第23卷第2期宁波工程学院学报Vo.l23No.22011年6月JOURNALOFNINGBOUNIVERSITYOFTECHNOLOGYJune.2011创新设计方法在扳手设计中的应用研究荣进,蒋威,陈晓平(宁波工程学院,浙江宁波315211)摘要:机械行业发展日新月异,随之带来对机械工具的性能要求也越来越高,如何实现工具更高效的工作,必须对工具进行创新设计。本文以扳手产品为例,对机械产品的创新问题进行分析,并按照创新理论对手动扳手进行创新设计,阐述了扳手创新设计方案的思路、原理及设计过程,并对设计方案进行了评价,表明创新设计方法能较好的应用于手动扳手的设计中。关键词:创新设计方法;扳手设计;评价中图分类号:TH12文献标识码:A文章编号:1008-7109(2011)02-0091-061前言机械工业肩负着为国民经济各个部门提供技术装备的重要任务,机械产品的生产水平是一个国家现代化建设水平的主要标志之一[1]。国家的工业、农业、国防和科学技术的现代化程度都与机械产品的发展程度相关,而机械产品设计的本质是创新。重视机械产品的创新设计是增强产品竞争力的根本途径。经济全球化、市场全球化必然要求产品设计全球化、产品制造全球化。市场竞争关键是产品竞争,因此产品创新设计是市场竞争的关键。判别机械产品是否具有创新的标准有三个:新颖性、科学性和实用性。新颖性就是要在工作原理上有创新、结构上有创新、组合方式上有创新。科学性就是要求一切创新符合科学原理。实用性就是创新必须产生实际效果,具有经济价值[2]。2常用创新设计基本原理2.1综合创新原理综合是将研究对象的各个方面、各个部分和各种因素联系起来加以考虑,从总体上把握事物的本质和规律的一种思维方法。综合创新就是运用综合法则的创新功能去寻求新的创造,其基本模式如下图所示:图1综合创新模式收稿日期:2010-12-25作者简介:荣进,蒋威,男,宁波工程学院机械设计制造专业2008级学生;指导老师:陈晓平,男,宁波工程学院机械工程学院讲师。基金项目:2010年浙江省大学生科技成果推广项目;2009年杰杰大学生科技创新项目资助。92宁波工程学院学报2011年第2期综合不是将各个构成要素简单相加,而是按其内在联系使其合理地结合,使综合后的整体能带来创新性的发展。机械创新设计实践中,随处可发现综合创新的实,例如,将啮合传动与摩擦带动技术综合而产生的同步带传动,具有传动功率较大、传动准确等优点,已得到广泛应用。2.2分离创新原理分离是与综合相对应的、思路相反的一种创新原理,它是把某个创造对象进行分解或离散,使主要问题从复杂现象中暴露出来,从而理清创造者的思路,便于人们抓住主要矛盾寻求解决的思维方法。分离创新原理的模式如下图所示:图2分离创新模式运用分离创新原理,人们获得了很多创新设计成果,例如,北京某家具公司开发设计的构件家具,摒弃了整体家具结构固化的模式,采用了化整体为组件,再由组件构整体的设计思路。研制的新型家具由20多种基本构件组成,通过不同的组合,能拼装出数百种不同的款式,以满足消费者求新求特的审美要求。在机械行业,组合夹具、组合机床、模块化机床也是分离创新原理的运用。2.3移植创新原理把一个研究对象的概念、原理和方法等运用于或渗透到其他研究对象,而取得研究成果的方法就是移植创新。在机械创新设计方面,应用移植原理获得成功的例子比比皆是。例如:在设计汽车发动机的化油器时,人们移植了香水喷雾器的工作原理;组合机床、模块化机床的设计移植了积木玩具的结构方式。因此,移植方法也是一种广泛的应用创新原理。移植原理能促使思维发散,只要某种科技原理转移至新的领域具有可行性,通过新的结构或新的工艺,就可以产生创新。2.4价值优化原理[3]提高产品价值是产品设计的目标。在第二次世界大战以后,美国开展了价值分析(ValueAnalysis,简称VA)和价值工程(ValueEngineering,简称VE)的研究。再设计研制产品或采用某种技术方案时,设F为产品具有的功能,C为取得该功能所耗费的成本,则产品的价值V为:FV=(1)C虽然产品的价值与其功能成正比,而与其成本却成反比。价值工程就是揭示产品(或技术方案)的价值、成本、功能之间的内在联系,它以提高产品的价值为目的,实现技术经济效益的提高。它研究的不是产品(或技术方案)而是其功能,研究功能与成本的内在联系,价值工程是一套完整的、科学的系统分析方法。价值优化并不一定能使每项性能指标都达到最优,一般可寻求一个综合考虑功能、技术、经济、使用等因素后都满意的系统,有些从局部看不是最优,但从整体来看是相对最优。除此之外