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1、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,机械产品设计的三种类型,设计的一般进程,产品规划,方案设计,技术设计,施工设计,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,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
2、段。,功能设计法 设计目录 评价系统,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,功能分析什么是功能？,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。 功能是产品或技术系统特定工作能力抽象化的描述。 描述功能要准确、简洁，合理抽象，抓住本质。 黑箱法（Black Box）,图1 黑箱法描述未知系统 图2 净衣系统功能分析,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
3、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,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,如：,自动包装机功能结构图,数量信号,袋装化妆品,包装纸,自动包装机黑箱,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。
4、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。 技术冲突原理（TRIZ理论） 2. 发明原理 3. 资源的分析与利用,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2
5、50万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。,通用工程参数名称表,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,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,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。,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,评价系统,评价系统 评分法 模糊评分法,本章结束,