产品设计中的理论与方法.ppt

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1、设计概论本课程：产品设计中的理论及方法。----概念设计、形体设计到制造过程按教学大纲要求，主要讲解六方面的内容：1．功能分析及产品构思设计——产品的机构设计方法学；2．机构的组合方法；3．设计评价；4．柔性制造系统的建模设计——柔性系统中的求解算法。包括资源规划、机床规划、精良生产及并行工程5.模糊理论与模糊规划6.机器人构型设计中的模糊优化建模1文库专用第一章绪论1.1设计概念人类的社会活动：物质财富创造财富的分配设计---物质财富创造---最基本的概念1．狭义的设计概念：设计--客观需求---满

2、足需求的技术系统活动。技术系统活动：产品创新设计或产品开发设计中的一切活动。包括：机构设计--结构（功能结构与工艺结构）与精度设计---装配设计--维修与运输及安装--报废回收设计--制造规划设计--……等。2．广义设计概念：例1，设计是一种针对目标问题的求解活动；例2，设计是一种创造性的活动，创造前所未有的，新颖而有益的东西。2文库专用例3，设计是“一种构思与计划，以及把这种构思与计划通过一定的手段转为视觉化的活动过程”。涵盖面更广的概念：对发展过程的安排对发展过程进行的活动发展过程：发展方向、程序

3、、细节、要达到的目标。涵盖面更广的3．创新是设计的灵魂设计目标——产品——赢得市场，产品的竞争力：——性能使用户满意；——开发周期最短；——成本最低；——无污染或污染被降低到最低的限度。“创新”的含义：A.原创新：B.新产品创新：非圆齿轮：凸轮与齿轮的组合；手机：新型手机=手机+电子记事本+……+网络。3文库专用1.2设计过程及产品的开发过程1.设计的四个过程阶段：——需求分析——构思设计——结构与精度设计——制造过程设计。2.现代产品制造的特点：A.创造设计过程长，制造过程缩短；B.由原来的满足精度

4、，经久耐用的特点—→现代的个性化、流行化的特征发展。3.产品设计的模式：反馈闭环的模式4文库专用2.1功能概念及分析方法2.2功能原理与运动规律之间的关系2.3运动规律与机构组合的关系2.4制定运动规律的原则和步骤2.5创新技法2.6机构组合时的基本原则及影响因素2.7按功能－结构矩阵设计运动简图2.8.按机构的结构特性作机构组合第二章功能分析与机构设计5文库专用2.1功能概念及分析方法1．功能概念：——效能——用途——作用——目的2．功能定义的方法：动词+名词3．功能分析法（1）总功能确定（2）功能

5、树作功能分解功能分解获取—→机构运动简图—→机构控制简图6文库专用（3）功能分解的方法——（目的——手段）2.2功能原理与运动规律之间的关系板材送料机构都有三个操作：供料，取料与送料。但不同的机构，原理不同，结构也不同；原理相同，结构也不同；功能原理：推力摩擦吸力7文库专用8文库专用归纳：功能与运动规律之间的对应关系A．功能与运动规律之间有对应关系，这个映射关系实现机构构思中由功能设计向运动规律设计的转化。B．功能与运动规律之间为1∶n的关系，即：单对多的关系。9文库专用10文库专用（2）直线往复运动

6、的机构（水平）图2-7往复运动的机构11文库专用归纳：运动规律与机构之间的对应关系A．运动规律与机构之间存在对应关系，这种关系能实现由运动规律到机构设计的转化。这种转化实现了由设计构思到实体产品之间的联接。B．运动规律与机构之间为1∶n的关系，即：单对多关系。12文库专用2．功能原理、运动规律与机构综合之间的关系（1）功能与运动规律之间存在着对应关系，运动规律与机构之间存在着对应关系；设计活动从功能分析→运动规律分析→机构设计过程转化的有序性、逻辑性（2）两个1∶n（单对多）关系13文库专用2.4制定

7、运动规律的原则和步骤1．步骤（1）功能分析（2）运动规律分析（3）型选择a.原理类型b.结构类型（4）运动协调分析及协调设计a.能完成要求的操作动作，满足使用性能；b.动作协调，无碰撞、干涉、过程平稳。14文库专用2．制定运动规律的原则І．运动最简原则及规律集最小原则减少冗余环节规律集最小运动规律为简单运动II．结构最简原则采用新机构、新技术采用简单轮廓结构15文库专用2.5创新技法1．分析综合法例1：设计方形罐头瓶自动贴签的机构16文库专用（1）分析成熟产品：取签上胶压签及贴签贴签瓶的输入与输出（2

8、）提取特征机构，组合成设计机构17文库专用图2-10纸张分离机构图2-11邮票上胶机构18文库专用19文库专用图2-12带式上胶机构20文库专用图2-13方瓶自动贴签的机构3)组合与调整，最后形成方瓶自动贴签的设计机构21文库专用2．思维扩展性在已有成熟产品的机构上作扩展设计，获取新机构例2：要设计实现大行程的复杂运动规律的机构图2-14大行程复杂运动机构22文库专用大行程用线性函数Sk实现，即：Sk=K（t）复杂运动用非线性函数Sf实现，即：Sf=f（