原理方案的创新设计ppt课件

1、原理方案的创新设计原理方案的创新设计不积跬步，无以致千里；不积小流，无以成江河。 1;.机械产品设计的三种类型类型类型含义含义设计比例设计比例开发性设计开发性设计 在工作原理、功能结构等完全未知的情况下在工作原理、功能结构等完全未知的情况下, 运用成熟的运用成熟的科学理论或经过试验证明可行的新技术科学理论或经过试验证明可行的新技术,设计出过去没有设计出过去没有的新型机械。这是一种完全的创新设计的新型机械。这是一种完全的创新设计25适应性设计适应性设计 在工作原理、功能结构基本保持不变的前提下，对产品作在工作原理、功能结构基本保持不变的前提下，对产品作局部的变更或新设计少数零、部件，以改变产品的

2、某些性局部的变更或新设计少数零、部件，以改变产品的某些性能或克服原来的某些明显缺陷。这是具有部分创新的设计。能或克服原来的某些明显缺陷。这是具有部分创新的设计。55变型设计变型设计 在工作原理、功能结构基本保持不变的前提下，对产品作在工作原理、功能结构基本保持不变的前提下，对产品作尺寸大小或布置方式的改变，以适应于量的变化要求。此尺寸大小或布置方式的改变，以适应于量的变化要求。此类设计中，不但功能和解的原理不变，而且不出现诸如材类设计中，不但功能和解的原理不变，而且不出现诸如材料、应力、工艺等方面的新问题。料、应力、工艺等方面的新问题。202设计的普通进程设计的普通进程 产品规划产品规划方案设

3、计方案设计技术设计技术设计施工设计施工设计3求总功能求总功能总体方案分析总体方案分析求功能元求功能元明确义务明确义务求功能元解求功能元解系统原了解系统原了解黑箱法黑箱法发明技法、设计目录发明技法、设计目录评价法评价法形状学矩阵形状学矩阵功能树功能树发明技法、设计目录发明技法、设计目录最正确原理方案最正确原理方案笼统笼统搜索搜索分解分解搜索搜索组合组合收敛收敛原理方案设计步骤原理方案设计步骤4 方案设计的主要任务有功能综合、原理综合和构型综合，方案是发散的，没有一定的规律可以遵照。 功能综合是确定机械的本质功能。 原理综合是为了实现功能而采用的任务原理。 在确定任务原理之后，就要进展机构的设计与

4、零件的构造设计，也就是构型综合阶段。 5功能设计法功能设计法设计目录设计目录评价系统评价系统6功能设计法功能设计法功能的分析功能的分析功能的分类功能的分类功能的分解功能的分解功能的求解功能的求解7 功能分析什么是功能？功能分析什么是功能？19世纪世纪40年代，美国通用电气公司的迈克斯首先提出年代，美国通用电气公司的迈克斯首先提出Function的概念。的概念。功能是产品或技术系统特定任务才干笼统化的描画。功能是产品或技术系统特定任务才干笼统化的描画。描画功能要准确、简约，合理笼统，抓住本质。描画功能要准确、简约，合理笼统，抓住本质。黑箱法黑箱法Black Box8技术技术系统系统机器机器设备设

5、备仪器仪器物料物料分别分别输入接口输入接口输出接口输出接口能量能量物料物料信号信号能量能量物料物料信号信号电能电能接通接通净衣服净衣服污物污物切断切断能量能量脏衣服脏衣服图图1 黑箱法描画未知系统黑箱法描画未知系统 图图2 净衣系统功能分析净衣系统功能分析9 功能分类功能分类1.按机械系统的组成进按机械系统的组成进展功能分类展功能分类 驱动功能驱动功能 传动功能传动功能 执行功能执行功能 控制功能控制功能 2.按三要素的物理作用进展分类按三要素的物理作用进展分类 转变与复原转变与复原 放大与减少放大与减少 混合与分别混合与分别 接合与分开接合与分开 存贮与功能存贮与功能 传导与中断传导与中断

6、3.机构能实现的根本功能机构能实现的根本功能变换运动方式变换运动方式变换运动速度变换运动速度变换运动方向变换运动方向 进展运动的合成与分解进展运动的合成与分解对运动进展支配与控制对运动进展支配与控制实现给定的运动轨迹实现给定的运动轨迹 实现给定的运动位置实现给定的运动位置实现某些特殊的功能实现某些特殊的功能10 总功能是该系统中各子系统乃至各个元件共同完成的。子系统分担各自的分功能或功能总功能是该系统中各子系统乃至各个元件共同完成的。子系统分担各自的分功能或功能元。各分功能的类型不完全一样，有联络，也有区别。为确定实现的任务原理，需求将系元。各分功能的类型不完全一样，有联络，也有区别。为确定实

7、现的任务原理，需求将系统的总功能进展分解。另外有些分功能能够己经有定型化的产品，可以直接运用。统的总功能进展分解。另外有些分功能能够己经有定型化的产品，可以直接运用。 功能分解图的构造外形有树状构造，也有串联构造、并接构造以及环形构造。功能分解图的构造外形有树状构造，也有串联构造、并接构造以及环形构造。 功能分解功能分解11如：如：包装纸包装纸走纸走纸截断纸截断纸装袋装袋保送并记数保送并记数化装品化装品保送保送截流截流电能电能自动包装机功能构造图自动包装机功能构造图 包包装装机机电能电能化装品化装品信号信号数量信号数量信号袋装化装品袋装化装品包装纸包装纸自动包装机黑箱自动包装机黑箱12功能求解

8、原理综合功能求解原理综合 原理综合就是对功能的求解过程，是最有发明性的阶段，是机械创新设计的重点。原理综合就是对功能的求解过程，是最有发明性的阶段，是机械创新设计的重点。在进展原理综合时，要充分利用各种创新技法。主要引见三种创新设计方法。在进展原理综合时，要充分利用各种创新技法。主要引见三种创新设计方法。技术冲突原理技术冲突原理TRIZ实际实际 2. 发明原理发明原理 3. 资源的分析与利用资源的分析与利用131、技术冲突原理、技术冲突原理TRIZ实际实际 TRIZ实际是由前苏联工程技术专家实际是由前苏联工程技术专家Altshuller创建的，以为发明的中心问题是处理创建的，以为发明的中心问题

9、是处理冲突。设计人员在设计过程中不断地发现冲突，并利用相应的发明不处理这些冲突，冲突。设计人员在设计过程中不断地发现冲突，并利用相应的发明不处理这些冲突，使产品向理想化的方向进化。设计中的技术冲突，是设计人员为改善或提高某些子系使产品向理想化的方向进化。设计中的技术冲突，是设计人员为改善或提高某些子系统的性能，而导致系统中的其他子系统或系统性能变坏与降低。例如，为了使轴上的统的性能，而导致系统中的其他子系统或系统性能变坏与降低。例如，为了使轴上的零件的固定，采用螺母固定，需在轴上加工螺纹，到达了固定的目的，但是也减弱轴零件的固定，采用螺母固定，需在轴上加工螺纹，到达了固定的目的，但是也减弱轴的

10、强度。的强度。 a.TRIZ实际的研讨人员经过对实际的研讨人员经过对250万项的技术专利进展研讨后，提出了用万项的技术专利进展研讨后，提出了用39个笼统个笼统的工程参数来描画技术冲突问题。的工程参数来描画技术冲突问题。 14通用工程参数称号表通用工程参数称号表序号序号通用工程参数通用工程参数序号序号通用工程参数通用工程参数序号序号通用工程参数通用工程参数1运动物体的质量运动物体的质量14强度强度27可靠性可靠性2静止物体的质量静止物体的质量15运动物体作用的时间运动物体作用的时间28测试精度测试精度3运动物体的长度运动物体的长度16静止物体作用的时间静止物体作用的时间29制造精度制造精度4静止

11、物体的长度静止物体的长度17温度温度30外部有害因素作用的敏感外部有害因素作用的敏感性性5运动物体的面积运动物体的面积18光照度光照度31物体产生的有害因素物体产生的有害因素6静止物体的面积静止物体的面积19运动物体的能量运动物体的能量32可制造性可制造性7运动物体的体积运动物体的体积20静止物体的能量静止物体的能量33可操作性可操作性8静止物体的体积静止物体的体积21功率功率34可维护性可维护性9速度速度22能量损失能量损失35适用性及多用性适用性及多用性10力力23物质损失物质损失36装置的复杂性装置的复杂性11应力与压力应力与压力24信息损失信息损失37监控与测试的困难程度监控与测试的困

12、难程度12形状形状25时间损失时间损失38自动化程度自动化程度13结构的稳定性结构的稳定性26物质或事物的数量物质或事物的数量39生产率生产率15b.发明原理发明原理 TRIZ实际的研讨人员在对全世界专利分析的根底上，提出了实际的研讨人员在对全世界专利分析的根底上，提出了40条发明原理，用于条发明原理，用于指点处理冲突和产品创新。指点处理冲突和产品创新。 发明原理发明原理序序号号名名 称称序序号号名名 称称序序号号名名 称称序序号号名名 称称1分割分割11预补偿预补偿21紧急行动紧急行动31多孔材料多孔材料2分离分离12等势性等势性22变有害为有利变有害为有利32改变颜色改变颜色3局部质量局部

13、质量13反向反向23反馈反馈33同质性同质性4不对称不对称14曲面化曲面化24中介物中介物34抛弃与修复抛弃与修复5合并合并15动态化动态化25自服务自服务35参数变化参数变化6多用性多用性16未达到或超过的作未达到或超过的作用用26复制复制36状态变化状态变化7套装套装17维数的变化维数的变化27廉价替代品廉价替代品37热膨胀热膨胀8质量补偿质量补偿18振动振动2828机械系统的替机械系统的替代代38加速强氧化加速强氧化9预加反作用预加反作用1919周期性作用周期性作用29气动与液压结气动与液压结构构39惰性环境惰性环境10预操作预操作20有效作用的连续性有效作用的连续性30柔性壳体薄膜柔性

14、壳体薄膜40复合材料复合材料16c.冲突矩阵冲突矩阵 TRIZ实际中，实际中，39项工技术参数描画项工技术参数描画了系统中问题的空间，了系统中问题的空间，40条发明原理那条发明原理那么填充了问题的空间。么填充了问题的空间。TRIZ实际研讨实际研讨人员经过长时间的分析与研讨，提出了人员经过长时间的分析与研讨，提出了冲突矩阵的概念。矩阵的行表示冲突中冲突矩阵的概念。矩阵的行表示冲突中的恶化参数，列那么表示改善参数，单的恶化参数，列那么表示改善参数，单元格中列出了该问题的原了解用原了元格中列出了该问题的原了解用原了解的序列号表示。解的序列号表示。分析待改良的产品分析待改良的产品发现冲突发现冲突发明原理发明原理发现笼统发现笼统笼统解笼统解领域解领域解TRIZ设计模型设计模型 172、建立原了解法目录、建立原了解法目录原了解法是把凡是导致功能三要素实现转变的操作或原理都被有规律的分类、陈列、原了解法是把凡是导致功能三要素实现转变的操作或原理都被有规律的分类、陈列、储存起来，在设计时方便调用，实践上是一种信息库。储存起来，在设计时方便调用，实践上是一种信息库。原了解的目录编写必需亲密结合设计过程与功能要求编写，应该是功能明确，内容清原了解的目录编写必需亲密结合设计过程与功能要求编写，应该是功能明确，内容清楚、信息面广、查取方便。原了解止录的编者按写需求具有