机械系统设计原理教材.ppt

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1、机械系统设计原理第一章机械系统概论第一节　机械系统的概念机械系统定义：由若干机械装置组成的一个特定系统，称为机械系统。机械系统的目的：是产生确定运动、传递和变换机械能，完成特定的工作。机械系统的基本要素：机械零件和构件是组成，它们为完成一定的功能相互联系而分别组成了各个子系统。如图1-1所示小型甘蔗收割机都是由若干装置、部件和零件组成的机械系统。它们是一个由确定的质量、刚度和阻尼的物体组成并能完成特定功能的系统。小型甘蔗收获机整体性机械系统是由若干个子系统构成的统—体。虽然各子系统具有各自不同的性能，但它们在结合时必须服从整体功能的要求，相互间须协调和适应。系统是不能分割的

2、，即不能把一个系统分割成相互独立的子系统，因为机械系统的整体性反映在于系统之间的有机联系上系统是可以分解的，但分解系统与分割系统是完全不同的。为了研究的方便，可以根据需要把一个系统分解成若干个子系统，第二节机械系统的特性2.相关性系统内部各子系统之间是有机联系的，它们之间相互作用、相互影响，形成了特定的关系。如系统的输入与输出之间的关系、各子系统之间的层次联系、各子系统的性能与系统整体特定功能之间的联系等，都取决于各子系统在系统内部的相互作用和相互影响的有机联系。某一子系统性能的改变，将对整个系统的性能产生影响。第二节机械系统的特性3.层次性系统可以分解为一系列子系统，并存

3、在一定的层次结构。在系统层次结构中表述了在不同层次子系统之间的从属关系或相互作用关系。层次本身就是系统构成的部分，每个层次反映了系统某种功能的实现方式第二节机械系统的特性4.目的性系统的价值体现在其功能上，完成特定的功能是系统存在的目的。因此，系统的功能就是系统的目的，它主要取决于要素、结构、环境。为了实现系统的目的，系统必须具有控制、调节和管理的功能。这些功能使系统进入与它的目的相适应的状态，实现要求的功能并排除或减少有害的干扰。第二节机械系统的特性第三节机械系统的组成1．动力系统包括动力机及其配套装置，是机械系统工作的动力源2．传动系统是把动力机的动力和运动传递给执行系

4、统的中间装置3．执行系统包括机械的执行机构和执行构件，它是利用机械能来改变作业对象的性质、状态、形状或位置，达到预定要求。4．操纵系统和控制系统都是为了使动力系统、传动系统、执行系统彼此协调运行，并准确可靠地完成整机功能的装置。二者区别是：操纵系统一般是指通过人工操作来实现；控制系统是经获得的控制信号，经由控制器，使控制对象改变其工作参数或运行状态而实现上述要求的装置，如伺服机构、自动控制装置等。第四节机械系统设计类型机械系统设计有以下三类不同的设计：(1)开发性设计在工作原理、结构等完全未知的情况下，应用成熟的科学技术或经过实验证明是可行的新技术，设计以往没有过的新型机械

5、。(2)适应性设计在原理方案基本保持不变的前提下，对产品作局部的变更或设计一个新部件，使机械产品在质和量方面更朗满足使用要求。(3)变型设计在工作原理和功能结构都不变的情况下，变更现有产品的结构配置和尺寸，使之适应于更多的容量要求。在机械产品设计中，开发性设计十分重要。“创新”可以使开发性设计、适应性设计和变型设计别具一格，从而提高产品的工作性能。第五节机械系统设计的关键内容原理方案设计是机械系统设计的关键内容。在原理方案设计过程中应解决下列问题：确定系统的总功能对设计任务抽象化，通过抽象化确定系统的总功能。优点：设计者容易认清系统设计目标，开阔设计思路。2.进行总功能的分

6、解将总功能分解为若干分功能，是实现功能工作原理方案的最好办法。3.选择分功能的功能载体分功能的功能载体的选择，是原理方案设计的一个关键步骤。建立起完整的功能载体目录是机械系统设计的重要手段第五节机械系统设计的关键内容4.构思功能载体的组合将各功能载体按系统总功能要求加以组合，可以得到多个工作原理方案，供设计者选择决策。5.方案的评价与决策针对不同的机械，确定评价指标体系和评价方法，对多个方案进行综合评价和决策。第二章机械系统设计原理第一节机械系统设计的一般程序和方法四个阶段产品规划（概念设计）、功能原理设计、结构技术设计、生产施工设计(工艺设计)。阶段步　骤方　法主要指导理

7、论产品规划设计方法预测技术设计方法学技术预测理论市场学信息学信息集约可行性报告、设计要求项目表产品设计任务预测调研可行性分析明确任务要求阶段步　骤方法主要指导理论原理方案设计系统化设计法创造技法评价决策方法系统工程学形态学创造学思维心理学决策论模糊数学总功能分析原理参数表、方案原理图功能分解功能载体组合功能原理方案(多个)功能元求解原理试验评价决策最优原理方案阶段步　骤方　法主要指导理论技术设计价值设计优化设计可靠性设计宜人性设计产品造型设计系列化设计机械性能设计工艺性设计自动化设计价值工程学最优化方法、工程遗传算