机械产品的功能原理设计课件

《机械产品的功能原理设计课件》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第三章机械产品的功能原理设计第三章机械产品的功能原理设计随着科学技术的发展和国内外市场竞争的日益加剧，用户对机械产品的要求越来越高。设计工作者必须不断地开发设计新的产品，以满足市场的需求，提高产品的市场竞争力。在新产品的设计过程中，首先要针对产品所应具有的功能进行原理性的设计构思，提出设计方案。这部分设计内容和过程称为机械产品的功能原理设计。定义：功能原理设计是针对产品所应具有的功能进行原理性设计构思，提出设计方案的设计过程。它是机械产品整个设计过程的一个重要阶段，也是机械设计的最初阶段。其实质是原理方案的构思与拟

2、定的过程。功能原理设计从最新的自然科学原理及其技术效应出发，通过创新构思、优化筛选，找出最适宜于实现预定功能目标的原理方案。例如，要设计一台物料分离机，首先要构思利用什么原理将不同物料分开。如图3-1所示是物料分离机功能原理设计的构思示意图。第三章机械产品的功能原理设计c--磁性分选d--摩擦分选a--浮力分选b--电性分选图3-1物料分离机功能原理构思e--惯性分选第三章机械产品的功能原理设计功能原理设计对所开发机械产品的成败起着决定性的作用。一个好的功能原理设计总是充满创新构思，所设计的产品具有突出的功能特色，

3、而且在市场竞争中具有潜在的价值。因此，功能原理设计的重点在于提出创新构思，使思维尽量发散，力求提出更多的解法供比较优选。3.1功能原理设计工作的特点和任务功能原理设计是产品设计的第一设计阶段，而总体设计、机构设计和结构设计则是功能原理设计的后继过程，是将功能原理设计结果转化为生产方案的具体设计过程。对于机构设计和结构设计，通过有关课程的学习大家已经有了比较详细的了解。而对功能原理设计并不真正了解，与机构设计和结构设计相比，功能原理设计有其完全不同的特点和工作内容。3.1.1功能原理设计的工作特点随着科学技术的发展计

4、算工具在不断的更新换代，由原始的将树叶或贝壳串在一起计数，到我们的祖先发明算盘；从简单的机械式计算器，发展到较为复杂的机电计算器，再发展到计算机。计算机从电子管式发展到晶体管式，再发展到集成电路、超大规模集成电路，使它的计算速度越来越快，性能越来越强大，体积越来越小、重量越来越轻。从计算工具工作原理不断改革和发展可以看出，功能原理设计工作具有下述特点：3.1.1功能原理设计的工作特点1．功能原理设计是用一种新的物理效应来代替旧的物理效应，使机器的工作原理发生本质的变化的设计。2．功能原理设计中往往要引入某种新技术（

5、新材料、新工艺、……），这就要求设计人员首先有一种新想法、新构思。否则，没有新想法，即使新技术放到面前也不会把它用到设计中去。3．功能原理设计使机器的品质发生质的变化。如机械钟表无论在技术上如何改进，其走时的精确性都不可能与石英表相媲美。3.1.2功能原理设计的任务和工作内容功能原理设计的任务概括起来可以表述为：针对某一确定的功能要求，寻求相应的的物理效应，借助某些作用原理，求得实现功能目标的某些解法原理。例如，要实现直线移动这样一个功能要求，可以寻求液压、电磁或机构等物理效应，通过油缸、直线电机、牵引电磁铁或刚体

6、传动等作用原理，求得实现直线移动这个功能目标的解法原理。功能原理设计的工作内容，主要是构思能实现功能目标的新的解法原理。其工作步骤首先是明确功能目标；其次是进行创新构思；然后通过模型试验，进行技术分析，验证其原理的可行性，对于不完善的构思进行修改、完善和提高；最后，对几个解法作技术经济的评价，选择出较为合理的解法作为最优方案（如图3-2所示）。这里所谓的“最优方案”，实际上只能是一种较为“满意”的解法。因为，在实际设计工作中，真正完全理想化的、没有缺点的解法几乎是没有的。3.1.2功能原理设计的任务和工作内容明确功

7、能目标市场调查需求发现任务确定用户调查功能澄清目标建立酝酿解法原理收集信息资料研究多项联想创新构思思维试验模型试验改进完善解法原理弱点发现问题剖析改善修正完善提高选出满意的解建立准则评价比较权衡利弊去劣存优图3-2功能原理设计的工作步骤和内容3.1.3功能原理设计的过程功能设计是工程设计中探求原理方案的一种有效方法，它以系统工具为基础，从功能分析着手，其步骤如图3-3所示。功能设计紧紧抓住系统功能这个本质，具有化繁为简、原理解答多、最佳解答多中选优等特点，是一种较好的原理方案设计的方法。明确任务求总功能求分功能求分

8、功能解系统原理解最佳原理方案黑箱法抽象功能结构分解作用原理搜索横幅箱图组合评价法评价图3-3功能设计的步骤3.2产品功能的定义与分类功能原理设计必须由功能分析入手。在进行功能分析之前，首先应对“功能”的概念及其它有关的概念有一个科学的认识。3.2.1功能和功能单元1．功能是对于某一产品特定的工作能力的抽象化描述。设计产品的目的是把一定的输入量转化为满足需求、