河南机电高等专科学校毕业设计目 录摘要. I绪论. .1第1章 窗的简介.81.1 窗的种类.81.1.1 塑钢窗.81.1.2 敞开全敞无框移动阳.91.1.3 全能防盗卷帘窗.10第2章 材质选择. .122.1窗常用材.122.1.1塑钢.122.1.2 铝合.122.1.3 木质.13第3章 不同种类窗的优劣.153.1 平开窗.153.2 推拉窗.153.3 外开上悬窗.16第4章 两用窗的设计.174.1机构的简介.17 4.1.1 构件的自由度.18 4.1.2 运动副和约束.18 4.1.3 构件的种类.194.2 两用窗的设计.204.2.1 窗的整体结构.204.2.2 窗的开启状态.204.2.3 局部结构.224.2.4 连接部分的结构设计.254.2.5 窗的启闭操作.25结论.26致谢.27参考文献.28附录.29绪 论1 机械创新设计机械创新设计(Mechanical Creative Design，MCD)是指充分发挥设计者的创造力，利用人类已有的相关科学技术成果(含理论、方法、技术、原理等)进行创新构思，设计出具有新颖性、创造性及实用性的机构或机械产品(装置)的一种实践活动。它包含两个部分： (1) 改进和完善生产或生活中现有机械产品的技术性能、可靠性、适用性等： (2) 创造设计出新机器、新产品，已满足新的生产或生活的需要。由于MCD过程凝结了人们的创造智慧，因而MCD的产品无疑应是科学技术和艺术结晶的产物，具有美学性，反映出和谐统一的技术美。 MCD相对常规设计而言，它特别强调人在设计过程中(特别是在总体方案机构设计阶段)的主导性和创造性。 MCD的一般过程如图1所示。 MCD的一般过程大体可分为四个阶段： (1) 确定机械的基本原理； (2) 机构结构类型综合及优选； (3) 机构运动尺寸综合及其运动参数优选； (4) 机构动力学参数综合及其动力参数优选。完成上述机械原理、结构学、运动学、动力学分析与综合的四个阶段，便形成了机械创新设计的优选方案。 MCD不是简单的模仿或技术改造，而是一个复杂的过程，为了了解这复杂的过程，需要理顺思维，充分利用MCD中一些常用的方法。关于MCD中一些常用的方法，大致可总结为以下几种： (1) 群智集中法，这是一种发挥集体智慧的方法，又称头脑风暴法，是1938年由美国人提出来的一种方法，我国的很多大型发明创造都使用了这种方法。 (2) 仿生创新法，即是通过对自然界生物机能的分析和类比，创新设计新机器。如仿人机械手，就是仿生设计的产物。 (3) 功能设计创新法，即根据设计要求，确定功能目标后，再拟定实施技术方案，从中择优设计。第三章“方案创新设计及其在双桶洗衣机传动方案设计中的应用”就是利用此方法进行创新设计研究。 (4) 类比求优创新设计法，就是把同类产品相对比较，研究同类产品的优缺点，设计同类产品中性能最好、成本最低的优良产品。第四章“机构创新设计及其在双桶洗衣机联接结构设计中的应用”就是利用此方法进行创新设计研究。 (5) 反求设计创新法，是指在引入先进产品的基础上，加以分析、改进、提高，最终创新设计出新产品的过程。第五章。反求创新设计及其在双桶洗衣机刹车控制结构设计中的应用”就是利用此方法进行创新设计研究。 图1 MCD的一般过程 (6) 移置技术创新方法，是把一个领域内的先进技术移置到另一个领域，或把一种产品内的先进技术应用到另一种产品中，从而获得新产品。这类创新方法的应用很成功，例如人工神经网络的研究就是将生物学的研究创新地应用到其它领域。 MCD所涉及的主要内容有：机械系统方案的创新设计，机构的创新设计，其包含机构组合创新、机构演化变异创新、机构再生运动链创新等，在第四章中将作详细理论分析和应用研究。反求创新设计，在第五章中将作详细理论分析和应用研究。 综上所述，机械创新设计是建立在现有机械设计理论基础上，吸收科技哲学、认识学、思维科学、设计方法学、发明学、创造学等相关科学的有益成分，经过交叉而成的一种设计技术和方法。2 课题的国内外发展状况和研究的意义(1) 国外研究现状 创新理论是由美籍经济学家熊彼特(JAScnumpter)在经济发展论一书中首次提出的，为科技与经济结合提供了比较系统的理论观点、思路、途径和方法。之后各国的研究者针对倒新设计也开展了大量的研究工作，如ShenaoJuinnChioll，Sridhar Kotu在1999年Mechanism and Machine Theory上发表了Automated conceptual design ofmechanism，进一步剖析创新设计理论，重点研究机械系统方案的创新设计：Hsiang-Tang Ching，Jahau Lewis Chen在2004年Advances in Engineering Software)上发表了The conflict-problem solving CAD software integrating TRIZ intoecoinnovation，详细研究和指导如何应用TRIZ方法进行解决问题和创新设计等。在世界进入知识经济的时代，世界各国都在调整经济政策、科技政策和发展战略，对高科技领域的创新给予了高度的重视。未来世界的国家分成三种类型：制造大国、发现大国、设计大国。制造大国，在许多情况下使用廉价劳动力和资源就能做到，但这要付给发现大国和设计大国大量的专利权费(即知识产权费)。发现大国是靠尖端科技人才发现自然和社会规律，从而改变人类命运，这需要超级入才和实验成本。设计大国使用最聪明、最不受传统约束的头脑做事情，并使发现的价值最大限度地突现出来，最终决定制造大国出产产品能不能成为市场的卖点。因此制造大国实际上很可能被发现大国和设计大国控制。欧美各国，特别是美国凭借其强大的经济后盾，支持、激励和推进现代产品设计的创新发展，从审美、使用、技术、材料、工艺、装备、管理等方面进行设计创新，通过创新设计巩固其经济地位，把其占据优势的高新科技转变为产品占领全球市场。1997年，英国首相布莱尔上任不久就制定了激励设计产业的政策，认为英国的设计产业对经济发展非常重要，曾在19世纪被誉为世界工厂的英国正期望成为21世纪的世界设计工作室。日本在战后把设计作为国策之一，从政治、经济、文化、国家建设等一系列重大问题上引入“设计先导”的理念，强化设计教育，提倡创造学，提出了“科技创新立国”的新方针。韩国借1988年的汉城奥运会提出“设计立国”口号，经过20多年的发展，目前在许多领域中的水平已接近日本。(2) 国内研究现状 古代有四大发明的中国，是一个长于发明和发现的国家，有能力有志气做自主创新的发现大国和设计大国。我国是世界制造大国，还不是制造强国；制造技术基础薄弱，创新能力不强；产品以低端为主；制造过程资源、能源消耗大，污染严重。我国企业的产品“创新能力”远低于“生产能力”。产品创新已成为我国从“制造大国”走向“制造强国”的关键。解决产品的产量之大和创新能力之低的矛盾，已成为我国经济发展的当务之急。开展产品创新设计的研究，大力开发新产品，努力把高技术、高质量、最具发展前途的新产品推向市场是我国企业迫切需要解决的关键问题之一，也是我国产业结构优化升级和区域经济发展所提出的亟待解决的问题。目前国内有很多学者展开了产品创新设计的研究工作，并取得了一定的成绩，如中国科技大学孔凡让教授，其研究方向就有“创新与发明方法学的研究”，提出“创新语法学”和适合在计算机上实现的概念设计理论，把总的技术目标分解为多个小目标，把技术问题分解成一系列的基本问题，把解决问题的各种方法分解为基本方案库，各种方案被进一步按功能封装，利用过滤器、模糊数学的隶属度函数和专家经验规则帮助搜索、筛选。(3) 课题的意义 创新是人类社会文明进步的原动力，创新是一个国家一个民族的灵魂，国力的发展是创造出的，不是安排出来的。新产品是设计出来的，不是模仿出来的。当前，随着市场经济竞争机制渗透到各个领域，世界先进的制造业企业已经走过了以产量和质量占领市场的两个阶段，进入到了以创新占领市场的崭新阶段，如何创新，如何发展科技和经济，世界各国都在研究对策，如： a 大力提倡创造性。包括新的思维方式、新原理、新理论、新方案、新结构、新技术、新材料、新工艺、新仪器等等。对于发展一个国家的国民经济来说，创造性是永恒主题； b 研究和应用新的设计理论、方法去改造和完善传统的技术和方法，以便既快又好地设计出新型产品； c 把计算机应用广泛地引入产品设计、开发的全过程(预测、决策、管理、设计制造、试验、销售服务等)中，以达到这些过程的一体化、智能化和自动化； d 研究反求工程理论及其应用，在高的起点上实现技术创新和产品创新。另外，许多企业纷纷打出“成本制胜”的口号，在满足产品基本功能、品质、产品外观等诸多方面要求的前提下，尽可能地降低产品的设计制造成本。企业，无论所有制形式如何，产权归属于谁，