现代设计方法学-2

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1、一、技术系统的基础知识现代设计方法（2）•1.系统、装置、设备、机器、仪器、部件、零件-设计学基础知识（Systems,Plant,Equipment,Machines,AssembliesandComponents）–技术任务由技术产物来实现，装置、设备、机Fundamentals器、仪器、部件、零件，这些是按照复杂程度来分类。–Hubka按照系统工程的观点，将技术产物视为侯亮教授系统，系统与外界环境通过输入量和输出量而发生联系。厦门大学机电工程系–系统的分层次性，通过系统边界来确定零部件属于哪个系统，输入输出量则跨越系统

2、边界。•2.能量、物料和信息的转换对外界影响能量能量输入物料待设计技术系统物料输出讯号（黑箱）讯号外界影响•3.功能关系功能的描述–对于一个具有能量、物料和信号转换的技术任•功能是技术系统或产品所能完成任务的抽象描述，它是各务，要寻找一个解。必须在一个系统中建立输种产品所具有的特定用途与各种特性。入和输出间的唯一确定而能再现的相互关系•功能是产品所具有的重要属性，是从使用角度对产品提出–功能：表达一个系统的输入和输出之间，以完的要求。就机械产品而言，功能就是产品必须解决的问题，以及为解决此问题产品应完成的动作和发挥的作用。成

3、任务为目的的总的相互关系。在机械设计领域内，功能是确定所研究的产品应该做什–功能的可分解性。么，或者要达到什么目的，并指出特定的解决途径。–将分功能有意义地、相容地联接成为总功能，•在模块化设计中，功能就是产品（或模块）所具有的能满足用户需要的特性，或者说是产品（或模块）所具有的效就引出了所谓的功能结构能、用途和使用价值。•顾客在购买产品时，实质上是购买一种或多种功能，产品是功能的载体。因此，功能分析是实现工程设计的一种重要手段。1功能的描述功能描述的原则•对功能的描述可有多种方式，主要要求描述简单、明确，不易引起误解。通常

4、应首先表明该功能所应完成的动作或•功能=动作+对象（V+O）发挥的作用，有时涉及此动作或作用有关的客体。例如，–电线的功能=传输电流“工件定位”表示了“确定工件的位置”的功能。但如仅写“定位”时，其客体便须结合具体应用来理解了。–活塞的功能=挤压气体•有的学者着重考虑功能的通用性，将各功能统一归纳为几–房子的功能=保持温度种通用功能.•功能受体至少要有一个参数受到影响，•为满足加工中心类机床模块化设计的需要。针对加工中心类机床，可将有关的功能归纳为：发生改变–传输电流-电流位置的改变切装位定换润控传支导分变–挤压气体-气体体

5、积/密度的改变削夹移位刀滑制动承向度速–保持温度-空气的温度保持F1F1F1各分功能按顺序相继作用链式结构F1F1夹紧工件旋转工件各分功能并列作用F1并列结构夹紧刀具送进刀具F1F1各分功能成作用车床的部分功能结构F1循环结构功能结构的基本形式2柱式平面铣床的总功能及输入、输出流•建立功能结构功能结构图时应注意：体现分功能或功能单元之间的顺序关系；各分功能和功能单元的分解及其排列要有一定的理论依据（物理作用原理）或经验支持；不能漏掉必要的分功能或功能单元；尽可能简单、明了，但要便于实体解答方案求取。工件刀具零部件碎屑•实现同

6、一总功能的功能结构可能有多种，因此建电能人力柱式平面铣床转矩进给换刀立功能结构图时应尽可能有多个方案，以便进行评比，选出最佳的功能结构方案。改变功能结构常可发展出新的产品。•系统的功能分解的方式不同，或者建立的功能结构不同，或者选择的作用原理不同，那么系统的实体解答就不同。资料来源：韩东辉，基于产品平台与公理化理论的产品协同开发链系统建模与支撑软件开发，厦门大学硕士论文，2007.5柱式平面铣床的功能树柱式平面铣床的功能结构（提供能量模块）（能量转换模块）（传动模块）电能输入启动转换电能改变传递电能电能为转矩转矩转矩（加工中

7、心控制系统）切削动作输入指令信号人力代码脉冲转换Z轴进给切削位X轴移动置变更Y轴移动（自动换刀模块）刀具刀位固定选择旋转编制刀具刀具刀具（切削模块）（输出模块）（支撑模块）零件毛坯回转工放置放置固定位置切削加工夹具工件工件校准工件检测作台排屑碎屑资料来源：韩东辉，基于产品平台与公理化理论的产品协同开发链系统建模与支撑软件开资料来源：韩东辉，基于产品平台与公理化理论的产品协同开发链系统建模与支撑软件开发，厦门大学硕士论文，2007.5发，厦门大学硕士论文，2007.5机械产品的功能分类功能树•按功能的重要程度分类：可分为基本功

8、能和辅助功能。•功能树中，上级功能是下级功能的目的功能，而•按功能的用途分类：一般可分为驱动功能、传动功能、控制功能、工作功能。其中，机器以工作部件完成工作功能；动力源实现驱动下级功能是上级功能的手段功能。功能，常反映能量传递及转换；传动功能反映运动和动力的传递，包括运动方向、大小、性质的