机械系统的方案设计与总体设计.pptx

机械系统设计;阶段;阶段;阶段;阶段;机械系统设计; 方案设计是一个创造性思维的过程，在进行方案设计时，重要的是要创新，在制定方案时采用新原理、新技术、新机构、新工艺，这样才能设计出有突破性的新产品。 ;一、研究给定的设计任务;二、设计任务的抽象化（是一种“思维方式和工作方法”） ; 创造性思维则是创作发明的基础。发明有原创性发明和组合式发明，原创性发明是指在原理上具有新突破的发明，对于世界和人类来讲具有一定的难度，是比较少见的。而我们所听到的发明多??都属于组合式发明，也就是在成熟理论的基础上，进一步的改进和完善，从而得到一种新的技术和理论。 ; 任何机械系统都可以看成是实现某种能量流、物料流和信息流传递和转化的装置。; 在一些较复杂的机械系统中，能量流、物料流和信息流都存在，如自走式合物联合收获机。 ; 从这个意义上讲，机械系统可抽象为：实现输入的能量、物料、信息和输出的能量、物料、信息转化的函数关系的机械装置。可表示如下： ; 确定“黑箱”作业对象（物料、能量、信息）转化的工艺原理，是打开“黑箱”的先决条件。 ;对于作业对象的一种转化，可以采用不同的工艺原理。; 采用不同的工艺原理，就会设计出不同的机械系统，它们的性能和经济效益各不相同。 ;四、确定技术过程; 下图是根据工艺原理图画出的自走式联合收获机的技术过程主流程图。 ; 对设计对象的目标和要求不同，技术系统的组成、相应的功能结构以及系统边界的划分就不相同；即便是设计对象的目标和要求相同，由于设计者的着眼点不同，技术系统及系统边界划分也会有较大差别。; 洗 衣 机 （黑 箱）; 可以用树状图像模型功能图形象地表达功能分解的结果： ; 功能载体是实现功能转化的实体结构。同一功能转化，可找出不同的功能载体。如传递回转运动这一功能转化，可采用摩擦轮传动、带传动、齿轮传动、链传动、蜗杆传动等功能载体。 ;; 从树状功能图可看出功能分解的过程，从功能结构图可看出各项功能元以及分功能之间的结构关系。;下图是材料试验机的功能结构图的制作过程：;;;; 经过功能分解后，一项总功能被分解成一系列分功能或功能元，与相应的技术物理效应及功能载体相对应，得到功能分解图和功能结构图。;以行走式挖掘机为例，说明机械系统技术方案确定的过程： ;;方案总数：N=A×B×C×D×E=6×5×4×4×3=1440;液动机　 液力耦合器 　 轮胎　　 液压缸传动　 抓斗 ;思考题： 1、举例说明什么是“黑箱”，为什么要把待定的设计对象抽象为“黑箱”，从“黑箱”图中可以看出什么问题。 2、举例说明怎么针对设计对象确定工艺原理，技术过程和寻找功能载体。 3、以你最熟悉的机械产品为例，说明机械系统方案设计的方法，要求画出“黑箱”示意图，树状功能图，功能结构图和形态学矩阵，并且组合可能的方案。; 外部环境的温度、湿度、尘埃、振动、噪声、外部输入能量的稳定性等因素，都会影响或干扰技术过程的转化；同样，技术过程的转化也会影响外部环境。是否对这些影响和干扰进行控制，就涉及到系统的边界。 ;例如： 普通轿车和越野车，外部环境——道路不同，要求内部系统——车的适应性不同，要求操纵系统不同，越野车要能适应较为恶劣的外部环境。 造纸设备，对外部环境的影响——污水，要经过处理以后才能排放，因此要把污水处理放到系统之内，这就是系统边界问题。;六、确定基本结构布局;发动机A后置；;发动机A前置；;发动机A后置；; 2）短头式：发动机一小部分伸入驾驶室之下。 优点：可以改善驾驶员的视野，减小轴距和车的长度，改善机动性，减轻自重。 缺点：发动机保养不方便，发动机工作产生的噪声、振动和高温对驾驶员有影响。; 1）发动机前置：发动机在车箱之前。 优点：操纵简单，发动机冷却条件好，保养维修方便。 缺点：车箱里噪声大，有油烟味和热气，车辆的面积利用较差。;七、方案评价;例4：四工位专用机床 四工位专用机床是在四个工位上分别完成工件的装卸、钻孔、扩孔、铰孔工作的专用加工设备。机床的执行动作有两个：一是装有工件的回转工作台的间歇转动；二是装有三把专用刀具的主轴箱的往复移动（刀具的转动由专用电机驱动）。两个执行动作由同一台电机驱动，工作台转位机构和主轴箱往复运动机构按动作时间顺序分支并列，组合成一个机构系统。 ;加工孔，如下图。材料：HT200;一、设计要求和主要参数 1.对主轴箱移动A3的要求 原始距离S=65mm 快速送进： 慢进切削： （据材料、