机械系统设计第2章ppt.ppt

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1、第2章总体设计2.1总体设计概述2.2原理方案设计2.3方案评价2.4结构总体设计习题与思考题2.1总体设计概述1.需求原则用户对产品功能的需要。2.信息原则市场需求信息、用户使用信息、设计技术信息、制造工艺信息等。3.系统原则产品是一个完整的系统，系统内各子系统之间的有机联系构成系统整体。4.简单原则使产品结构简单，零部件数目少。第2章总体设计总体设计是产品设计的关键，是技术设计、工作设计和文档设计的依据，对产品的技术性能、经济指标和外观造型等具有决定性意义。2.1.1总体设计的原则2.1.2总体设计的内容与

2、步骤机械系统的类型：加工机械、工程机械、电工机械、运输机械、矿山机械、林业机械、农业机械、纺织机械、食品机械、制药机械、包装机械、装配机械、测试仪器等。1.总体设计的内容1)原理方案设计确定产品的功能原理方案构思。2)确定主要技术参数尺寸参数、运动参数和动力参数等。3)结构总体设计结构总体布局、系列化和通用化、总体结构图等。4)分析与评价技术性、经济性和社会性。第2章总体设计2.总体设计的步骤1)拟定设计要求根据市场调查和需求信息，结合产品的发展规划和设计任务，拟定出符合实际需要的设计要求。2)初步设计完成机械

3、产品的整体构思和总体初步设计的过程。主要包括：研究设计任务、分析产品的功能、原理方案设计、方案分析与评价、确定主要技术参数、绘制结构草图等。3)详细设计机械产品总体结构设计的过程。主要包括：结构的总体布局、主要零部件的选择、确定主要结构尺寸、绘制总体结构图等。4)修改和完善在机械产品的全生命周期内。第2章总体设计2.2原理方案设计1.需求与设计的关系需求是人类对客观世界的某种不满，体现为人类在生产或生活中的物质或精神需要。①显性需求：人们都知道的需求；②隐性需求：没有意识到，但客观存在的需求。需求的发现和满足既

4、是产品设计的起源，也是产品设计的归宿。是指针对机械产品的主要功能所提出的原理性构思，即实现机械产品功能的原理设计。2.2.1需求与功能第2章总体设计1)需求的分类①按需求性质划分：物质需求和精神需求；②按需求特征划分：功能型、经济型、节能型和环保型等；③按需求目的划分：生活需求(生存需求和享受需求)和生产需求。2)需求的基本特征①多样性用户会有不同的需求；②可变性随着社会发展、经济水平提高、人们观念更新、社会环境变化而发生改变和拓展；③差异性由于经济平衡、环境不同和使用条件差别等因素影响，市场需求也会存在很大差

5、异；④周期性会出现周期重复现象(质和量的变化)。第2章总体设计2.功能是指对某一产品特定工作能力的抽象化描述。功能表达：一个动词+一个名词例如：椅子的功能—坐(动词)＋人(名词)手表的功能—指示(动词)＋时间(名词)自行车功能—代替(动词)＋步行(名词)功能可以理解为产品必须实现的工作任务，它虽然与产品的功用、用途、性能和能力等概念有关联，但又不尽相同。功能是机械产品或零部件担负的职能或起到的作用，任何机械产品都具备特定的功能。第2章总体设计1)功能的分类①按功能的性质划分：基本功能与辅助功能。基本功能是指表现

6、产品基本特征的功能。它是产品所具有的最基本、最重要的功能，是产品存在的必要条件。辅助功能是指为辅助产品基本功能的实现而附加上去的功能。例如：自行车—基本功能是代步；车座、货物架、书包架等实现的载物功能是辅助功能。冰箱—基本功能是冷藏和冷冻食品；节能保温功能和分隔方便查找功能等则是冰箱的辅助功能。第2章总体设计②按重要程度划分：必要功能和非必要功能。必要功能是指产品必须具有的功能。它将直接影响到大多数用户对产品的满意程度。非必要功能是指产品可有可无的功能。例如：自行车—代步功能和座骑功能是必要功能；而货物架、书包

7、架等实现的载物功能一般可以认为是辅助功能。冰箱—冷藏冷冻食品功能和保温功能是冰箱的必要功能；而分隔方便查找功能则是冰箱的非必要功能。第2章总体设计2)功能分析的方法系统论：产品可以看作是技术系统；控制论：由物质、能量和信息三大要素组成。功能原理分析方法图2-1黑箱法待设计系统是功能原理设计的主体，反映了产品的总功能。总功能是指一个产品所能完成的工作任务。为简化问题，可示出基本功能或必要功能。例如：普通车床图2-2物质：材料、毛坯、成品、液体和气体等；能量：电能、机械能、化学能、热能、光能、声能和核能等；信息：控

8、制信号、控制信息、控制数据、各种测量值、显示值和波形等。第2章总体设计图2-1待设计系统与输入、输出及外界之间的关系第2章总体设计图2-2普通车床与输入、输出、及外界环境的关系第2章总体设计2.2.2功能分析与原理方案求解一般设计过程图2-31.功能元是指能够直接从技术效应(如物理效应、数学效应等)和逻辑关系中找到可以满足功能要求的最小单位。可用功能“行为”表述功能。①物理功能元反映技