机械创新设计大作业

武汉纺织大学机械工程与自动化学院机械创新设计班级：机设姓名：汪哲学号：0914051003机械创新设计大作业09140510003机设09212设计题设计题（一）3）.车用垃圾桶经常在公交车上看到歪倒的垃圾桶，影响整体美观，起不到设置的作用，而且这样容易被踩坏或者踢坏，设计一种方便公交使用的新型垃圾桶。方案说明：目前，大多数公交车上并未设置垃圾箱，这对于市民出行途中在车上垃圾的处理极不方便。一般对来说只有等到到下车后才能将垃圾扔掉。但是有时为避免麻烦，有些人再好将垃圾先放于座位旁边，但下车时极易忘掉带走；甚至有些人直接将垃圾扔在车的走廊等处，这样导致的后果就是，非常影响公交车的乘车环境，有时对于一个城市的市容也产生较大影响。当然与此同时，也有很多城市公交配垃圾桶，但是缺点明显：（1），所使用的垃圾桶并不适合公车的的使用，体积过大，占地方大，也有碍公交整体美观，最终清理垃圾时也比较麻烦；（2），垃圾桶未能固定，容易损坏基于以上原因，主要是公交车用垃圾桶不能固定问题，由于时间有限，我初步设计的垃圾桶如图1，图2所示Pro/E三维图。二维AutoCAD如图3所示。部件示意图如图4所示。设计说明：垃圾桶整体由三部分组成：垃圾桶主体，可持手柄，垃圾箱用于与公交车体吸附部分—吸盘。垃圾箱主体与家常用小型垃圾箱一致，大小初步为：箱底半径R1=150mm，箱顶为300mm,高H=300mm,材料高分子塑料，从而保证重量轻，便于司机将垃圾及时方便清理；机械创新设计大作业09140510003机设09213中将为垃圾箱手持杆，当前很多垃圾箱并未有用于手持的部分，但是在公交车上垃圾箱装满要及时处理，而为避免杂物将弄脏，对司机来说和不便，所以我讲垃圾箱加上一个手持杆，但要将垃圾倒出时能很方便；考虑强度问题，杆半径初步为R=20；第三部分为手持杆尾的吸盘，主要用于将垃圾箱与公交车吸附一起，这样可以讲垃圾箱固体，从而解决垃圾箱移动问题，再设计中吸盘要能有足够面积，由P=SF得，力F=PS，能承受垃圾箱整体重量。且橡胶吸盘可移动，方便司机使用，最大程度节省公交车空间。图1：垃圾桶三维图机械创新设计大作业09140510003机设09214图2：垃圾桶三维二维AutoCAD图如图3所示图3.车用垃圾箱二维CAD图机械创新设计大作业09140510003机设09215图4.车用垃圾桶部件示意图机械创新设计大作业09140510003机设09216设计题（二）8)半/自动黑板擦或擦黑板机构:随着多媒体技术的推广和应用，学校里的大部分课程采用了多媒体教学，但某些课程或某些章节仍然离不开黑板板书，这就需要人来动手擦黑板，费时费力，而且对人的身体健康也有影响。设计一种半自动黑板擦。设计说明：现今学校教室中所使用的黑板擦大多数还是人工黑板擦，需要老师或者同学人工擦拭，效率低下，费时费力，同时也会产生许多粉尘，恶化教室的空气环境。设计说明：基本采用平面连杆机构，通过水平杆（1）运动带动杆（2）的运动，而杆（2）用于黑板的擦拭，杆机构可简化想为简单的正弦机构。设计这样的半自动黑板擦，避免机构运动死角的产生，可将整个黑板全部覆盖。机构运动件图如图5所示图5：半自动黑板擦机构各构件作用如下：机械创新设计大作业09140510003机设09217设计说明：杆1与擦黑板的杆2为一曲柄滑块机构，杆1的圆周运功带动2的运动。其中构件4垂直固定，只能做水平运动，主要作用为保证2杆强度和垂直度，防止杆2的损害和擦除过程中的不均衡。这种设计的半自动黑板擦，通过交流电机提供动力，使得整个机构运动。能做到：（1）力度适当，要能擦掉痕迹；（2）能清除死角；（3）操作容易，结构简单，去除痕迹快；（4）闲置时，不影响正常板书4：杆，左右水平运动3：黑板1.黑板擦杆2.主运动杆机械创新设计大作业09140510003机设09218二：TRIZ理论的应用1.根据TRIZ理论中技术进化法则，设想和规划如下产品的发展趋势或技术路线（1）轴承的发展路线(2)手机—个人通讯设备（3）牙刷—刷牙工具三：主观题简述机械创新设计课程中哪个（些）章节的内容对你有帮助和启发，可稍作简述，无论是知识上的帮助，或是思维认识上的帮助。另外，对于这门课的设置、内容、形式等等给出改进建议。收获：通过学习《机械创新设计》，作为一个工科生，让我收获甚多。通过书本第三章的学习中机器的组成部分，其中明白了机械系统的运动部分，以及机械运动系统功能，非常有助于将以前课程的整体联系理解。且在机械设计中，设计机械系统的六大组成部分：动力部分、执行部分、传动部分、检部传感分、控制部分、辅助部分等。当单排球轴承多排球轴承微球轴承气体轴承磁悬浮轴承单功能通讯手机短信通话手机照相功能手机娱乐音影手机智能手机单头牙刷双头牙刷多头牙刷电动牙刷可咀嚼牙刷机械创新设计大作业09140510003机设09219明白了机械设计的基本流程后，对今后怎么去对机械产品进行分析，及如何设计，怎么运用所学知识。将机械原理用于机械机构的运动及力的分析，运用机械设计分析系统的总体设计，理论力学和材料力学用于确立机械基本的力基础，此外电工电子、控制理论、单片机用于机器电分析……..最重要的是明白:机械创新设计与常规机械设计相比，特别注重设计者在设计过程中，尤其是在总体方案结构设计阶段中的主导性及创造性作用，探索机构或机械产品创新发明的机理、模式和方法，具体描述机械产品创新设计过程，并将其清晰、准确的用工程图样等技术文件表达出来。对机械创新设计，第八章的反求工程更是明白创新设计并不是想先中的那么难，TRIZ理论让我在以后的学习或者工作中能大概了解产品的未来发展趋势，在思维层面得到拓展。课程学习中，觉得最好而是头脑风暴课堂大讨论，给定话题后，课下通过自己查找资料，大家集体讨论，发挥集体的智慧，收获很大，也体会到设计的乐趣。课程建议：对于机械创新设计，我我觉得要课堂教学、课堂讨论和创新实验相结合。1.其中，课堂教学，可以在授课课件中加入一些视频，例如：机械领域的最新成果，趣味设计视频等：相信这样能引起大家上课兴趣。2.对于课堂讨论我觉得可以再多一些，将平时课后作业减少一些，多增加几次课堂讨论。3.最重要的是。我觉得可以的话，假如有学校条件，可以去做一机械创新设计大作业09140510003机设092110些小事的创新实验，不必做一些过于复杂的机器，而且可以预先通知手工设计题目，让同学去电子市场或者机械市场去自己购买一些小零件，回来后可以和学校金工实习出商讨去自己动手；此外，学校6号理工楼好像有个创新实验室，但不清楚可不可以用于机械创新设计，等等这些，让课堂教学，课后实践，学校动手相结合，那样，相信收获会更大，对于机械的理解会更深刻.四.查阅资料或调查，写出一份关于某项专利、或某一新技术创新设计过程的调查报告，内容包括：①新技术（新产品）名称②发明原因③新旧对比情况④发明过程⑤使用情况⑥产生的效益等调查报告：专利名称节能三相交流电动机专利号:200910008296.0发明原因三相异步电动机结构简单，性能可靠。但在设备选配电动机时，常常要考虑设备的最大负载，过载能力和可靠性往往有较大裕量，电机常常工作在机械创新设计大作业09140510003机设092111轻载状态，使电机效率和功率因数都较低，电能浪费大。新旧对比节能三相交流电动机在三相交流异步电动机、三相交流同步电动机基础上改进，节能三相交流异步电动机在Jo、Y系列三相交流异步电动机改进的，一台输出功率15千瓦的节能三相交流异步电动机在满负荷拖动风机、水泵、空气压缩机，等机械设备工作时,它的输入功率(消耗电网功率)是7.5千瓦,输入电流(消耗电网电流)是15安培,输出功率是15千瓦。与旧式交流电机相比，其节电效果在拖动同功率负载时节约50%到60%电能。节能三相交流电动机适用广泛，功率：由小功率到大功率，电压：380伏、3000伏、6000伏，电机类型：各种型号的三相交流异步、同步电动机。节能三相交流电动机的频率、电压、转速、绝缘等级、噪音均符合囯家规定标准。运行安全、维修方便、等优点能适用于我国各行各业。机械创新设计大作业09140510003机设092112发明过程1分析现有三相交流电机耗电大的缺陷。2.明确电机市场需求分析3.进行电机方案设计4.节能三相交流电动机的技术设计5.制造样机6.比较节能效果，与常用三相交流电机耗能进行比较7.进行修改改进使用情况常用三相交流电动机已经使用变频节能设备的不受影响，改用节能三相交流电动机效果更好，再节能50%～60%。用户的一部份常用交流异步电动机处在轻负处状态处于大马拖小车，用户认为已经节能了？改用节能三相异步交流电动机在原来的基础上满负载时再节能50%，轻负载时同样再节能50%产生的效益常用三相交流电动机已经使用变频节能设备的不受影响，改用节能三相交流电动机效果更好，再节能50%～60%。