Скачиваний:   3
Пользователь:   andrey
Добавлен:   17.02.2015
Размер:   224.0 КБ
СКАЧАТЬ

1. Цели и задачи дисциплины «Методы инженерного творчества»

Дисциплина «Методы инженерного творчества» ведется в 7-м семестре, в последнем учебном году обучения в бакалавриате.

Целью изучения дисциплины является обучение навыкам поиска, постановки и решения творческих задач, возникающих в процессе проектно-конструкторских разработок, формирование изобретательского стиля мышления.

Изучение дисциплины и выполнение семестровой работы необходимы для освоения методов поиска новых технических решений, выявления тенденций развития деталей и узлов наземных транспортных систем.

Задачами изучения дисциплины являются:

-  получение навыков использования основными эвристическими приемами и методами технического творчества;

- получение навыков работы с патентной литературой.

Изучение дисциплины «Методы инженерного творчества» и выполнение семестровой работы дает и ускоряет приобретение опыта в создании новых или улучшенных технических решений, дает инструмент и навыки, которые позволяют успешно решать широкий круг задач технического творчества и поискового конструирования.

 

2. Цели и задачи выполнения семестровой работы по дисциплине «Методы инженерного творчества»

 

Одновременно с началом изучения дисциплины и выполнения семестровой работы, студенты четвертого курса выбирают кафедру, руководителя и тему бакалаврской работы.

Студенты, выбравшие темы бакалаврских работ по кафедрам «Автотракторные двигатели» и «Тракторостроение» для изучения дисциплины объединяются в один поток, по кафедре «Автоматические установки» в другой поток.

Настоящие методические указания предназначены для студентов, выполняющих бакалаврские работы по тематике, связанной с автомобилями, тракторами и автотракторными двигателями.

Для семестровой работы по дисциплине «Методы инженерного творчества» выбирается технический объект по теме бакалаврской работы. В качестве технического объекта (ТО), могут быть выбраны - машина, устройство, узел, система, деталь, которые определяют его потребительское качество.

Выбранный студентом ТО, согласовывается с руководителем бакалаврской работы и преподавателем, ведущим дисциплину «Методы инженерного творчества».

Целью выполнения семестровой работы является получение нового или улучшенного технического решения выбранного ТО.

 

 

 

3. Методы информационного поиска патентной литературы

(Поиск, отбор и систематизация источников информации в процессе патентных исследований)

 

Основным видом информации, используемой при проведении патентных исследований, является патентная информация. Основными преимуществами источников патентной информации, являются следующее:

1)  содержат новейшую информацию, которая в других источниках появятся только через несколько лет;

2) легкий доступ к сведениям об изобретениях;

3) отражают мировой уровень техники.

Обычно патентный поиск сопровождается преодолимыми проблемами:

-огромным количеством информации;

-языковым барьером;

-сложностью получения полных описаний.

Однако, языковый барьер может быть преодолен путем использования патента-аналога на доступном языке или же рефератов описаний изобретений, публикуемых в реферативных журналах и бюллетене «Изобретения стран мира».

Для проведения патентного поиска необходимо знать источники патентной документации и научно-технической информации.

Патентная информация -это совокупность сведений о результатах научно-технической деятельности, содержащихся в описаниях, прилагаемых к заявкам на изобретения.

Для выполнения семестровой работ необходимо использовать следующие виды поиска патентной информации:

1)  тематический (предметный) поиск описаний;

2)  именной поиск по имени изобретателя или заявителя;

3)  нумерационный поиск, при котором описания изобретений отбираются по номерам охранного документа;

4)  поиск патентов-аналогов, когда описания изобретений отбираются по следующим признакам:  

-эквивалентному или тождественному назначению;

-совпадению наименований заявителей;

-фамилий авторов изобретений.

При выполнении семестровой работы необходимо проводить патентные исследования минимум за 3-5 предыдущих лет по странам Россия, Великобритания, Франция, США, Германия, Япония.

 

4. Определение классификационных рубрик предмета поиска.

 

Этот этап заключается в определении класса изобретений, к которому относится тема предметного поиска. При этом используют тематические или алфавитно-предметные указатели по международной классификации изобретений (МКИ).

Для определения классификационных рубрик сравнивают выбранный технический объект (предмет поиска) с заголовками алфавитно-предметного указателя и выписывают соответствующие рубрики. Если в этих указателях класс дан не полностью, т.е. без группы и подгруппы, то его уточняют по тематическому указателю классов изобретений к МКИ. При этом необходимо проверить соответствие понятий выбранных классификационных рубрик предмету поиска.

МКИ охватывает все области знаний, объекты которых могут подлежать защите охранными документами. Знание иерархической структуры МКИ и принципов ее использования дает возможность проведения всех видов патентного поиска с минимальными затратами времени

Верхний классификационный уровень МКИ - раздел. В МКИ 8 разделов. Каждый из разделов охватывает несколько отраслей техники, имеющих между собой некоторую общность. Раздел обозначается заглавной латинской буквой и имеет свое название,

А - Удовлетворение жизненных потребностей человека

В - Различные технологические процессы.

С - Химия и металлургия

D- Текстиль и бумага.

Е - Строительство; горное дело.

F - Механика; освещение; отопление; двигатели и насосы; оружие и боеприпасы, взрывные работы.

G - Физика.               

Н - Электричество.

Разделы делятся на классы. В символику класса входит индекс раздела и сочетания двух цифр. Каждый класс имеет свое название. Так, например, раздел F- Механика; освещение; отопление; двигатели и насосы; оружие и боеприпасы, взрывные работы» делятся на 17 классов, например: F 01-Машины или двигатели вообще; силовые установки с двигателями; паровые машины.

F 02-Двигатели внутреннего сгорания; силовые установки, работающие на горячих газах или продуктах сгорания

F 16-Узлы и детали машин; общие способы и устройства, обеспечивающие нормальную эксплуатацию машин и установок; теплоизоляция вообще

Р 21-Освещение

F 23 - Способы и устройства для сжигания топлива

F 41-Оружие

Классы МКИ делятся, в свою очередь на подклассы, в символику которых входит латинская буква раздела, двузначное число класса и латинская буква, обозначающая подкласс. Подклассы также имеют названия. Так, класс МКИ F 01-«Машины или двигатели вообще; силовые установки с двигателями; паровые машины» разбит на 8 подклассов:

F 01 В Машины или двигатели вообще; машины или двигатели объемного вытеснения, например паровые машины.

F 01 С Роторные машины или двигатели; машины или двигатели с колебательным движением рабочих органов.

F 01 D   Машины и двигатели необъемного вытеснения, например, паровые

турбины.

F 01 К Паросиловые установки; аккумуляторы пара.

F 01 L Распределительные механизмы для машин или двигателей

F 01 М Смазка машин и двигателей; смазка двигателей внутреннего сгорания продувка картера.

F 01 N Глушители выхлопа или выхлопные устройства для машин или двигателей вообще; глушители выхлопа или выхлопные устройства для двигателей внутреннего сгорания.

F 01 Р Охлаждение машин или двигателей вообще, охлаждение двигателей внутреннего сгорания

Подклассы МКИ делятся на более дробные классификационные единицы: группы и подгруппы. Группы не зависят друг от друга; В символику группы входит, кроме индекса раздела., класса и подкласса, цифровое выражение из одной, двух или трех цифр, за которыми следует косая черта и за ней подчиненные им и подчиненные или соподчиненные между собой рубрики-подгруппы.

Так, в подклассе F 01  Р группа  1/00-«Воздушное охлаждение»    имеет

следующие подразделения:

1/02 . устройства для охлаждения цилиндров и их головок, например трубопроводы для подачи охлаждающего воздуха от источника нагнетания и

цилиндрам

1/04 . устройства для охлаждения поршней

1/06 . устройства для охлаждения прочих частей двигателей или машин

1/08 .. впускных и выпускных клапанов

1/10 .. топливных форсунок или запальных свечей

Степень подчиненности определяется количеством точек перед текстом рубрик.

МКИ используется в основном для проведения различных видов патентного поиска: на новизну, на патентную чистоту, на определение уровня развития техники.

Целью поиска на новизну (патентоспособность) является определение наличия (или отсутствия) новизны объекта, заявляемого в качестве изобретения. Экспертиза на новизну проводится путем сопоставления технического решения, содержащегося в заявке, с ранее известными решениями той же задачи. Необходимо отыскать все имеющиеся описания изобретений и другие источники информации, относящиеся к исследуемому объекту, чтобы среди найденных аналогичных решений задачи выбрать наиболее близко по технической сущности и достигаемому результату решение, т.е. определить прототип.

Целью поиска на патентную чистоту является определение, не попадает ли исследуемый объект техники под действие других охранных документов и не нарушает ли реализация объекта в определенной стране исключительные права на него третьих лиц.

Целью поиска на определение уровня развития техники является определение направления работ и выявление существующих разработок в той или иной области техники с тем, чтобы предотвратить необоснованные затраты сил и средств на исследование и разработку уже известных конструкций Материалов и технологических процессов.

При выполнении семестровой работы по дисциплине «Методы инженерного творчества» достаточно проводить поиск на новизну с целью выявления аналогов и прототипа. Процедура определения рубрик МКИ для всех трех видов поиска в принципе одна и та же.

 

5. Подготовка к поиску рубрик МКИ

 

Области техники, в которых могут находиться темы бакалаврских работ, выполняемых на кафедрах «Тракторостроение» и «Автотракторные двигатели» могут находиться во всех разделах МКИ, однако в первую очередь разделы:

А - удовлетворение жизненных потребностей человека. В этом разделе могут находиться технические решения, направленные на удобство обслуживание трактора, автомобиля, двигателя; улучшение условия труда оператора, водителя.

В - различные технологические процессы; транспортирование. Наиболее близкими классами и подклассами в этом разделе являются:

В 04 -Центробежные устройства для осуществления физических или химических процессов;

В 60 -транспортные средства (общие вопросы)

В 60 В - колеса транспортных средств; ролики; оси; способы и средства для увеличения силы сцепления колес поверхностью дороги.

В 60 С - Шины, накачивание шин; смена и ремонт шин; Ремонт и присоединение вентилей к надувным, эластичным телам вообще.

В 60 D - Сцепные устройства для транспортных средств.

В 60 F - Транспортные средства, приспособленные для передвижения по рельсам и дорогам; амфибии и т.п. транспортные средства; преобразуемые транспортные средства.

В 60 G - Подвесные устройства трансцортных средств.

В 60 Н - Отопительные, холодильные, вентиляционные и прочие устройства для обработки воздуха в пассажирских или грузовых помещениях транспортных средств.

В 60 J - Окна, ветровые стекла, раздвижные или съемные крыши; двери и подобные устройства для транспортных средств; защитные чехлы для временно неэксплуатируемых транспортных средств.

В 60 К - Расположение и монтаж силовых установок транспортных средств; передачи; вспомогательные приводы; комбинированные средстаа управления, контрольно-измерительные приборы, панели управления.

В 60 L - Электрооборудование транспортных средств с электротягой.

В 60 N - Средства повышения комфортабельности для пассажирских транспортных средств, не отнесенные к другим подклассам.

В 60 Р - Транспортные средства для перевозки обычных или специальных грузов и изделий.

В 60 Q - Освещение и сигнализация на транспортных средствах.

В 60 R - Транспортные средства, оборудование или конструктивные элементы транспортных средств, не отнесенных к другим подклассам.

В 60 S - Способы и устройства для технического обслуживания, чистки, ремонта, подъема или перемещения транспортных средств, не отмеченных к другим подклассам.

В 60 Т - Системы управления тормозами транспортных средств и их элементы; системы управления тормозами общего назначения и их элементы.

В 60 V - Транспортные средства на воздушной подушке.

Раздел G-Физика может быть полезен при поиске испытательных стендов и оборудования.

В выбранном классе следует определить по названию наиболее подходящий подкласс. Заголовок подкласса в отличие от заголовков разделов и классов не только указывает на предметы, рассматриваемые в подклассе, но и отчасти раскрывает его содержание.

Затем в выбранном для анализа подклассе нужно определить нулевую подгруппу, которая бы по своему содержанию наиболее точно отражала суть запроса. Определив основную группу в подклассе, следует изучить содержание всех одноточечных подгрупп и выбрать ту из них, содержание которой более всего отвечает искомой тематике. Если одноточечные рубрики имеют деление на подгруппы (двух-, трех- и более -точечные рубрики), то для поиска информации по теме в пределах найденной группы следует выбрать самую «младшую» рубрику (с большим числом точек), которая отражала бы еще искомую тематику. Если поиск не дает положительных результатов, то это свидетельствует об ошибках, которые были допущены на этапе индексирования (неправильное толкования содержание патентного документа, неправильное толкование рубрик МКИ, например, без учета правил и отсылок и т.п.); о неправильно или неточно сформулированном объекте поиска.

После    терминологического    уточнения   тематики    поискового    запроса целесообразно обратиться к алфавитно-предметному указателю (АПУ) МКИ. При работе с АПУ следует помнить:

-АПУ не заменяет МКИ и не может использоваться непосредственно для поиска документов в патентном фонде. Он предназначен исключительно для облегчения ориентации в классификационной схеме. Если поиск в АПУ по узкоотраслевому термину не приводит к положительному результату, рекомендуется обратиться к его возможному синониму или более широкому термину, охватывающему искомый объект своим более общим содержанием.

АПУ имеет следующую структуру: на «входе» указателя помещаются термины из - различных отраслей знаний, отражающие- общие или частные технические понятия и признаки, содержащиеся в рубриках МКИ; на «выходе» -указаны индексы рубрик МКИ.

 

6. Просмотр латентной и научно-технической документации

 

Подбор патентной и научно-технической документации следует начать с просмотра реферативных журналов по тематике технического объекта.

Реферативный журнал (РЖ) - периодическое издание, в котором публикуются рефераты и другие информационные сообщения, получаемые в результате аналитико-синтетической переработки первоисточников, выходящих в 130 странах мира на 66 языках. РЖ занимает ведущее место в мире по охвату опубликованной научно-технической литературы в виде статей, сборников, монографий, описаний изобретений и т.п.

В первом номере каждого выпуска РЖ по машиностроению помещены рубрикации, охватывающие тематику данного информационного издания.

Кроме того, в первых номерах каждого выпуска РЖ по машиностроению помещен список основных периодических и продолжающихся изданий, реферируемых в данном выпуске, а также список специальных сокращений.

В выпусках РЖ 2 раза в год публикуются патентные указатели.

Каждому реферату присваивается номер, который включает следующие элементы: порядковый номер данного выпуска РЖ, служебный шифр выпуска, порядковый номер реферата в выпуске, буквенный индекс вида документа (кроме статьи) (А - атлас, Д - диссертация, ДЕП - депонированная научная работа, Ж-новый журнал, К- книга, КРТ- карта, П- патентный документ, ПР- проспект, С-стандарт).

Перед названием раздела (подраздела) РЖ отдельной строкой слева помещен индекс Универсальной десятичной классификации (УДК).

Наиболее близкими по тематике являются реферативные журналы «Двигатели внутреннего сгорания», «Тракторы и сельскохозяйственные машины и орудия», «Машиностроительные материалы, конструкции и расчет деталей машин, Гидропривод».

Основными рубриками выпуска РЖ «Двигатели внутреннего сгорания» являются:

1.  Общие вопросы двигателестроения.

1.1.    Материалы, характеризующие двигателестроение в целом.

1.2.    История развития двигателестроения.

1.3.    Организация   научно-исследовательских,   опытно-конструкторских   и проектных работ в двигателестроении.

1.4.    Учебная и справочная литература. Новые издания.

2.  Теоретические исследования, моделирование ДВС.

3.  Конструкции, расчеты и испытания систем, узлов и агрегатов ДВС.

3.1.    Общие проблемы конструирования, расчета и испытаний ДВС.

3.2.    Механизмы для преобразования возвратно-поступательного движения поршня во вращательное движение вала.

3.3.    Механизмы уравновешивания ДВС.

3.4.    Механизмы передач ДВС

3.5.    Газообмен в ДВС. Механизмы газораспределения систем впуска и выпуска.

3.6.     Устройства для снижения уровня шума.

3.7.    Пуск ДВС.

3.8.    Охлаждение ДВС.

3.9.    Системы управления и регулирования.

3.10.  Смазка ДВС. Масла и смазочные материалы.

3.11.  Снижение токсичных выбросов ДВС.

3.12.  Форсирование ДВС. Наддув.

4.Методы  испытаний ДВС,  испытательное оборудование и специальная

измерительная аппаратура.

4.1.   Методы   испытаний   и   испытательное   оборудование,   результаты

испытаний.

4.2.    Специальная       измерительная   аппаратура,   Методы   диагностики, Диагностирования и контрольные устройства. 5. Специальные материалы двигателестроения.

1.  Технология производства ДВС. Ремонт.

2.  Надежность производства. Ремонт

3.  Дизели.

3.1.    Общие проблемы дизелестроения.

3.2.    Технические характеристики и конструкции дизелей.

3.3.     Эксплуатация дизелей.

3.4.    Рабочие процессы. Многотопливность. Камеры сгорания. Топлива.

3.5.    Системы питания.

4. ДВС с искровым зажиганием.

4.1.     Общие проблемы развития двигателей с искровым зажиганием.

4.2.    Повышение экономичности.

4.3.     Технические характеристики и конструкции ДВС.

4.4.    Эксплуатация ДВС.

4.5.    Рабочие процессы. Камеры сгорания. Топлива.

4.6.    Системы питания.

4.7.    Системы зажигания.

5.  Комбинированные двигатели.

6.   Газовые газожидкостные ДВС.

7.    Агрегаты со свободно-движущимися поршнями. Газомотокомпрессоры.

8.   Роторные ДВС.

9.   Двигатели внешнего сгорания. ДВС необычных схем.

10. Силовые установки.

Основными рубриками РЖ «Тракторы и сельскохозяйственные машины и орудия» являются: 1. Общий раздел. 1.1. Общие проблемы.

1.2.    Механизация и электрификация сельского хозяйства.

1.3.     Организация исследований    и деятельность научных, проектных и конструкторских учреждений.

2. Тракторостроение.

2.1. Общие вопросы тракторостроения.

2.2.     Теоретические вопросы в области создания тракторов.

2.3.    Расчет и конструирование тракторов.

2.3.1. Колесные тракторы.

2.3.2.  Гусеничные тракторы.

2.3.3. Тягачи, специальные тракторы, самоходные шасси.

2.3.4.  Оборудование тракторов и самоходных шасси.

2.3.4.1.    Гидравлические системы тракторов и шасси.

2.3.4.2.    Трансмиссия.

2.3.4.3.    Ходовая часть

2.3.4.4.    Кабины.

2.3.4.5.    Прочее оборудование.

2.4.    Испытание тракторов и самоходных шасси.

2.5.    Эксплуатация, техобслуживание и ремонт тракторов и самоходных шасси.

2.6.    Дополнительное оборудование тракторов и самоходных шасси.

2.6.1. Устройства, увеличивающие проходимость и устойчивость тракторов и самоходных шасси.

2.6.2. Защитные приспособления.   

2.6.3. Прочее оборудование.

Основными рубриками в РЖ «Машиностроительные материалы, конструкции и расчет деталей машин. Гидропривод», при выполнении поиска патентной и научно-технической литературы, могут быть:

1.  Машиностроительные материалы.

2.  Машиноведение и детали машин.

2.1.    Соединения

2.2.    Валы и оси.

2.3.    Подшипники.

2.4.    Муфты.

2.5.    Тормоза.

2.6.    Передачи.

2.7.    Уплотнения.

2.8.    Пружины.

2.9.    Амортизаторы и другие виброизоляционные устройства.

3.  Трение, износ, смазка.

4.  Гидро - и пневмопривод и их элементы.

4.1.    Объемный гидропривод.

4.2.    Гидродинамический привод.

Кроме просмотра реферативных журналов, рекомендуется проводить просмотр по официальному бюллетеню «Открытия и изобретения», который до 1983 г. выходил с названием «Открытия, изобретения, промышленные образцы и товарные знаки». В бюллетене содержатся библиографические данные, формулы изобретений и чертежи к авторским свидетельствам и патентам, выданным по всем классам МКИ.

Просмотр патентной документации по зарубежным странам начинают с реферативного журнала «Изобретения стран мира». Реферативное издание «Изобретения стран мира» (до 1985 г. «Изобретения в СССР и за рубежом») выходит в виде тематических выпусков, количество которых соответствует числу классов МКИ. Форма издания карточно-журнальная. На каждой странице издания располагается четыре карты типа А - 6. На лицевой стороне дается информация на русском языке (реферат, пункт патентной формулы или название изобретения, библиографические сведения), на обороте - публикация на языке оригинала. Чертежи, схема могут располагаться на любой стороне карты.

Обнаружив материал, наиболее близко подходящий к тематике поиска, необходимо изучить реферат и зафиксировать библиографические данные для оформления результатов поиска.

Номера выпусков по тематике поиска по разным годам можно найти самостоятельно на информационном столе в студенческом читальном зале и получив консультацию у дежурного библиотекаря.

Необходимо отметить, что все виды реферируемых изданий дают приближенное представление о сущности изобретения. Поиск по этим источникам осуществляется на первом этапе проведения патентных исследований с целью обеспечения максимальной полноты отбора всех источников информации об изобретениях, имеющих отношение к предмету поиска. Серьезным недостатком такого рода изданий является то, что в большинстве рефератов изобретений не содержатся формулировка цели изобретения.

Основным источником информации об изобретениях является полное описание изобретения. Полное описание изобретения дает исчерпывающую информацию о том, с какой целью оно создано, какова его техническая сущность, где оно может найти применение, каковы границы правовой охраны. Кроме того, оно содержит практический анализ ранее известных технических решений аналогичного назначения (аналогов).

Совершенно необходимо информацию об изобретениях дополнять сведениями об их использовании и о результатах такого использования в конкретных объектах техники. Эта дополнительная информация должна быть получена из других источников, к числу которых относятся журнальные статьи, монографии, каталоги фирм, справочники, учебники и т.д.

На основе анализа реферативных источников и полных описаний, выявленных в процессе патентных исследований, необходимо составить список целей изобретений, относящихся к объекту в целом и к отдельным функциональным элементам, составляющим данный объект

Перечень целей изобретений за некоторый период времени (3-10) лет может быть использован не только для выявления номенклатуры потребительских свойств (технических характеристик) данного функционального элемента, но и для определения значимости этих потребительских свойств.

Из патентных документов имеется возможность выявить динамику нарастания изобретательской активности в улучшении потребительских свойств и распределение приоритетов этих свойств.

 

 

7. Подготовка к поиску рубрик научно-технической информации по универсальной десятичной классификации (УДК)

 

Научно-техническая информация (книги, монографии, учебники, справочники, пособия, статьи, авторские свидетельства и патенты) систематизируются для поиска в библиотечных фондах универсальной десятичной классификацией. В ней, также как и в МКИ, используется иерархическое описание. Для описания используются только цифры, соподчиненные только десятичным порядком и разделенные точками. Первый порядок цифр определяет раздел. Например, 3- экономика, труд, право; 5-математика; 6- прикладные науки, техника; 7- искусство, фотография, спорт.

В читальном студенческом зале можно подробно ознакомиться с устройством и содержанием указателя УДК. Так как нас интересует раздел 6- техника, то иерархическое описание рассмотрим на этом разделе:

62- инженерное дело. Техника в целом.

62-1-общие характеристики.

62-11-общие конструктивные характеристики. Машины по расположению основные частей.

62-111-машины по расположению рабочих осей.

62-111.1- вертикальные оси.

62-23 -механизмы.

62-232-шатуны. Кривошипы.

62-232.17-отдельные детали шатунов,

62-242.1-классификация поршней.

62-242.12-классификация поршней по форме.

......                                                                    

62-57 пуск. Пусковые устройства. Стартеры. Сцепления.

62-571- механизмы пусковые. Механизмы пусковых устройств.

62-571.1 - рычажные.

62-571.122- предохранительные устройства против обратного вращения пусковой рукоятки.

62-571.3-пружинные пусковые устройства.

62-571.5- пусковые устройства с противовесами.

62-571.7-пусковые устройства с зубчатыми колесами.

62-571.9- прочие механические пусковые устройства.

.....

62-762.6-уплотнения соединений подвижных деталей машин.

.....

621.4-тепловые двигатели.

621.41 - двигатели, работающие на горячем воздухе.

621.43-двигатели внутреннего сгорания.

621.44- двигатели, работающие на паровоздушной смеси и парах других тел.

621.48- прочие типы тепловых двигателей.

621.499- тепловые двигатели с использованием различных видов энергии.

621.43.038- устройства для впрыска топлива; в частности для дизелей и  нефтяных топлив.

621.43.038.772- топливные фильтры.

621.43.038.771-воздушные фильтру.

621.431 - двигатели внутреннего сгорания. Общие вопросы.

621.431.7-ДВС по назначению, например,

621.431.7: 63- ДВС для сельскохозяйственных машин.

621.436- дизели, ДВС с воспламенением от сжатия.

621.436.4-предкамерные дизели.

621.436.41-с подачей в предкамеру всего топлива.                                   

621.436.412-с вводом топлива.

621.436.413- с впрыском топлива.

Для правильного выбора научно-технической литературы необходимо ее исчерпывающее описание по универсальной десятичной классификации.

 

8. Оформление результатов патентно-информационных исследований

 

Результаты проведенных патентно-информационных исследований должны быть проанализированы, обобщены и оформлены в справке, форма которой приведена в примере выполнения семестровой работы. В графе 1 справки представляется предмет поиска по тематике, соответствующей теме бакалаврской работы и согласованной с руководителем;

В графе 2 показывается страна, в которой зарегистрировано найденное техническое решение, аналогичное техническому объекту.

В графе 3 показываются классификационные индексы, соответствующие МКИ для патентной информации и УДК для научно-технической информации.

В графах 4 и 5 приводятся источники научно-технической и патентной документации, которые были найдены в процессе поиска.

 

9. Задание к семестровой работе

 

Технический объект должен соответствовать теме бакалаврской работы, а выполненная работа стать ее составной частью. Записка семестровой работы должна иметь:

11.Титульный лист.

12. Аннотацию

13.Оглавление

14.Содержание выполненной работы

15.Список литературы

 

В содержании выполненной работы должны быть отражены следующие разделы:

1.  Описание потребности технического объекта.

2.  Построение конструктивно-функциональной структуры.

3.  Анализ и поиск улучшенного технического решения

3.1.    Описание проблемной ситуации

3.2.    Описание функции технического объекта

3.3.    Выбор аналогов и прототипа. Справка о патентном и научно- техническом информационном поиске. Приведение описаний аналогов с рисунками и схемами.

3.4.    Списки недостатков.

3.5.    Формулировка задачи

3.6.    Улучшенная      конструктивно-функциональная     структура,      описание вариантов, схем, выбор лучшего решения.

3.7.    Анализ вышестоящей по иерархии системы.

3.8.    Выявление причин возникновения недостатков.

3.9.    Выявление противоречий развития.

3.10.  Идеальное техническое решение

4.Описание улучшенного технического решения технического объекта.

 

10. Литература

 

1. Половинкин А.И. Основы инженерного творчества: Учебное пособие для студентов втузов.-М.: Машиностроение, 1988.

2.Автоматизация поискового конструирования. Под ред. Половинкина А.И. -М.: Радио и связь, 1981.

З.Мюллер И. Эвристические методы в инженерных разработках. -М.: Радио и связь, 1984.

4. Джонс Д. Методы проектирования, - М.: Мир, 1986.

5.   Дикарев В.И. Справочник изобретателя. Серия «Учебники для вузов. Специальная литература». -СПБ.: Издательство «Лань», 2001.

6.   Дербишер   В.И.,   Васильева   В.Д.   Что   следует   знать   инженеру   об интеллектуальной  собственности  в  авторских правах:  Учебное  пособие/ ВолгГТУ, Волгоград, 2001.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11.Содержание семестровой работы и пример ее выполнения.

 

Министерство образования Российской федерации

Волгоградский государственный технический университет

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Кафедра «Автотракторные двигатели»

 

 

Семестровая работа по дисциплине «Методы инженерного творчества»

 

 

 

 

 

 

Шарнир равных угловых скоростей

Анализ и поиск улучшенного технического решения технического объекта

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил  студент гр. ТС-400

Принял_________________

 

 

 

 

 

Волгоград, 2002

Содержание

 

Аннотация

1.Описание потребности технического объекта.

2.Построение конструктивно-функциональной структуры.

3. Анализ и поиск улучшенного технического решения

3.1.Описание проблемной ситуации

3.2.Описание функции технического объекта

3.3. Выбор аналогов и прототипа. Справка о патентном и научно- техническом информационном поиске. Приведение описаний аналогов с рисунками и схемами.

3.4.Списки недостатков.

3.5.Формулировка задачи

3.6.Улучшенная конструктивно-функциональная структура, описание вариантов, схем, выбор лучшего решения.

3.7.Анализ вышестоящей по иерархии системы.

3.8.Выявление причин возникновения недостатков.

3.9.Выявление противоречий развития.

3.10.Идеальное техническое решение

4.Описание улучшенного технического решения технического объекта.

 

Аннотация

 

В семестровой работе рассмотрены вопросы назначения, устройства и работы шарнира равных угловых скоростей для автомобилей с ведущими управляемыми колесами. Проведен анализ недостатков конструкции, предложены технические решения для их устранения с помощью методов инженерного творчества.

 

1. Описание потребности технического объекта «Шарнир равных угловых скоростей» (ТО ШРУ С)

 

К ведущим управляемым колесам необходимо предавать крутящий момент в условиях широкого изменения углового положения осей их вращения. Передачу крутящего момента при несовпадении осей валов и изменения их

взаиморасположения обеспечивают карданные шарниры. Механизм, состоящий из карданных валов и карданных шарниров и предназначенных для передачи крутящего момента между агрегатами, оси которых не совпадают и могут изменять свое положение, называется карданной передачей. Карданная передача должна удовлетворять следующим требованиям:

1.  Работоспособность карданной передачи должна обеспечиваться при всех эксплуатационных режимах.

2.  Передача   крутящего    момента   не   должна   приводить    к   большим динамическим нагрузкам в трансмиссии.

3.  Во всех эксплуатационных условиях должен обеспечиваться высокий КПД передачи.

Для привода управляемых ведущих колес применяются карданные передачи в которых используются полные карданные шарниры. Они обеспечивают равенство скоростей вращения ведущего и ведомого валов в любой момент времени при любом взаиморасположении валов.

Исходя из этого, потребность ТО ЩРУС можно сформулировать следующей функцией

P=f(D,G,H),

Где D- указание действия, производимого ТО,

G- указание объекта, на который направлено действие,

Н- указание особых условий и ограничений, при которых выполняется действие.

Наименование ТО

D-действие

G-объект

Н-условия, ограничения

ШРУС

Соединение валов, передача крутящего момента

Валы ведущих управляемых колес

Равенство угловых скоростей ведущего и ведомого валов

 

2. Построение конструктивной функциональной структуры ТО

 

Четкое и цельное представление об устройстве ТО, который необходимо усовершенствовать, будет достигнуто при полном описании функции, которую выполняет каждый элемент ТО и как его элементы функционально связаны между собой. Без такого представления невозможно заниматься поиском наиболее эффективного нового технического решения.

Глубина деления ТО на элементы определяется характером решаемой задачи.

Одновременно с разделением ТО на элементы выделяют объекты окружающей среды, с которыми рассматриваемый ТО находится в функциональном    взаимодействии    и    которые    существенно    влияют    на конструкцию  ТО.  Прежде всего,  к ним относятся  объекты,   на которые направлено действие ТО (объекты G).

Среди всех выделенных элементов, определяют главные элементы, которые непосредственно взаимодействуют с объектами G, и объектами окружающей среды (текст, написанный курсивов предназначен для пояснений в примере выполнения семестровой работы)

На рис. 1 показана конструкция шарнира равных угловых скоростей и в таблице его конструктивная функциональная структура.

 

 

 

 

 

 

Патентоведение

 

ТО-ШРУС

Объекты окружающей среды:

V1 ведомый вал

V2- ведущий вал

Фто- обеспечивает синхронное вращение несоосных валов

1

2

E0 - шарик

 

 

e1 - сепаратор

Фо   -передает вращение (момент) от ведущего вала к ведомому валу , осуществляет синхронность их вращения, снижает механические потери.

Ф1  - размещает шарики в биссекторной плоскости шарнира, обеспечивает равные угловые скорости ведущего и ведомого валов, определяет максимально допустимый угол отклонения

Е2 - наружный элемент

 

 

Е3 - внутренний элемент

 

 

Е4 - желобок

 

 

Е5 - паз

 

 

 

Е6 - центр сферической полости наружного элемента

 

Е7 - центр сферической поверхности внутреннего элемента

Ф2 -образует сферическую полость с продольными канавками для размещения внутреннего элемента и шариков, обеспечивает; передачу момента

Ф3 -образует наружную сферическую поверхность и продольные канавки для размещения шариков, обеспечивает передачу момента.

Ф4 -определяет размещение шарика в наружном элементе, передает крутящий момент, направляет перекатывание шарика при образовании угла между валами. Ф5- определяет размещение шарика во внутреннем элементе, передает крутящий момент, направляет перекатывание шарика при образовании угла между валами.

Ф6- размещает шарик в биссекторной плоскости при его смещении от центра сферы внутренней сферической поверхности

Ф7 - размещает шарик биссекторной плоскости при его размещении с противоположной стороны от шарика

 

3. Анализ и поиск улучшенного технического решения 3.1.    Описание проблемной ситуации

 

Правильно поставить задачу, означает наполовину ее решить. Для этого необходимо дать ответы на следующие вопросы

 

 

Вопросы

Ответы

а) в чем состоит задача и ее  проблемная ситуация?

 

Шарнир обладает недостаточной нагрузочной способностью при максимально допустимом угле отклонения валов, когда сепаратор не в состоянии совершать качающееся вращательное движение. Шарик отжимается от кромки желобка в его основание и тем самым возникает предельно допустимая нагрузка шарнира.

б) что необходимо сделать для устранения проблемной ситуации, какую потребность нужно удовлетворить?

Не позволять выкатываться шарикам из биссекторной плоскости и заклиниваться шарикам между двумя сферическими поверхностями

в) что мешает устранению проблемной ситуации или достижению цели?

Отсутствие устройства для ограничения перемещения сепаратора и устройства возвращения шарика в биссекторную плоскость

г) что дает решение проблемной ситуации для улучшения ТО, его потребительских качеств?

Увеличение работоспособности передачи, снижение динамических нагрузок в трансмиссии

 

3.2. Описание технической функции (назначения) ТО

 

Техническая функция описывается зависимостью

F = f(P,Q),

Где Р - удовлетворяемая потребность;

Q - физическая операция.

Описание физической операции представляется зависимостью

Q = f(AT, Е,СТ),

Где А т, Ст - соответственно входной или выходной поток вещества, энергии;

Е - наименование операции Коллера по превращению А т в С т. (1)

Наименование ТО

А т - входной поток

Е - Операция Коллера

С т -выходной поток

ШРУС

Мощность, крутящий момент, угловая скорость, угол отклонения валов

Проведение

Мощность, крутящий момент равный входному, угловая скорость, равная скорости входного вала

 

3.3. Выбор аналогов и прототипа

 

На рис. 2. показан шестишариковый карданный шарнир «Бирфильд» (2,3)

На кулаке  4, поверхность которого выполнена по сфере R1 с центром О1, выфрезеровано шесть канавок. Канавки кулака имеют переменную глубину.

Внутренняя поверхность корпуса 1, выполненная по сфере R2 с центром О2 также имеет шесть канавок переменной глубины. Сепаратор 3 в котором размещены шарики 2, имеет наружную и внугреннюю поверхности, выполненные

Патентоведение

по сфере радиусов соответственно

 

R1 и R2 В положении, когда валы шарнира соосны, шарики находятся в плоскости, перпендикулярной осям валов, проходящей через центр шарнира. Установка шариков 2 в бисеекториую плоскость происходит благодаря эксцентричности сфер, в которых располагаются оси тороидальных канавок кулаков. При повороте оси вала 5 по часовой стрелке верхний шарик выталкивается из сужающегося пространства между кулаками, а нижний с помощью сепаратора 3 перемещается в соответственно увеличивающееся пространство с другой стороны шарнира. При максимальных углах отклонения валов возможно заклинивание шариков.

Патентоведение

Шарнир Рцеппа показан на рис.3.

 

Отличается от шарнира "Берфильд" наличием делительного рычажка 1. При изменении относительного положения валов рычажок наклоняется и поворачивает сепаратор 2, который в свою очередь, изменяя положение шариков 3, обеспечивает их пребывание в биссекторной плоскости.

Из рассмотренных трех аналогов за прототип примем конструкцию ШРУС, представленную на рис. 1.

Материалы о поиске патентной и научно-технической информации представлены в справке.

 

Справка о поиске патентной и научно технической информации

 

Наименование темы: Шарнир равных угловых скоростей

Начало поиска-1971 г.            Окончание поиска-2001 г.

Поиск проведен по следующим материалам:

 

 

Предмет поиска

Страна Поиска

Классификация

 

Источник информации

Научно-техническая документация, наименование, дата публикации, выходные данные

 

Патентная документация,

наименование патентного бюллетеня, журналов, охранных документов, номера и даты их публикации

Шарнир равных угловых скоростей 

Россия

МКИ

F 16 D 0З/30

 

УДК 621.828.2 (088.8) 621.113.001 66 (075)

 

 

 

378 : 629.3

 

 

 

 

Лукин П.П. и др. Конструирование и расчет автомобиля. -М.: Машиностроение, 1984.

 

 

 

Конструкция автомобиля. Шасси

/ Под.ред. А.Л. Карунина - М. : МАМИ, 2000

Заявка №2168203,

F 16 D 03/30

 

Описание изобретения к патенту №841604,23.06,81,

F 16 D 03/30, авторы

Собхи Лабиб Гиргунс, Вернер Круде (ФРГ)

.

 

 

3.4. Составление списка недостатков

 

Необходимо указать:

а) показатели, которые не соответствуют сформулированной функции;

б) факторы, которые снижают эффективность или которые затрудняют использование прототипа;

в) показатели, которые желательно ц можно улучшить

Наименование недостатков

Фактические или возможные следствия недостатков

Фактические и возможные причины недостатков

Недостаточная нагрузочная способность шарнира при максимальном отклонении валов

Снижение работоспособности шарнира, частая замена шарнира в приводе ведущих колес

Сепаратор не в состоянии совершать качающееся вращательное движение. Шарик отжимается от кромки желобка в его основание и тем самым возникает предельно допустимая нагрузка шарнира.

 

3.5.Формулировка задачи

Дано:

а)  соединение несоосных валов и передача вращения без изменения угловой скорости и величины крутящего момента.

б) для передачи применяются шариковые шарниры, которые размещаются в канавках сферических поверхностей внешнего и внутреннего кулаков валов. Синхронизация вращения валов достигается размещение шариков в биссекторной плоскости углового отклонения валов с помощью принудительного размещения сепаратора делительным рычажком или их самоустановки между сферами разного диаметров со смещенными центрами радиусов сфер.

в) сепаратор не в состоянии совершать качающееся вращательное движение при максимальном отклонении валов. Шарик отжимается от кромки желобка в его основание и тем самым возникает предельно допустимая нагрузка шарнира, снижая работоспособности шарнира, приводя к частой замене шарнира в приводе ведущих колес

Требуется: Не позволять выкатываться шарикам из биссекторной плоскости и заклиниваться шарикам между двумя сферическими поверхностями

 

1.5. Анализ функции прототипа и построение улучшенной конструктивно-функциональной структуры

 

Вопросы

Ответы

1 . Какие можно ввести новые функциональные элементы, обеспечивающие устранение недостатков прототипа?

1 .Установка упоров в корпусе и сепараторе для взаимодействия между собой при максимально допустимом угле отклонений

2. Какие можно исключить элементы для устранения недостатков прототипа и повышения эффективности и качества ТО?

Нет таких элементов

3. Какие элементы можно исключить путем передачи их функций другим элементам?

Нет таких элементов

 

Улучшенная конструктивно-функциональная структура

 

Покажем варианты улучшенной КФС как продолжение КФС прототипа, представляя только функции только новых элементов

ТО - ШРУС

Функции новых элементов

1-вариант

Е8 – жесткая опорная поверхность

(вариант 1)

 

 

Е9 – пружинный упор (вариант 2)

Е10 – упругий кольцевой элемент (вариант 3)

Е11 – тарельчатая пружина (вариант 4)

 

Ф8 – не позволяет выкатываться шарику на периферию канавки для передачи усилия, превышающего допустимые по контактным напряжениям.

Ф9, Ф10, Ф11 – создают усилия, действующие на сепаратор в противоположном направлении по отношению к опрокидывающему моменту для размещения шариков в биссекторной плоскости при максимальном угле отклонения валов.

 

 

 

 

Патентоведение

Патентоведение

3.7. Анализ функции вышестоящей по иерархии системы

 

Вопросы

Ответы

1. Выделить вышестоящую по иерархии систему, в которой в качестве отдельных элементов выступает рассматриваемый ТО и другие с ним смежные объекты.

1. Трансмиссия автомобиля

2. Описать функции всех элементов, входящих в выделенную вышестоящую систему

2. Изменение и передач» крутящего момента от силовой установки к управляемым ведущим колесам без изменения угловой скорости соединяемых валов

3. Посмотреть можно ли удовлетворить потребность:

 

- путем внесения изменений в смежные объекты;

- путем передачи выполнения функции рассматриваемого объекта в смежные объекты;

- что мешает внесению, нельзя ли устранить факторы

Нет необходимости

 

 

3.8. Выявление причин возникновения недостатков

 

Проводится более глубокий анализ и изучение задачи в направлении выявления причин возникновения недостатков в прототипе

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Причина возникновения недостатка

Можно ли и как устранить причину возникновения недостатков

При большом отклонении валов может быть заклинивание сепаратора в сферических поверхностях, образованных радиусами из разных центров

Максимально приблизить центры сфер при выполнении кинематической самоустановки шариков в биссекторной плоскости осуществления синхронности вращения валов.

Установить упор для ограничения поворота сепаратора, который должен помогать устанавливаться шарикам в биссекторной плоскости, упор выполнить упругим для создания усилия для возврата шариков в плоскость биссектрисы независимо от нагрузки.

Перемещение шарика на кромку канавки при повышении нагрузки

Увеличить точность изготовления шариков и канавок для их размещения, радиусы кривизны канавок и шариков не должны отличаться более 1%. Можно использовать эллиптический профиль канавок.

 

3.9. Выявление к анализ противоречий развития

 

1-й тип противоречий (Улучшение одного показателя ухудшает другие)

Увеличение нагрузочной способности требует усложнение конструкции увеличения точности изготовления.

2-й тип противоречий (Изменение одного фактора имеет положительные отрицательные последствия).

Уменьшение межцентрового расстояния сфер наружного и внутренне элементов приводит к лучшей синхронизации валов при увеличении сложное конструкции.

3-й тип противоречий (Улучшение свойств ограничено) Увеличение угла отклонения соединяемых валов ограничено контактным напряжениями на поверхностях шарика и канавки.

 

3.10.Идеалыше техническое решение

 

Передавать крутящий момент управляемым ведущим колесам при любым: угловом отклонении валов без изменения угловых скоростей. Для увеличении. нагрузочной способности шарнира увеличить число передающих элементов (шарики) до бесконечности, так чтобы их не было. Шарнир должен стать Упругой средой

 

4. Описание улучшенного технического решения.

 

На рис. 7 показан шарнир равных угловых скоростей, в котором на; сепараторе прикреплена тарельчатая пружина. На наружном элементе размещено опорное кольцо. Тарельчатая пружина может быть выполнена из сплошного диска или диска с прорезями. Размещение тарельчатой пружины на сепараторе предпочтительнее, так как сепаратор производит движение только на половинный угол отклонения, для чего требуется меньшее конструктивное пространст

Патентоведение

во.

 

Новое техническое решение позволяет увеличить нагрузочную способность шарнира при максимальном угле наклона, несколько меньшем максимального, сепаратор прилегает к упору, в результате чего при дальнейшем наклоне внутреннего шарнирного элемента сепаратор снова занимает половину угла наклона между внутренним и наружным элементами. Этим достигается независимый от нагрузки возврат шариков в плоскость биссектрисы угла наклона и безупречное синхронное вращение.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Литература

1.  Половинкин А.И. Основы инженерного творчества: Учеб. пособие для студентов втузов. - М.: Машиностроение, 1988.

2.   Конструирование и расчет автомобиля: Учебник для студентов втузов / П.П. Лукин, и др.-М.: Машиностроение, 1984.

3.  Конструкция автомобиля. Шасси / Под общ. Ред. А.Л. Карунина - М.: МАМИ.2000.

Составитель:   Олег Дмитриевич Косов

Анализ и поиск улучшенного технического решения техг ческого объекта

Методические указания для выполнения семестрового задания по дисциплине «Методы инженерного творчества»

Темплан 2003 г., №. 63

Подписано в печать 22.0i.os   .Формат 60x84 1/16.

Бумага газетная. Усл.-печ.л. 1,8£ Заказ №М.

Тираж 200 экз.

Волгоградский государственный технический университет 400131 Волгоград, пр. Ленина, 28.

РПК «Политехник» Волгоградского государственного технического университета

Министерство образования Российской Федерации

Волгоградский государственный технический университет

Кафедра «Автотракторные двигатели»

Методические указания для выполнения семестровой работы по дисциплине

«Методы инженерного творчества»

«Анализ и поиск улучшенного технического решения технической:

объекта»

Волгоград 2003

Наверх страницы

Внимание! Не забудьте ознакомиться с остальными документами данного пользователя!

Соседние файлы в текущем каталоге:

На сайте уже 21970 файлов общим размером 9.9 ГБ.

Наш сайт представляет собой Сервис, где студенты самых различных специальностей могут делиться своей учебой. Для удобства организован онлайн просмотр содержимого самых разных форматов файлов с возможностью их скачивания. У нас можно найти курсовые и лабораторные работы, дипломные работы и диссертации, лекции и шпаргалки, учебники, чертежи, инструкции, пособия и методички - можно найти любые учебные материалы. Наш полезный сервис предназначен прежде всего для помощи студентам в учёбе, ведь разобраться с любым предметом всегда быстрее когда можно посмотреть примеры, ознакомится более углубленно по той или иной теме. Все материалы на сайте представлены для ознакомления и загружены самими пользователями. Учитесь с нами, учитесь на пятерки и становитесь самыми грамотными специалистами своей профессии.

Не нашли нужный документ? Воспользуйтесь поиском по содержимому всех файлов сайта:



Каждый день, проснувшись по утру, заходи на obmendoc.ru

Товарищ, не ленись - делись файлами и новому учись!

Яндекс.Метрика