机械原理--第七章机械系统运动方案设计

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1、第14章机械系统运动方案设计第一节　机械总体方案设计机械系统方案设计是机械产品创新与质量保证的首要环节。一般而言，机械产品是以机械运动为特征的技术系统，所以机械系统方案设计的核心是机械运动方案设计，它在机械系统设计的总体中，占有十分重要的地位，也是最具创造性和综合性的内容。一、机械产品的设计过程机械设计的一般进程，可以分为五个阶段，即：产品规划(概念设计)、总体方案设计、结构技术设计、生产施工设计(工艺设计)和改进设计。二、机械总体方案设计的目的和内容(一)总体方案设计的目的进行机械产品规划、确定设计任务、明确设计的要求和条件，

2、进行功能原理设计，拟定机械功能结构方案，选择机构类型，得出若干机械系统运动方案，为详细的结构设计及设计方案的评价、优选、决策做好准备工作。(二)总体方案设计的内容1.执行系统的方案设计主要有功能原理设计、动作及运动设计、执行机构的型式设计、执行系统的协调设计和执行系统的方案评价与决策。2.原动机类型的选择和传动系统的方案设计包括传动类型和传动路线的选择，传动链中机构顺序的安排和各级传动比的分配。3.控制系统的方案设计4.其它辅助系统的设计包括润滑系统、冷却系统、故障检测系统、安全保障系统和照明系统等的设计。第二节现代设计观念与创

3、新设计简介一、现代设计观念(一)机械设计的历史人类的设计工作大致经历了以下几个阶段：1.直觉设计阶段凭直观感觉来设计制作工具和机械，往往带有一定的盲目性。2.经验设计阶段依靠个人的才能和经验，运用一些基本设计计算理论，借助类比、模拟和试凑等设计方法进行设计。3.半理论半经验设计阶段加强了设计基础理论、各种专业机械产品设计机理以及关键零部件的设计研究，使设计者能够充分利用数据、图表和手册等进行设计，减少了设计的盲目性，增加合理性。(二)现代设计方法的产生由于电子计算机日渐广泛的应用，设计方法学(Designmethodology)

4、和创造方法学(Creationmethodology)的迅速发展以及科学技术的进步，使机械产品的设计工作发生了质的变化，出现了一系列新兴学科分支，主要有设计方法学、优化设计(Optimaldesign)、价值工程(Valueengineering)、计算机辅助设计(CAD)、可靠性设计(Reliabilitydesign)、工业艺术造型设计(Visualdesign)、模块化设计(Modulardesign)、反求工程(Inverseengineering)、有限元法(Finiteelementmethod)、机械动态设计(Dy

5、namicdesign)等等。还有其它新的设计方法，如相似性设计(Similaritydesign)、系统化设计(Systematizationdesign)、并行设计(Concurrentdesign)、人机工程学(Man-machineengineering，ergonomics)、模态设计(Modaldesign)等等。现代设计在设计指导思想、设计对象、设计方法和设计手段上都有着显著特点和先进性。机械创新设计(Creativedesign)是现代机械设计的核心，机械系统运动方案设计的每一个环节，都包含有创新设计的内容，都离

6、不开创造性思维。(三)机械现代设计和创新设计的特点●从经验积累上升到系统理论，更具科学性。●由漫长的相对稳定到充满活力的快速飞跃发展，更具创造性。●从较单一的应用力学体系发展到多学科融合的系统工程，更具　　多元性。●从设计的指导思想、理论体系以及设计技法、设计的物质手段　　都充分体现了最新的科学技术成就，更具完美性。●设计“绿色机器”成了现代机械设计追求的目标。二、创造性设计与创造性思维创造性设计是现代设计的基石。在工程设计中，无论是确定技术原理、还是确定系统的功能结构，乃至具体零件的尺寸、形状、制造方法等，充分发挥人的创造力，

7、就能创造出各种原理独特、结构新颖的机械产品。创造性思维具有独立性、连动性、多向性、跨越性和综合性的特点。执行系统是机械系统中的重要组成部分，是直接完成机械系统预期工作任务的部分。执行系统由一个或多个执行机构组成。执行构件是执行机构的输出构件，其数量及运动形式、运动规律和传动特性等要求，决定了整个执行系统的结构方案。机械执行系统的方案设计是机械系统总体方案设计的核心，是整个机械设计工作的基础。第三节机械执行系统运动方案设计一、机械执行系统运动方案设计的主要内容和过程执行系统运动方案设计，是在产品规划明确拟定了其功能目标后进行的。其

8、过程表示在图中。⑴功能原理设计根据机械预期实现的功能，考虑选择何种工作原理来实现所需的功能要求。采用不同的工作原理设计出的机械，其性能、结构、工作品质、适用场合等都会有很大的差异，因此必须根据机械的具体工作要求，如强度、精度、寿命、效率、产量、成本、环保等诸多因