 绕着 新 机 构 、 机 器 创 造 发 明 普 遍 规律 及 适 用 方 法 的  例 教 学 中所 取 得 的 成果 经 验 进行 总结 . 而 达 到教 学 效 果 。 新
应 用 基础 理 论 来 编写 的 , 师在 教 学 过 程 中还 应 注 重应 用 基础 理 论 与  教 工 程 实 际相 联 系 3 j 课 程 若 采 用 以教 师 讲 授 为 主 的满 堂 灌 的教 学 模  。该 式, 其教 学 效 果 可想 而知 。 想 获得 理 想 的 教 学效 果 , 需 改 变传 统 的  要 必 教 学模 式 , 弃 满 堂灌 的教 学 方法 , 持
启 发 式 教 学 , 过 生动 的案 例  摒 坚 通 分析 、 开展 积 极 生 动 的课 堂 讨 论 等 多种 方 式 , 养学 生 “ 疑 、 异 ” 培 存 求 的  思 维 方 式 , 发 学 生 的智 力 , 发学 生 的责 任 感 、 趣 和 创 新欲 望 。 开 激 兴  

4 典 型 的机 械 创 新设 计 案 例分 析  .
以“ 改善 加 工 中 心刀 具 刀 体 和 主轴 锥 孔 的 接 触 ” 案 例教 学 为 例 , 的   其 目的是 要 求 学 生 利 用物 场 分 析 原理 进 行 机 械产 品创 新 。 工 中心 刀  加

具 的 刀体 部 分 的 加 工 精度 要 求 很严 格 。 为保 证 加 工 中 心 的加 工 精 度 和  刚 性 , 须 使 刀 体 和 主 轴 锥 孔 的 接 触 面 积 在 7 % 以上 , 即使 刀 体 的  必 0 亦

锥 体 A与 主 轴 锥 孔 以 及 刀体 法 兰 端 面 B与 主 轴端 面 同 时接 触 ,但 实  或 机 械 创 新 没 计 案 例 教 学 法 是 通 过 对 一 个 或 若 干 个 具 体 的 机 械 创  际 上 很 难 实现 两 者 同 时接 触 。 者 是 刀 体法 兰端 面 与 主轴 端 面 接触 造  或 新 案 例 的 描 述 . 导 学 生 对 这 些 案 例 进 行 讨 论 , 在 讨 论 的过 程 中获  成 刀 具 径 向位 置 无 法 确定 : 者 是 刀 体 的锥 体 部 分 与 主 轴锥 孔 接触 而  引 并 造 取理论知识 、 工作技能和工作经验的一种教学方法 。 在案例教学中, 教  刀 体 法 兰 端 面与 主 轴 端 面不 能 接 触 , 成轴 向 刚性 不 足 。 传 统 的解 决 
这 师 和学 生 承 担 着 更多 的教 与学 的责 任 , 求 有 更 多 的投 入 和参 与 。教  方 法 是 使用 高精 度 加 工设 备 加 工 主 轴锥 孔 和刀 体 锥 体 , 样 就 会大 大  要   师 要认 真地 选 择 和组 织 教 学 材 料 . 从 大 量 的 资 料 中选 择 出合 适 的案  增 加 成本 。应 用 物 场 分析 法 问 题 的解 决 如 下 : 要 () 1 指定 物体 S 。因 为 主 轴 锥 孔 的锥 度 已成 为 国家 标 准 , 以刀  l 所 例, 并将 案 例 编 写 成适 合 于 教学 的结 构 形 式 , 方便 学 生 阅读 和学 习 。 以   l  学 生 要充 分 地 作 好课 前 准 备 , 要对 教 师 所 提 供 的 案 例进 行 分析 、 论 , 体 的锥 体 成 为需 要 解 决 的 问题 。 所 以指 定 刀 体 为 S 。 讨   () 2 确定 场 F 。在 原 系 统 中 , 体 安 装 的要 求 是 刀 体锥 体 与 主轴 锥  刀 孔 以及 刀 体 法 兰 端 面与 主 轴端 面 同 时 接 触 , 个 要 求 是 由 机 械 场 ( 这 通  挤 来   案 例教 学 是 在一 个 开 放 的 环境 里 进 行 的 , 学 过 程 中 可 能还 会 遇  过 过 盈 配 合 . 压 1 满 足 的 。但 是 这 个 机械 场 并 不 能 完全 满 足要 求 。 教
() 3 物质 场 的初 期 模 型 。 过 上 述 分 析 , 有 系 统 的物 场 模 型 见 图  通 原 到 许 多 问题  因 此 , 要搞 好 案 例 教学 , 师 必 须 舍 得 下 功 夫 , 好 充分  教 做 1 由场 F指 向 物体 S . 1的 实 现箭 头 为 有 用 的相 互 作 用 。   扎 实 的课 前 准 备 . 活地 运 用 教 学技 巧 来 组 织 引 导好 案 例 教 学 。 灵   ( ) 定作 用 体 S 。问 题 的产 生 是 由 于 机 械场 不 能稳 定 有 效 地保  4指 2 ( ) 定 教 学 目标 。 即学 生 通 过案 例 学 习 所 应 达 到 的 能 力 水 平及  1确 并从 中 总结 出有 用 的结 论 。  

3 机械 创 新 设 计 案例 教 学 的 组织 与 实 施  .

因 为 有 对 学 生 进行 测 验 的 手段 和标 准 。 既要 考 虑 到 学 生 学 习 能 力 、 度 的改  证 主轴 和 刀 体 的位 置 关 系 。 此 , 了解 决 该 问题 , 必要 引入 新 的 物  态 质来 改 进 物 场模 型 。   变 , 要 考虑 学 生 的 条件 和状 况 。 又   ( ) 成所 希 望 的 物 场模 型 。 5生 改变 刀 体 圆锥 面 , 其 与 主轴 锥 孔 不  使 ( ) 择 合 适 的 教学 案 例 。 例 是 实施 案 例 教 学 的前 提 条 件 之 一 。 2选 案   而 因此 , 明确 教 学 目标基 础 上 , 选择 适 度 、 用 的教 学 案 例 。 所 选 的  是 以整 个 圆 锥 面接 触 , 是 以 多数 点 的 形 式 接 触 。用 精 密 加 工 出 来 的  在 要 适 从 案 例 既 要 与 教 学 目标 相 吻 合 : 要 是 教 师 自己能 够 把 握 的案 例 , 生  具 有适 当刚 性 的小 球 构 成 刀 体 的 圆锥 面 , 而 实 现 刀体 的 圆锥 面 和 法  又 学
  易于 接 受 和认 同的 案 例 。 教师 能 否 把 握案 例取 决 于 教师 对案 例 涉 及 的  兰 端 面与 主 轴 的锥 孔 面 和 端 面 同时 实 现 接 触 。 通 过 L述机 械 创 新 教 学 的过 程 . 使 学 生 理解 在 机 械 产 品 创 新 中  可 环 境 背 景 是 否 了 解 . 案 例 涉 及 的 知 识 领 域 是 否 掌 握 , 案 例 涉 及 的  对 对 ( )能 正确 地 描 述 机 械 产 品 系  问题 是 否有 相 应 的解 决处 理 经 验 。 而学 生 能 否 接 受 和 认 同 案 例 , 主要  应 用 物 场 分 析法 能 够 起 到 如 下 的作 用 :1 从 考 虑 学 生没 有 参 与 工程 设 计 实 际 的体 会 , 例 所 涉 及 的 东 西 如 若 过 于  统 的构 成 要 素 以及 构 成 要 素 之 间相 互 联 系 , 而使 产 品开 发 人 员 能 正  案 () 功 以 专 业 化 , 生 阅 读 起 来 很 难 理 解 与 接 受 ; 例 太 简 单 对 学 生来 说 没有  确地 理解 系统 问题 的所 在 ;2 通 过 改 变 功 能 载 体 、 能 作 用 体 、 及  学
案 来 从   吸引 力 、 没有 新 奇 感 , 这也 达 不 到 预期 的教 学 目标 。 以案 例 应 该 难 易  它们 之 间 的 相互 作 用 , 变换 物 场 模 型 , 而追 踪 实现 机 械 产 品 创 新 ; 所 3快 为 适 中 , 师容 易 掌 握 , 生 有 机 会 接触 到东 西 。案 例 选 择 的 原 则 : 范  ( ) 速 满 足 市 场需 求 和及 时 正 确 运 用 的 先 进 技 术 , 机 械 产 品 创 新  教 学 示 设计 的具体实践提供 了有效的方法 。   f 性 和 适 中性 ; 实 性 和应 用 性 ; 学性 和综 合 性 ; 放性 和 创 新 性 。 现 科 开   () 3 营造 良好 的 学 习环 境 和 氛 围 。 营造 良好 的 学 习环 境 和 氛 围 , 首  【 考文献】 参   先 考 虑 人 的 因 素 , 师 在 组 织 案 例 教 学 中要 坚 持 以鼓 励 为 主 , 调 动  教 要 1张艳冬. 机械创新设计教学 的探索[ ] J. 辽宁工学院学报 1 9 ( . 99 ) 2  学 生 的 学 习热 情 和 兴趣 。 坚持 集 体参 与原 则 , 励 学 生 发 表 不 同 的 意  [ ] 鼓 2 王建平. 工科院校机械专业机械创新设计教学 的探索 [] J 常熟理工学院学报  见, 鼓励 和 主张 对 事 不对 人 的交 流 方式 : 持 以学 生 为 主 , 以 学 生 学  [ ] 坚 即

习需 求 为 主 . 课 堂 策 略 上 采 取 使 学 习者 经 验 共 享 的 方式 . 不 同 经  在 让 [ ] 东 林 , 林 机 械创 新 设 计 教 育 []北 京林 业 大 学 学 报 .0 5S p) 3王 高 J 2 0 (u p  验 得 到 交 流 、 学 生 通 过 学 习 能 充 分 分 享 来 源 丰 富 的 各种 信 息 , 重  使 尊
和发 挥 学 生 的 学 习 风 格 、 学 生 真 正 感 到他 们 是 课 堂 的 主 体 , 学 习  使 是 作者 简 介 : 林 玉( 9 1 )女 , 西 临 川人 , 教 , 士研 究 生 。从 事 机 械  周 18 一 , 江 助 硕 的主 人 。其 次 考 虑 环 境 的 因素 , 统 的 教 室 布 置方 式 不 再 适 合 于 案 例  设 计 及 制 造方 向研 究 。 传   教 学 法 , 例 教 学 要 求 每 个 学 生 都 要 积 极 参 与 , 要 有 均 等 的 机会 发  案 都 谢 晖(9 l ) 男, 18 一 , 江西永修人 , 助教 , 从事机 电一体化系统方向研究。   表 自己 意 见 和 看法 , 以将 传 统 的教 室 布 置 方 式 改 为 u形 布 置 : 者  可 或 将 课 桌 椅 分 成 若 干 组 , 组 课 桌 集 中起 来 , 生 围 坐在 课 桌 四 周 等 布  每 学 置 方 式 。 每个 学 生 都 处 在平 等 的位 置 上 , 相 之 间 很容 易看 到 对 方 , 让 互  
方 便 交 流和 讨 论 

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[ 任编辑: 铭] 责 韩  

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