2019年机械系统方案设计课件.ppt

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1、机械系统方案设计2019年5月12.1概述12.2功能原理设计12.3执行系统运动规律设计12.4执行机构类型设计12.5执行系统协调设计12.6总体方案评价与决策12.7机械传动系统方案设计主要内容1)从机构学观点看：机器是由各种基本机构组成的；2)从结构学观点看：机器是由一系列基本零件组成的；3)从专业角度看：如汽车是由底盘、发动机、车身组成的；二次细分的结果是？……。4)从功能角度看：12.1.1、从不同角度看机器的组成12.1概述原动机传动系统执行机构控制系统辅助系统给工作头产生工作力，带动其工作.P=Fv=Tω提供运

2、动和动力将原动机提供的运动和动力传递到执行机构12.1.2机械设计的一般程序设计计划阶段方案设计阶段技术设计阶段施工设计阶段试制投产阶段设计任务需求分析确定任务要求功能分析搜寻解法方案综合评价确定最佳原理方案构型设计确定材料、尺寸评价最佳结构图样和技术文件试制生产销售装配草图装配图、部件图零件图技术文件原理方案图设计任务书12.1.3机械运动方案设计的一般程序1.功能原理设计2.执行系统的运动设计3.执行机构的类型设计4.执行系统的协调设计5.执行系统的方案评价与决策6.机械传动系统设计Y改变设计尺寸运动规律设计工艺动作分解NN

3、给定机械预期实现的功能要求（使用要求或工艺要求）功能原理方案设计功能原理、功能元确定执行机构的型式设计和协调设计绘制运动循环图重新构思功能原理重新构思运动规律改变机构型式改变设计策略系统运动和动力参数确定原动机和传动系统方案确定执行机构尺度综合及运动和动力分析机械系统方案评价功能要求满足否？机械系统运动简图设计说明书执行系统方案确定及评价机械运动方案设计的过程和内容12.2功能原理设计12.2.1功能原理的创造性设计1.分析综合法2.还原创新法3.思维扩展法12.2.2功能原理设计的步骤求总功能求功能元解功能原理解最佳原理方案求

4、功能元明确任务形态学矩阵机构系统搜索评估决策功能分析功能分解明确任务功能分解功能元功能元解21433124曲柄摇杆机构明确任务2.功能分解1)引面线造环功能；2)钩面线扩环，使底面线交织的功能；3)收回面线的功能；4)送布的功能家用缝纫机主要功能:功能分解点钞机1)进钞输入功能；2)分钞功能；3)计数功能；4)整理功能；5)防伪功能。主要功能:功能分解黑箱信息能量物料信息能量物料约束对外影响输入输出黑箱分析法功能分解能量人力黑箱输入输出能量行走输入输出控制驱动支架变速转向制动转动功能结构图自行车总功能的黑箱描述功能分解硬币计数

5、包卷机输入（硬币）输出（经过包卷的硬币）功能分解（1）物料用双线箭头表示可以是固体、液体、气体、混合物金属机床水泵天然气管道汽车包括机械能、电能、热能、光能、化学能、核能、生物能等……机械能的描述：力和运动平移：力、线速度旋转：转矩、角速度振动：振幅、频率（2）能量用实线箭头表示①输入信号一般为控制信号开关控制、大小/速度/流量/强度控制②输出信号一般为状态信号，可以是测量值、指示值温度、压力、粗糙度、位置、报警信号……（3）信号用虚线箭头表示，可以是数字信号、模拟信号举例——冲床在功能原理设计中，用黑箱描述产品的功能。黑箱是系

6、统工程用于分析和描述系统的一种方法。黑箱黑箱黑箱的内部结构功能单元：硬币堆放、输送功能单元；2.硬币排列、分选、挑残功能单元3.硬币分选计数功能单元；4.硬币堆码、整理功能单元5.送纸、撕纸功能单元；6.硬币包卷功能单元7.卷边功能单元3、功能元从系统论的观点看，一个系统可以分解为一些子系统，那么一个系统的总功能也应该可以分解为一些“子功能”或者“分功能”。硬币计数包卷机的功能分解例总功能一级分解子功能二级分解次子功能功能分解到什么情况下结束？分解到“功能元”层次功能元——功能基本单位——基本机构所完成的基本功能。常见执行机构能

7、实现运动功能转换及符号基本功能表示符号运动放大和缩小运动形式转换方向交替变化运动轴线换向运动合成、分解运动脱离、连接机构基本功能符号常见运动功能及表达符号常见执行机构能实现运动功能转换符号分功能分功能分功能分功能二级分功能二级分功能二级分功能二级分功能二级分功能二级分功能功能元功能元功能元功能元功能元功能元总功能功能分解功能结构F1F2F3串联F1F2F3并联F1F2F3循环功能元设计一台点钞机，首先构思将钞票逐张分离的工作原理。确定功能原理方案确定功能原理方案切削螺纹板式搓丝机，但生产效率低！辊式搓丝机行星搓丝机实现同样的功能

8、，可以采用完全不同的作用原理！对应于不同作用原理的设备，不仅其结构不同，而且其产品质量、生产能力和生产成本间也都存在着很大的差异！功能原理的决策应综合考虑以下问题:1)原理方案的先进性及成熟程度采用的新技术应该是成熟的、被使用或已研究证明是可靠的技术。低故障率，