现代机械设计方法 教学课件 作者 陈立周 第1章　绪论.pptx

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1、现代机械设计方法主编中国机械工程学会机械设计分会第1章　绪论1.1　引言1.2　产品设计过程1.3　机械设计理论与方法1.1　引言(1)创新性设计　创新性设计是指当根据市场或用户的需求，运用成熟的科学技术成果开发一种新型的技术产品，而它的工作原理、功能及功能载体的结构三者之中至少有一项是或全部都是新颖的和首创的。(2)适应性设计　适当性设计是指在主功能及其实现原理、或者载体结构保持基本不变的情况下，增加技术产品的某些功能、或者部分改变某个功能或结构，使技术产品适应特定使用条件或者用户特殊要求的设计。(3)变参数设计　参变数设计是指在功能、原理和结构都保持不变的情况下，修改产品部分

2、零部件技术性能、结构尺寸，或扩大产品规格和增补系列以满足更大范围功能参数需求的设计。1.2　产品设计过程1.2.1　设计过程及其特点1.2.2　设计工作阶段和工作方法1.2.3　概念设计与参数设计1.2.4　结构设计，模块化、系列化和组合化设计1.2.5　产品造型设计和人机工程设计1.2.1　设计过程及其特点1)需求识别。2)背景调查或市场调查。3)目标陈述或功能说明。4)性能技术条件。5)构思与发明(概念设计或方案设计)。6)设计计算分析。7)评价和选择。8)详细设计。9)样机与试验。10)试生产。1.2.1　设计过程及其特点1)设计是一个创造性思维过程，是在多种不同类型知识(

3、如经验、常识、规范和标准、法规、原理和理论，计算公式和方法)的基础上，通过反复地、有步骤地、连贯地思考，提出前人未提出的问题，解决前人未解决的问题，这就是设计过程中的创新。2)设计是一个反复的过程，每一次的设计都不是按部就班从第1步一直做到第10步，而是当每一步的设计结果不能达到理想结果时，应该返回到前面的相应步骤进行再设计。3)设计是一个“单输入(用户需求)/多输出(多解)”的过程，即设计具有多解性，这是由设计过程是一创造过程这一特殊性质所决定的。1.2.2　设计工作阶段和工作方法(1)产品规划　产品规划阶段需进行需求分析、市场预测、可行性分析、确定设计参数和限制条件。(2)概

4、念设计　概念设计阶段是在功能分析的基础上通过创新构思、优化筛选取得较理想的功能原理方案。(3)技术设计　技术设计阶段是将产品的功能原理方案具体化，设计出机器及零部件的合理结构。(4)施工设计　施工设计阶段是完成全部生产所用的图样、说明书、工艺条件、使用说明书等有关的技术文件。(1)产品规划1)产品开发的必要性、市场调查和预测情况；有关产品的国内外水平和发展趋势。2)从现有技术条件分析，预期产品能达到的水平，它的创新点，经济效益和社会效益分析。3)设计、制造工艺等方面需要解决的关键问题，拟采取的技术措施。4)投入费用的估算及时间进度等。表1 - 1　设计任务书的参考内容表1 - 1

5、　设计任务书的参考内容(3)技术设计1)产品参数设计和总体设计。2)结构设计。3)工业造型和人机工程设计。4)模型设计和样机试验。5)技术设计。(4)施工设计1)分析是解决问题的前提，即利用现代科学技术的理论、方法和技术去研究问题，找出技术关键。2)综合是对未解的问题找出解决的方法，是一个创造性过程，一般应采用不同方法求得尽可能多的解法。3)评价是一种评比过程，用科学的方法对多个方案进行估价和评定，同时针对某些方案的不足进行调整和优化。4)决策是一种方案的筛选过程，是在方案评价的基础上，根据已定的目标找出问题解的最佳方案。表1 - 2　产品设计过程中的主要方法、理论和工具表1 -

6、 2　产品设计过程中的主要方法、理论和工具1.2.3　概念设计与参数设计1)概念设计(或产品构思，也有称功能原理设计)主要是选择或确定产品的一个基本构型，包括它所要达到的功能、基本结构和形式，以及约束与定义产品的一组性能技术条件(定义产品做什么用的)和寻找解的原理，更详细的还可以包括材料、元件和零部件的选用等。2)参数设计(包括设计计算、分析和选择)或设计综合是在产品的概念设计已产生设计方案之后进行的，即在满足各项设计技术条件下确定该方案的主要设计参数和结构尺寸的大小，以保证达到所要求的性能技术条件。1.2.4　结构设计，模块化、系列化和组合化设计结构设计，模块化、系列化和组合化

7、设计是工业产品技术设计阶段中应该十分重视的问题。结构设计的任务是为实现预定的产品功能提供一种具体结构的载体，虽然它的结构形式取决于产品的具体要求，但其“明确、简单和安全”却是它的基本设计原则。明确是指结构的形状和尺寸关系清晰、功能关系(即能量、信息和物料的转换与流动走向等)明确；简单是指形状简单、零件数少、相对运动副少、磨损件少，使用、维护和保养方便等；安全是指结构应具有各类失效强度的安全性、运行的安全性以及对环境的安全性。1.2.5　产品造型设计和人机工程设计一般，可以把产品的