变型产品设计.ppt

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1、第七章变型产品设计相似设计和模块化设计2021/7/211教学目的本章主要介绍系列产品设计中的相似设计和模块化设计2021/7/212学习要求了解产品变型设计的依据，了解标准化、系列化与模块化的概念及变型产品系列型谱的概念。理解相似三定理及基本相似条件，能根据不同工作要求分析其相似条件并列出有关相似比，能根据相似现象的物理关系求相似比方程并解出相似比，要求较熟练地掌握方程分析法了解模块化产品的设计要点。2021/7/213▲学习重点相似系列产品设计2021/7/214§7-1概述1变型产品的特点☆灵活善“变”☆迅速☆低廉2021/7/215☆零件标准化指使用要求相同的

2、零件、产品或工程，按照统一的标准进行设计。☆部件通用化☆产品系列化2变型产品与“三化”2021/7/216☆部件通用化指同一类型，不同规格或不同类型的产品，提高部分零件或部件彼此相互通用的程度。返回2021/7/217☆产品系列化指产品根据生产和使用的技术要求，经过经济和技术分析，适当地加以归并和简化，将产品的主要参数和性能指标按一定的规律分档，合理地安排产品的品种规格以形成系列。返回2021/7/218▲纵系列产品是一组功能相同、解法原理相同、结构相同（或相近）而尺寸、性能参数不同的产品。▲横系列产品▲跨系列产品是在基型产品基础上扩展功能的同类型变型产品。具有相同动

3、力参数的不同类型产品，它们采用相同的主要基础件或通用部件。3变型产品的系列类型2021/7/219工程机械族2021/7/21104优先数与标准公比▲产品的特征参数→表征产品使用性能的参数→提供配套用的参数→其他参数▲数值的“扩播性”2021/7/2111▲优先数与标准公比优先数是由公比为导出的一组近似等比的数列，各数列分别用R5、R10、R20、R40表示，为基本系列。优先数系的派生系列是从基本系列中每隔P项值导出的系列。2021/7/2112▲优先数的优点→按等比级数制定，提供了一种“相对差”，不　变的尺寸及参数数值分级制度→国际上统一的标准，有利于产品标准化和参

4、数统一协调→优先数系有较广泛的适应性→在设计系列产品时利用标准公比和优先数将使设计更合理，更简便2021/7/2113▲优先数系参数的选用→应使在经济性或配套互换上有重要影　响的主参数采用优先数→当产品尺寸参数和性能参数有矛盾时，　　通常首先选尺寸参数为优先数→当产品的装配尺寸和零件尺寸不能同时为优先数时，应优先使零件尺寸采用优先数→一个零件的各种尺寸中，互换性尺寸或重要的联接尺寸应优选用优先数2021/7/2114▲优先数系的选用→应遵循“先疏后密”的原则，尽可能首先选用基本系列：一般机械的主参数可选R5~R10专用工具的主要尺寸可选R10通用型材、零件和工具尺寸、

5、铸件壁厚等可取R20~R40→当基本系列的公比不能满足分级要求，可选用派生系列应优先选用公比较大和延伸项中含有项值1的派生系列→当整个系列范围很大，不同区间内需要量和功能价值相差悬殊时，允许分段选用最适宜的基本系列或派生系列，构成复合系列2021/7/21152021/7/2116§7-2相似系列产品的设计1相似系列产品系统相似、尺寸与性能参数皆成一定比例关系的纵系列产品。相似系列产品不是按单个产品设计的，而是在基型产品的基础上通过相似理论利用量纲齐次原理和相似比关系计算出全系列产品的尺寸和参数，可节约设计时间并降低设计成本。2021/7/21172基本相似理论2.1

6、相似概念一组物理现象在物理过程中，在对应点上基本参数之间成固定的数量比例关系，称这—组物理现象为相似。▲几何相似两个几何相似的图形或物体,其对应部分的比值等于同一个常数。▲动力学相似在几何相似的力场中，力相似或连同转矩相似▲运动学相似运动路线几何相似，对应点的速度（加速度）方向相同，而大小相应成比例。2021/7/21182021/7/2119几何相似、动力学相似和运动学相似的关系在两个相似的系统中，若满足几何相似、动力学相似和运动学相似，则两系统的性能相似。其中，几何相似是条件，动力学相似是关键。也就是说，凡是在几何相似的条件下，求得的动力学相似的解，也能满足运动学

7、的相似。2021/7/21202.2相似准则将物理现象作用的物理规律所涉及的一些物理量，规定表达为一无量纲综合数群。在一个现象中的不同点上和不同时刻，此数群的数值不同。当一个现象在对应时刻、对应点上此综合数群的值两两相等时，此二现象为相似，此无量纲综合数群称为相似准则。2021/7/2121例如，描述惯性的牛顿第二定律F=ma，表达了惯性力F与质量m和加速度a间的关系。若等式两边各量用其相应的量纲表达，并用等式右边量纲除以左边时，可得到表征惯性力的无量纲综合数群：此数群由牛顿第二定律得来，可称为牛顿准则或牛顿数。若二现象的惯性力相似，必须任意点、任意