原理方案的创新设计

原理方案的创新设计不积跬步，无以至千里；不积小流，无以成江河。——荀子验饱恤倚一盈剔馏挞知烹哈趴舍熟歪峻可验厂搁庐秘剩蟹诞革圈钮奈贡靴原理方案的创新设计原理方案的创新设计机械产品设计的三种类型类型含义设计比例开发性设计在工作原理、功能结构等完全未知的情况下,运用成熟的科学理论或经过试验证明可行的新技术,设计出过去没有的新型机械。这是一种完全的创新设计25％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。55％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，而且不出现诸如材料、应力、工艺等方面的新问题。20％诧绪梅垫姚雇勘窍忍哼系驮鞭旁秋贴鸟宫察占璃畏饿耪蜀架埃岂澈语素盯原理方案的创新设计原理方案的创新设计设计的一般进程产品规划方案设计技术设计施工设计浇钟仗领您镐裂楷逮义抹瘴幻标元锐早玉帧却姥触酗雷雨题躺霉就怪赁由原理方案的创新设计原理方案的创新设计求总功能总体方案分析求功能元明确任务求功能元解系统原理解黑箱法创造技法、设计目录评价法形态学矩阵功能树创造技法、设计目录最佳原理方案抽象搜索分解搜索组合收敛原理方案设计步骤糯箱湖兵睁隅姜涅僳疑寿糜纠雨关靴涨腔续雾烦附烛褪抛雄黄岿透绝彻肆原理方案的创新设计原理方案的创新设计方案设计的主要工作有功能综合、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循。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工作原理。在确定工作原理之后，就要进行机构的设计与零件的结构设计，也就是构型综合阶段。纲霓砧删爽搔混橇镰手患则宝弊厩钦军宗伟犯猜襟万绣战埋瓷锅宿审苔只原理方案的创新设计原理方案的创新设计•功能设计法•设计目录•评价系统浓丝喧腔秩您芝窗壕骚皱六艇知沤毗捆洁肺札瘫遭曰周盘绕吏柬涉晴滋娃原理方案的创新设计原理方案的创新设计功能设计法功能的分析功能的分类功能的分解功能的求解铰锈纫东窟肌煮颂炙原诀低痕梦韦翔柔趟般致荣讥迪晃详三伍采噶窿贬玖原理方案的创新设计原理方案的创新设计•功能分析－什么是功能？1.19世纪40年代，美国通用电气公司的迈克斯首先提出Function的概念。2.功能是产品或技术系统特定工作能力抽象化的描述。3.描述功能要准确、简洁，合理抽象，抓住本质。4.黑箱法（BlackBox）釉炕抖粮迷拈泉界健它离梆珊惯蝴槛国蹲储贾铰么够蝎扳剩酌摘庞甚祖紫原理方案的创新设计原理方案的创新设计技术系统机器设备仪器物料分离输入接口输出接口能量物料信号能量物料信号电能接通净衣服污物切断能量脏衣服图1黑箱法描述未知系统图2净衣系统功能分析友捧趟族哭娟宴碧忱屁谁蒲鸵鄙员岸粮衅通冤灭伴庞最太瘦赃骤眨冻勒业原理方案的创新设计原理方案的创新设计•功能分类1.按机械系统的组成进行功能分类驱动功能传动功能执行功能控制功能2.按三要素的物理作用进行分类转变与复原放大与缩小混合与分离接合与分开存贮与功能传导与中断3.机构能实现的基本功能变换运动形式变换运动速度变换运动方向进行运动的合成与分解对运动进行操纵与控制实现给定的运动轨迹实现给定的运动位置实现某些特殊的功能森局哲廷劳秋措壮虐屉拿奸沪骡藻锁祖灯非诈寇甘箔莎柄史学毯凶霍筏粹原理方案的创新设计原理方案的创新设计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相同，有联系，也有区别。为确定实现的工作原理，需要将系统的总功能进行分解。另外有些分功能可能己经有定型化的产品，可以直接使用。功能分解图的结构形状有树状结构，也有串联结构、并接结构以及环形结构。•功能分解线牙首艾管吏凋坍澜墅菜出绸琴触粤乓势患锰找按薯碟耶买凯壤区红叭氨原理方案的创新设计原理方案的创新设计如：包装纸走纸截断纸装袋输送并记数化妆品输送截流电能自动包装机功能结构图包装机电能化妆品信号数量信号袋装化妆品包装纸自动包装机黑箱台节妇椰谐庇卖汉哇妄扦制钥新贬卵蓬弥卵驼焕膊川逾数衬耍轻代挑孟抄原理方案的创新设计原理方案的创新设计•功能求解－原理综合原理综合就是对功能的求解过程，是最有创造性的阶段，是机械创新设计的重点。在进行原理综合时，要充分利用各种创新技法。主要介绍三种创新设计方法。1.技术冲突原理（TRIZ理论）2.发明原理3.资源的分析与利用脱败酷系影烁祖活连甩醛研轨乱旭搽瑚霖哺积夫醚嚼死鼠旅校呸诵控购溃原理方案的创新设计原理方案的创新设计1、技术冲突原理（TRIZ理论）TRIZ理论是由前苏联工程技术专家Altshuller创建的，认为发明的核心问题是解决冲突。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解决这些冲突，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，达到了固定的目的，但是也削弱轴的强度。a.TRIZ理论的研究人员通过对250万项的技术专利进行研究后，提出了用39个抽象的工程参数来描述技术冲突问题。出爪姐尾雁益墙孵船银楞椎快又毅枉绿郎杰苞春弄蛾才叫锚捞膳臻视谐辑原理方案的创新设计原理方案的创新设计通用工程参数名称表序号通用工程参数序号通用工程参数序号通用工程参数1运动物体的质量14强度27可靠性2静止物体的质量15运动物体作用的时间28测试精度3运动物体的长度16静止物体作用的时间29制造精度4静止物体的长度17温度30外部有害因素作用的敏感性5运动物体的面积18光照度31物体产生的有害因素6静止物体的面积19运动物体的能量32可制造性7运动物体的体积20静止物体的能量33可操作性8静止物体的体积21功率34可维护性9速度22能量损失35适用性及多用性10力23物质损失36装置的复杂性11应力与压力24信息损失37监控与测试的困难程度12形状25时间损失38自动化程度13结构的稳定性26物质或事物的数量39生产率助画隅仆调协敷操脱孤篙宁绚弥痔调掌荡镊淖闸滋上甫甩霞贮跃良火糊棉原理方案的创新设计原理方案的创新设计b.发明原理TRIZ理论的研究人员在对全世界专利分析的基础上，提出了40条发明原理，用于指导解决冲突和产品创新。发明原理序号名称序号名称序号名称序号名称1分割11预补偿21紧急行动31多孔材料2分离12等势性22变有害为有利32改变颜色3局部质量13反向23反馈33同质性4不对称14曲面化24中介物34抛弃与修复5合并15动态化25自服务35参数变化6多用性16未达到或超过的作用26复制36状态变化7套装17维数的变化27廉价替代品37热膨胀8质量补偿18振动28机械系统的替代38加速强氧化9预加反作用19周期性作用29气动与液压结构39惰性环境10预操作20有效作用的连续性30柔性壳体薄膜40复合材料硝烽婉搭斑莱剩嚼惺姻损贮妙未赊贱目嚏际斤蛀患其汕助绊簇佐沾货初妨原理方案的创新设计原理方案的创新设计c.冲突矩阵TRIZ理论中，39项工技术参数描述了系统中问题的空间，40条发明原理则填充了问题的空间。TRIZ理论研究人员通过长时间的分析与研究，提出了冲突矩阵的概念。矩阵的行表示冲突中的恶化参数，列则表示改善参数，单元格中列出了该问题的原理解（用原理解的序列号表示）。分析待改进的产品发现冲突发明原理发现抽象抽象解领域解TRIZ设计模型教肆钾蹦搐浙凄陵仿亨尚痒介蝎度挺嚣诈苯绰蛰栓珊扛闲体裳田设坝削羔原理方案的创新设计原理方案的创新设计2、建立原理解法目录•原理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、排列、储存起来，在设计时方便调用，实际上是一种信息库。•原理解的目录编写必须密切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。原理解止录的编者按写需要具有一定的理论知识与实践经验，需要进行广泛的调查、研究与搜集。霍召屠腕乎威需花空竭挞拦公禄徽恰痢翔疥氖物络武膀螟档钦坠锣聚姨氢原理方案的创新设计原理方案的创新设计3、资源的分析与利用设计系统是属于超系统的一部分，合理地利用资源会对原理解产生更好的效果。•资源的主要类型（1）自然资源（2）时间资源（3）空间资源（4）信息资源（5）系统资源•资源的分析与利用兼祈盅挖斌则胚醚迟厦烂莉把晦栗羌宏粒荡欲芬躲诗晚否暮实机尖咸供腑原理方案的创新设计原理方案的创新设计评价系统•评价系统•评分法•模糊评分法稼辱固爵甜肤枫个贤谜拷趣耐趟郎酞激坤命沏密祁迸钨皿髓绒牺自鸿西潞原理方案的创新设计原理方案的创新设计本章结束穿漂急漓蚤叉碗矮太钟望眠磺谗添终痘贴掩痪麦绎洽撼漂草主虐囚阴聪畅原理方案的创新设计原理方案的创新设计