浙大機(jī)械發(fā)展與創(chuàng)新設(shè)計(jì)

浙大機(jī)械發(fā)展與創(chuàng)新設(shè)計(jì)第一頁(yè)，共91頁(yè)。§1-1機(jī)械的發(fā)展與創(chuàng)新概述機(jī)械產(chǎn)品的發(fā)展與材料科學(xué)密切相關(guān)：（1）石器時(shí)代（2）銅器時(shí)代（3）鐵器時(shí)代（4）半導(dǎo)體時(shí)代第二頁(yè)，共91頁(yè)。第三頁(yè)，共91頁(yè)。早期機(jī)械實(shí)例第四頁(yè)，共91頁(yè)。早期機(jī)械實(shí)例第五頁(yè)，共91頁(yè)。第六頁(yè)，共91頁(yè)。第七頁(yè)，共91頁(yè)。Structureofoldbike第八頁(yè)，共91頁(yè)。第九頁(yè)，共91頁(yè)。第十頁(yè)，共91頁(yè)。第十一頁(yè)，共91頁(yè)。第十二頁(yè)，共91頁(yè)?，F(xiàn)代機(jī)械實(shí)例第十三頁(yè)，共91頁(yè)?，F(xiàn)代機(jī)械實(shí)例第十四頁(yè)，共91頁(yè)?，F(xiàn)代機(jī)械實(shí)例第十五頁(yè)，共91頁(yè)。第十六頁(yè)，共91頁(yè)。第十七頁(yè)，共91頁(yè)。第十八頁(yè)，共91頁(yè)。第十九頁(yè)，共91頁(yè)。1、60年代：優(yōu)化設(shè)計(jì)、可靠設(shè)計(jì)、仿生設(shè)計(jì)2、70年代：計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、摩擦學(xué)設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)方法學(xué)、有限元設(shè)計(jì)、邊界元設(shè)計(jì)3、80年代：質(zhì)量驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)、參數(shù)化設(shè)計(jì)、智能設(shè)計(jì)、分形設(shè)計(jì)第二十頁(yè)，共91頁(yè)。4、90年代：并行設(shè)計(jì)（基于網(wǎng)路的設(shè)計(jì)）、虛擬設(shè)計(jì)，基于實(shí)例的設(shè)計(jì)5、21世紀(jì)：計(jì)算設(shè)計(jì)（計(jì)算實(shí)驗(yàn)或數(shù)字設(shè)計(jì)）、集成設(shè)計(jì)······第二十一頁(yè)，共91頁(yè)。第二十二頁(yè)，共91頁(yè)。第二十三頁(yè)，共91頁(yè)。第二十四頁(yè)，共91頁(yè)。第二十五頁(yè)，共91頁(yè)?！?-2機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)綜述一、機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)的涵義：利用技術(shù)原理進(jìn)行創(chuàng)新構(gòu)思的設(shè)計(jì)實(shí)踐活動(dòng)。(1)Improvement(2)Innovation(3)Creation第二十六頁(yè)，共91頁(yè)。第二十七頁(yè)，共91頁(yè)。第二十八頁(yè)，共91頁(yè)。二、創(chuàng)新設(shè)計(jì)的基本類型及其活動(dòng)特點(diǎn)1、原理開(kāi)拓創(chuàng)新2、組合創(chuàng)新3、轉(zhuǎn)用創(chuàng)新（變異的創(chuàng)新）4、克服偏見(jiàn)的創(chuàng)新第二十九頁(yè)，共91頁(yè)?！?-3機(jī)械功能原理設(shè)計(jì)及創(chuàng)新一、機(jī)械系統(tǒng)及功能二、功能原理設(shè)計(jì)的意義三、功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析四、功能元求解及求系統(tǒng)原理解第三十頁(yè)，共91頁(yè)。五、功能原理的創(chuàng)新洗衣機(jī)的設(shè)計(jì)原理機(jī)械式洗衣機(jī)（波輪式、滾筒式）干洗（蒸汽洗衣機(jī)）超聲波洗衣機(jī)納米洗衣機(jī)洗衣機(jī)的設(shè)計(jì)方案電機(jī)－帶傳動(dòng)－輪論（滾筒）電機(jī)－波輪（滾筒）第三十一頁(yè)，共91頁(yè)?！?-4傳動(dòng)方案及機(jī)構(gòu)創(chuàng)新一、傳動(dòng)方案二、機(jī)構(gòu)創(chuàng)新§1-5機(jī)械結(jié)構(gòu)的改進(jìn)與創(chuàng)新第三十二頁(yè)，共91頁(yè)。第三十三頁(yè)，共91頁(yè)。1、傳遞載荷能力小的（例如、帶）放在高速級(jí)2、有動(dòng)載荷的（例如、鏈）放在低速級(jí)3、傳動(dòng)平穩(wěn)的（例如、斜齒輪）放在高速級(jí)，傳動(dòng)平穩(wěn)性較差的（例如、直齒輪）放在低速級(jí)4、運(yùn)動(dòng)鏈中有摩擦傳動(dòng)的（例如、帶與摩擦輪傳動(dòng)），制動(dòng)器應(yīng)放在工作機(jī)前，才能實(shí)現(xiàn)有效制動(dòng)第三十四頁(yè)，共91頁(yè)。第三十五頁(yè)，共91頁(yè)。§1-6現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)與機(jī)電一體化1、現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法功能—原理——結(jié)構(gòu)2、CAD—計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)3、FEM與BEM設(shè)計(jì)4、價(jià)值設(shè)計(jì)（VD）5、人機(jī)工程設(shè)計(jì)第三十六頁(yè)，共91頁(yè)。第三十七頁(yè)，共91頁(yè)。6、新的設(shè)計(jì)與分析方法1990年前：運(yùn)動(dòng)學(xué)設(shè)計(jì)，動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)，強(qiáng)度設(shè)計(jì)，疲勞設(shè)計(jì)，優(yōu)化設(shè)計(jì)，可靠性設(shè)計(jì)，概念設(shè)計(jì)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)，有限元設(shè)計(jì)，摩擦學(xué)設(shè)計(jì)，工業(yè)造型設(shè)計(jì)1990年后：并行設(shè)計(jì)，虛擬設(shè)計(jì)，協(xié)同設(shè)計(jì)，網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)，智能設(shè)計(jì)，集成設(shè)計(jì)模糊設(shè)計(jì)，反求設(shè)計(jì)，可重構(gòu)設(shè)計(jì)，生態(tài)設(shè)計(jì)…..第三十八頁(yè)，共91頁(yè)。6、新的設(shè)計(jì)技術(shù)與軟件CAD/CAE/CAPP，設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)，設(shè)計(jì)工具庫(kù)，設(shè)計(jì)應(yīng)用軟件；集成化設(shè)計(jì)信息系統(tǒng)（并行網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)系統(tǒng)）；例如，UNIGRAPHYSICS,ProE,Ansys等第三十九頁(yè)，共91頁(yè)。二、機(jī)電一體化1、機(jī)電原理與技術(shù)的集成原理的替換與集成結(jié)構(gòu)的替換與集成技術(shù)的替換與集成2、光－聲－機(jī)—電原理與技術(shù)的集成3、微機(jī)械的設(shè)計(jì)第四十頁(yè)，共91頁(yè)。機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)第四十一頁(yè)，共91頁(yè)。機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)第四十二頁(yè)，共91頁(yè)。機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)第四十三頁(yè)，共91頁(yè)。有限元設(shè)計(jì)第四十四頁(yè)，共91頁(yè)。機(jī)電一體化設(shè)計(jì)第四十五頁(yè)，共91頁(yè)。第四十六頁(yè)，共91頁(yè)。第四十七頁(yè)，共91頁(yè)。第四十八頁(yè)，共91頁(yè)。第四十九頁(yè)，共91頁(yè)。第五十頁(yè)，共91頁(yè)。第五十一頁(yè)，共91頁(yè)。目前機(jī)械：Micro-chipdevices:Plantcell:Animalcell:Baterium:第五十二頁(yè)，共91頁(yè)。2004年統(tǒng)計(jì)數(shù)字：（1）USA：制造業(yè)GDP占60％（2）JAPAN:制造業(yè)GDP占50%（3）中國(guó)：制造業(yè)GDP占38％中國(guó)自主設(shè)計(jì)的機(jī)械產(chǎn)品占46％第五十三頁(yè)，共91頁(yè)。工具方法原理產(chǎn)品，例如：計(jì)算機(jī)、汽車……等等。

數(shù)學(xué)，物理，化學(xué)，生物。例如：優(yōu)化組合法、電磁轉(zhuǎn)換，換原反應(yīng)，發(fā)酵等等。

以工程為例：力學(xué)原理、電機(jī)原理、機(jī)械原理、化工原理…..等等

第五十四頁(yè)，共91頁(yè)。功能原理結(jié)構(gòu)第五十五頁(yè)，共91頁(yè)。（1）原理的創(chuàng)新設(shè)計(jì)（2）機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)（3）結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)（4）消化吸收－再創(chuàng)新設(shè)計(jì)（反求設(shè)計(jì)）（5）設(shè)計(jì)計(jì)算方法的創(chuàng)新設(shè)計(jì)定量到變量；靜態(tài)到動(dòng)態(tài)；單元到系統(tǒng)集成串行－并行－協(xié)同設(shè)計(jì)第五十六頁(yè)，共91頁(yè)。（1）群體集智法例如，635法、調(diào)查問(wèn)卷法、（2）系統(tǒng)分析法例如，設(shè)問(wèn)探求法、缺點(diǎn)列舉法、希望點(diǎn)列舉法、特性列舉法、形態(tài)分析法（3）聯(lián)想、類比法（4）轉(zhuǎn)向創(chuàng)新法（5）組合創(chuàng)新法功能組合法、材料組合法、同類組合法、技術(shù)組合法、信息組合法第五十七頁(yè)，共91頁(yè)。第一次工業(yè)革命：從1775年蒸氣機(jī)發(fā)明到19世紀(jì)初。第二次工業(yè)革命：從1883年內(nèi)燃機(jī)和電的發(fā)明開(kāi)始到20世紀(jì)初。第三次工業(yè)革命：從1910年原子能的發(fā)現(xiàn)開(kāi)始，核能的利用（1943年）。第四次工業(yè)革命：從1946年計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)，開(kāi)始信息革命至今。第五次工業(yè)革命：從1953年DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的提出，開(kāi)始生物科技革命。第五十八頁(yè)，共91頁(yè)。1、Moreeconomicaltoproduce2、Moreeconomicaltouse3、Easiertolearntouse4、Simpler5、Adapttohomeuse6、Changefrom“masculine”to“feminine”orviceversa7、Employalternateformofpower第五十九頁(yè)，共91頁(yè)。8、Removeapresentlimitation9、Extendareaofuse10、Improvepublicacceptance11、Makelarger12、Makesmaller13、Changecolor14、Changeshape15、Increasestrength16、Decreasestrength第六十頁(yè)，共91頁(yè)。（1）滾動(dòng)花鍵（2）滾動(dòng)螺旋（3）滾動(dòng)蝸桿（4）滾動(dòng)軸承（5）滾動(dòng)導(dǎo)軌第六十一頁(yè)，共91頁(yè)。第六十二頁(yè)，共91頁(yè)。第六十三頁(yè)，共91頁(yè)。滑動(dòng)螺旋第六十四頁(yè)，共91頁(yè)。第六十五頁(yè)，共91頁(yè)。第六十六頁(yè)，共91頁(yè)。薄壁軸瓦滑動(dòng)軸承進(jìn)油孔油溝F厚壁軸瓦整體軸套卷制軸套第六十七頁(yè)，共91頁(yè)。第六十八頁(yè)，共91頁(yè)。（1）靜壓螺旋（2）靜壓導(dǎo)軌（3）靜壓軸承（4）磁力軸承、磁力導(dǎo)軌第六十九頁(yè)，共91頁(yè)。第七十頁(yè)，共91頁(yè)。第七十一頁(yè)，共91頁(yè)。（1）滑動(dòng)螺旋（2）蝸桿傳動(dòng)（3）滑動(dòng)軸承（4）滑動(dòng)導(dǎo)軌（由于機(jī)床要有長(zhǎng)期精度保持性、因而不可行）第七十二頁(yè)，共91頁(yè)。（1）圓弧齒輪（2）齒形鏈（3）圓弧蝸桿（4）凹凸接觸副的摩擦無(wú)級(jí)變速器第七十三頁(yè)，共91頁(yè)。（1）凸臺(tái)（2）凹陷（3）焊接結(jié)構(gòu)（例如：焊接鏈輪）（4）軸肩設(shè)計(jì)第七十四頁(yè)，共91頁(yè)。學(xué)不可以已。青，取之于藍(lán)，而青于藍(lán)；冰，水為之，而寒于水。

《勸學(xué)》荀子第七十五頁(yè)，共91頁(yè)。工學(xué)的組成工具:產(chǎn)品，例如：計(jì)算機(jī)、汽車…..等等。方法:數(shù)學(xué)，物理，化學(xué)，生物。例如：優(yōu)化組合法、電磁轉(zhuǎn)換，換原反應(yīng)，發(fā)酵等等。原理:以工程為例：力學(xué)原理、電機(jī)原理、機(jī)械原理、化工原理…..等等。第七十六頁(yè)，共91頁(yè)。第七十七頁(yè)，共91頁(yè)。政治社會(huì)學(xué)心理學(xué)經(jīng)濟(jì)學(xué)自然科學(xué)-工程科學(xué)-工程設(shè)計(jì)-工程技術(shù)-生產(chǎn)工業(yè)設(shè)計(jì)藝術(shù)設(shè)計(jì)藝術(shù)第七十八頁(yè)，共91頁(yè)。自然界物質(zhì)能量信息第七十九頁(yè)，共91頁(yè)。自然界人類的工作物質(zhì)能量信息第八十頁(yè)，共91頁(yè)。物質(zhì)能量1、光合作用2、植物體的生長(zhǎng)3、動(dòng)物體的生長(zhǎng)1、液體、氣體、固體的燃燒2、肌肉的運(yùn)動(dòng)3、生物分子的運(yùn)動(dòng)第八十一頁(yè)，共91頁(yè)。物質(zhì)信息1、物態(tài)信息2、熵、焓的信息3、結(jié)構(gòu)信息4、物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)信息1、物質(zhì)的制造2、在光、電、磁、聲能信息作用下物質(zhì)的變化第八十二頁(yè)，共91頁(yè)。信息能量1