机械部件创新设计与制造!球论文.内容：1.低碳环保产业的机械部件的设计与制造；2.应用低碳环保材料的机械部件的设计与制造； 3.应用低碳环保设计技术的机械部件的设计与制造； 4.应用

机械部件创新设计与制造!球论文.内容：1.低碳环保产业的机械部件的设计与制造；2.应用低碳环保材料的机械部件的设计与制造； 3.应用低碳环保设计技术的机械部件的设计与制造； 4.应用
机械部件创新设计与制造!球论文.
内容：
1.低碳环保产业的机械部件的设计与制造；
2.应用低碳环保材料的机械部件的设计与制造；
3.应用低碳环保设计技术的机械部件的设计与制造；
4.应用低碳环保制造技术的机械部件的设计与制造；
5.其他应用低碳环保技术的机械部件的设计与制造.

机械部件创新设计与制造!球论文.内容：1.低碳环保产业的机械部件的设计与制造；2.应用低碳环保材料的机械部件的设计与制造； 3.应用低碳环保设计技术的机械部件的设计与制造； 4.应用
浅谈机械创新设计中的反求设计
摘要：介绍了机械创新设计中反求设计的定义、反求对象的分析内容及反求设计的一般方法和步骤,并详细说明三种反求设计的内容和具体方法.
关键词：创新设计 反求设计 反求对象 反求工程
反求设计(也称逆向设计)是设计人员以先进设备的软件(图样、程序、技术文件)、影像(图片、照片等)和实物作为研究对象,应用现代设计理论方法、人机工程学等有关专业知识,进行系统的分析和研究,进而开发出同类的先进产品的过程.
1 对反求对象的分析
在进行反求设计前,首先要对反求设计的对象(全文简称反求对象)进行分析.
1．1 对反求对象的设计指导思想和功能原理的分析
产品的设计指导思想决定了产品的设计方案,深入分析并掌握产品的设计指导思想是分析了解整个产品设计的前提.充分了解反求对象的功能有助于对产品原理方案的分析、理解和掌握,且有可能在进行反求设计时得到基于原产品而又高于原产品的原理方案.
1．2 对反求对象材料的分析
对反求对象材料的分析包括了材料成分的分析、材料组织结构的分析和材料的性能检测几大部分.反求对象材料分析的过程如下：


图1反求对象材料分析的过程
在对反求对象进行材料分析时,要充分考虑到材料表面的改性处理技术.
1．3 对反求对象的工艺和装配的分析
反求设计和反求工艺是相互联系的,缺一不可.在缺乏制造原型产品的先进设备与先进工艺方法和未掌握某些技术技巧的情况下,对反求对象进行工艺分析通常采用以下几种常用的方法.
(1)采用反判法编制工艺规程.以零件的技术要求如尺寸精度、形位公差、表面质量等为依据,查明设计基准,分析关键工艺,优选加工工艺方案,并依次由后向前递推加工工序,编制工艺规程.
(2)改进工艺方案,保证引进技术的原设计要求.在保证引进技术的设计要求和功能的前提条件下,局部地改进某些实现较为困难的工艺方案.
(3)用曲线对应法反求工艺参数.先将需分析的产品的性能指标或工艺参数建立第一参照系,以实际条件建立第二参照系,根据已知点或某些特殊点把工艺参数及其有关的量与性能的关系拟合出一条曲线,并按曲线的规律适当拓宽,从曲线中找出相对于第一参照系性能指标的工艺参数,即是需求的工艺参数.
(4)材料国产化,局部改进原型结构以适应工艺水平.由于材料以及工艺对加工方法的选择起决定性作用,所以,在无法保证使用原产品的制造材料时,或在使用原产品的制造材料后,工艺水平不能满足要求的情况下,可以使用国产化材料,以适应当前的工艺水平.对反求对象进行装配分析,应主要考虑：用什么装配工艺来保证产品的性能要求,能否将原产品的若干个零件组合成一个部件,如何提高装配速度等.
1．4 对反求对象精度的分析
产品的精度直接影响到产品的性能,对反求对象精度的分析包括了对反求对象形体尺寸的确定、精度的分配等内容.在确定形体尺寸时,根据反求对象软件、影像或实物的不同,所选用的反求方法也有所不同.若是实物反求,则可通过常用的测量设备(如万能量具、投影仪、坐标机等)对产品直接进行测量,以确定形体尺寸；若是软件反求和影像反求,则可采用参照物对比法,利用透视成像的原理和作图技术并结合人机工程学和相关的专业知识,通过分析计算来确定形体尺寸.在进行精度的分配时,根据产品的精度指标及总的技术条件、产品的工作原理图,并且综合考虑生产技术水平、产品生产的经济性和国家技术标准等,按以下步骤进行：明确产品的精度指标；综合考虑理论误差和原理误差,进行产品工作原理设计和安排总体布局；在完成草图设计后,找出全部的误差源,进行总的精度计算；编写技术设计说明书,确定精度；在产品的研制、生产的全过程中,根据实际生产情况,对所作的精度分配进行调整、修改.
1．5 对反求对象造型的分析
产品造型设计是产品设计与艺术设计相结合的综合性技术.其主要目的是运用工业美学、产品造型原理、人机工程学原理等对产品的外形造型、色彩设计等进行分析,以提高产品的外观质量和舒适方便程度.例如,在数控系统的设计中,就要充分考虑到数控系统的显示器的布局问题,图形和汉字显示问题,数控系统操作面板的造型和色彩问题,各个功能操作按
键的造型、色彩、布局及操作的方便性问题等等.
1．6 对反求对象系列化与模块化的分析
分析反求对象时,要考虑到所引进的产品是否已经系列化,是否为系列型谱中的一个,在系列型谱中是否具有代表性,产品的模块化程度如何等具体问题,使得在设计制造时少走弯路,提高产品质量,降低成本,生产出多品种、多规格、通用化较强的产品,从而提高产品的市场竞争力.
2 反求设计的研究内容与方法
2．1 软件反求设计法
软件反求设计法是以产品的样本资料、产品标准、产品规范以及与设计、研制、生产制造有关的技术资料和技术文件等为研究对象的反求工程技术.软件反求设计的目的是通过对所引进的如上所述的技术软件的分析、研究,提高本国在该产品技术上的设计、生产制造能力.软件反求设计的组成如图2所示.


图2 软件反求设计的内容
2．2 影像反求设计法
影像反求设计是以产品照片、图片、影视画面等参考资料为对象来进行分析设计的.其内容见图3.
在运用影像反求设计的方法进行分析、设计时,由于研究对象主要是产品的外观图片、画面、影像等,很难甚至无法了解到产品的内部结构.为此,在进行设计时,要求工程技术人员必须掌握相应的理论和分析方法,如中心投影规律,透视变换和透视投影,透视图的形成原理、色彩、阴影等相关知识.影像反求设计法的设计步骤：广泛地收集参考资料；多方面分析、研究参考资料；设计产品的方案；评价方案；设计反求技术.

图3 影像反求设计的主要内容
2．3 实物反求设计法
实物反求设计法的研究对象为引进的比较先进的设备或产品实物,其目的是通过对产品的设计原理、结构、材料、工艺装配等进行分析研究,研制开发出与被分析产品功能、结构等方面相似的产品.实物反求设计是一个认识产品—再现产品—超越原产品的过程.
实物反求可分为对整个设备的反求(即整机反求)、对组成机器的部件的反求(即部件反求)和对机器零件的反求(即零件反求)三个组成部分.实物反求设计的过程如图4所示.

图4 实物反求设计法的过程
实物反求设计法一般是通过三坐标测量机或激光扫描机等先进的数据采集设备获取复杂零件的三维数据点,然后利用反求软件进行数据点处理,实现由点一线一面的CAD三维模型设计.所以,软件反求设计法主要包含两项内容,一是实物模型表面数据点的获取,即数字化技术,二是曲面造型技术.
3 结语
反求技术与NC加工技术相结合称之为反求工程.目前常用的方法是实物反求设计法即针对现有工件(样品或模型)利用3D数字化测量仪器准确、快速地量取轮廓坐标值,并加以建构曲面,对曲面进行编辑、修改后,传到CAD~CAM系统,再由CAM所产生刀具的NC加工路径送至CNC加工制作所需模具,或者送到快速成型机(Rapid Prototyping)将样品模型制作出来.反求工程技术为快速设计和制造提供了很好的技术支持,它已经成为制造业信息传递的重要而简洁的途径之一.
参考文献
[1] 张春林.机械创新设计[M].北京：机械工业出版社,2007
[2] 张美麟.机械创新设计[M].北京: 机械工业出版社,2005.
[3] 吕仲文.机械创新设计[M].北京: 机械工业出版社,2005.
[4] 罗绍新.机械创新设计[M].北京: 机械工业出版社,2005.

阿萨德爱上阿斯顿

传统机械零部件的设计带来了运用中出现的许多问题：零部件容易腐蚀损坏；零部件容易疲劳损坏，断裂、表面剥落等；零部件容易摩擦损坏等等。这些问题的出现，都是机械零部件传统的设计局限性所产生的。机械机械零部件设计是人类为了实现某种预期的目标而进行的一种创造性活动。传统机械机械零部件设计的特点是以长期经验积累为基础，通过力学、数学建模及试验等所形成的经验公式、图表、标准及规范作为依据，运用条件性计算或类比等...

全部展开

传统机械零部件的设计带来了运用中出现的许多问题：零部件容易腐蚀损坏；零部件容易疲劳损坏，断裂、表面剥落等；零部件容易摩擦损坏等等。这些问题的出现，都是机械零部件传统的设计局限性所产生的。机械机械零部件设计是人类为了实现某种预期的目标而进行的一种创造性活动。传统机械机械零部件设计的特点是以长期经验积累为基础，通过力学、数学建模及试验等所形成的经验公式、图表、标准及规范作为依据，运用条件性计算或类比等方法进行设计。传统设计在长期运用中得到不断的完善和提高，目前在大多数情况下仍然是有效的设计方法，但是它有很多局限：在方案设计时凭借设计者有限的直接经验或间接经验，通过计算、类比分析等，以收敛思维方式，过早地确定方案。这种方案设计既不充分又不系统，不强调创新，因此很难得到最优方案；在机械零部件设计中，仅对重要的零部件根据简化的力学模型或经验公式进行静态的或近似的设计计算，其他零部件只作类比设计，与实际工况有时相差较远，难免造成失误；传统设计偏重于考虑产品自身的功能的实现，忽略人―机―环境之间关系的重要性；传统设计采用手工计算、绘图，设计的准确性差、工作周期长、效率低。
二、创新思维机械零部件的设计思想
机械零部件设计的本质是创造和革新。现代机械机械零部件设计强调创新设计，要求在设计中更充分地发挥设计者的创造力，利用最新科技成果，在现代设计理论和方法的指导下，设计出更具有生命力的产品。
（一）运用创造思维设计者的创造力是多种能力、个性和心理特征的综合表现，它包括观察能力、记忆能力、想象能力、思维能力、表达能力、自控能力、文化修养、理想信念、意志性格、兴趣爱好等因素。其中想象能力和思维能力是创造力的核心，它是将观察、记忆所得信息有控制地进行加工变换，创造表达出新成果的整个创造活动的中心。创造力的开发可以从培养创新意识、提高创新能力和素质、加强创新实践等方面着手。设计者不是把设计工作当成例行公事，而是时刻保持强烈的创新愿望和冲动，掌握必要创新方法，加强学习和锻炼，自觉开发创造力，成为一个符合现代设计需要的创新人才。
（二）运用发散思维发散思维又称辐射思维或求异思维等。它是以欲解决的问题为中心，思维者打破常规，从不同方向，多角度、多层次地考虑问题，求出多种答案的思维方式。例如，若提出“将两零部件联结在一起”的问题，常规的办法有螺纹联结、焊接、胶接、铆接等，但运用发散思维思考，可以得到利用电磁力、摩擦力、压差或真空、绑缚、冷冻等方法。发散思维是创造性思维的主要形式之一，在技术创新和方案设计中具有重要的意义。
（三）运用创新思维创造力的核心是创新思维。创新思维是一种最高层次的思维活动，它是建立在各类常规思维基础上的。人脑在外界信息激励下，将各种信息重新综合集成，产生新的结果的思维活动过程就是创新思维。机械机械零部件设计的过程是创新的过程。设计者应打破常规思维的惯例，追求新的功能原理、新方案、新结构、新造型、新材料、新工艺等，在求异和突破中体现创新。
三、科学的进行机械零部件设计
（一）把握机械零部件设计的主要内容机械零部件设计是机械设计的重要组成部分，机械运动方案中的机构和构件只有通过零部件设计才能得到用于加工的零部件工作图和部件装配图，同时它也是机械总体设计的基础。机械零部件设计的主要内容包括：根据运动方案设计和总体设计的要求，明确零部件的工作要求、性能、参数等，选择零部件的结构构形、材料、精度等，进行失效分析和工作能力计算，画出零部件图和部件装配图。机械产品整机应满足的要求是由零部件设计所决定的，机械零部件设计应满足的要求为：在工作能力上要求具体有强度、刚度、寿命、耐磨性、耐热性、振动稳定性及精度等；在工艺性上要求加工、装配具有良好的工艺性及维修方便；在经济性上的要求主要指生产成本要低。此外，还要满足噪声控制、防腐性能、不污染环境等环境保护要求和安全要求等。这些要求往往互相牵制，需全面综合考虑。
（二）严格计算机械零部件的失效形式机械零部件由于各种原因不能正常工作而失效，其失效形式很多，主要有断裂、表面压碎、表面点蚀、塑性变形、过度弹性变形、共振、过热及过度磨损等。为了保证零部件能正常工作，在设计零部件时应首先进行零部件的失效分析，预估失效的可能性，采取相应措施，其中包括理论计算，计算所依据的条件称为计算准则，常用的计算准则有：一是强度准则。强度是机械零部件抵抗断裂、表面疲劳破坏或过大塑性变形等失效的能力。强度要求是保证机械零部件能正常工作的基本要求。二是刚度准则。刚度是指零部件在载荷（下转第57页）（上接第58页）的作用下，抵抗弹性变形的能力。刚度准则要求零部件在载荷作用下的弹性变形在许用的极限值之内。三是振动稳定性准则。对于高速运动或刚度较小的机械，在工作时应避免发生共振。振动稳定性准则要求所设计的零部件的固有频率与其工作时所受激振源的频率错开。四是耐热性准则。机械零部件在高温工作条件下，由于过度受热，会引起润滑油失效、氧化、胶合、热变形、硬度降低等问题，使零部件失效或机械精度降低。因此，为了保证零部件在高温下正常工作，应合理设计其结构及合理选择材料，必要时须采用水冷或气冷等降温措施。五是耐磨性准则。耐磨性是指相互接触并运动零部件的工作表面抵抗磨损的能力。当零部件过度磨损后，将改变其结构形状和尺寸，削弱其强度，降低机械精度和效率，以致零部件失效报废。因此，机械设计时应采取措施，力求提高零部件的耐磨性。
（三）正确选择机械零部件表面粗糙度表面粗糙度是反映零部件表面微观几何形状误差的一个重要技术指标，是检验零部件表面质量的主要依据；它选择的合理与否，直接关系到产品的质量、使用寿命和生产成本。机械零部件表面粗糙度的选择方法有3种，即计算法、试验法和类比法。在机械零部件设计工作中，应用最普通的是类比法，此法简便、迅速、有效。应用类比法需要有充足的参考资料，现有的各种机械设计手册中都提供了较全面的资料和文献。最常用的是与公差等级相适应的表面粗糙度。在通常情况下，机械零部件尺寸公差要求越小，机械零部件的表面粗糙度值也越小，但是它们之间又不存在固定的函数关系。在实际工作中，对于不同类型的机器，其零部件在相同尺寸公差的条件下，对表面粗糙度的要求是有差别的。这就是配合的稳定性问题。在机械零部件的设计和制造过程中，对于不同类型的机器，其零部件的配合稳定性和互换性的要求是不同的。在设计工作中，表面粗糙度的选择归根到底还是必须从实际出发，全面衡量零部件的表面功能和工艺经济性，才能作出合理的选择。
（四）全面优化机械零部件设计方法要充分运用机械学理论和方法，包括机构学、机械动力学、摩擦学、机械结构强度学、传动机械学等及计算机辅助分析的不断发展，对设计的关键技术问题能作出很好的处理，一系列新型的设计准则和方法正在形成。计算机辅助设计（CAD）是把计算机技术引入设计过程，利用计算机完成选型、计算、绘图及其他作业的现代设计方法。CAD技术促成机械零部件设计发生巨大的变化，并成为现代机械设计的重要组成部分。目前，CAD技术向更深更广的方向发展，主要表现为以下基于专家系统的智能CAD；CAD系统集成化，CAD与CAM（计算机辅助制造）的集成系统（CAD/CAM）；动态三维造型技术；基于并行工程，面向制造的设计技术（DFM）；分布式网络CAD系统。（

收起