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机械设计学
第一章绪论
1、机械设计学定义——是一门研究机械设计的共性的综合性学科。如设计技术、
设计理论和设计方法。
2、机械设计的目标:在满足需求的基础上,实现约束最优化设计。
3、机械是机器和机构的统称。
4、机械设计具有的主要特点:多解性、系统性和创新性
5、机械设计学的学科由(机械产品设计的三个基本环节是)功能原理设计、实
用化设计和商品化设计三大部分组成。
功能原理设计:针对产品的主要功能所进行的原理性设计
实质:原理方案的构思和拟定过程。
设计方法:以简图或示意图来进行方案的设计。
实用化设计
工作:设计结构、选择材料、确定尺寸
要求:明确、简单、安全可靠、掌握和遵循其内在规律和一般原理。
实用化设计的核心是要使产品具有优良的性能,好用。
商品化设计(技术、经济、社会)
6、从设计构思的角度机械产品设计可归纳为三大步:创意、构思和实现。
创意:重点在于新颖性,且必须具有潜在需求。
构思:重点在于创造.即要构思一种新的技术方向或功能原理来实现某创意。
实现:重点在于验证构思的合理性,可以通过模型或原理样机来检查构思的合
理性。
7、创新需要充分发挥设计人员的三种能力:
抽象思维(抓住问题的本质)
创造性思维(求多解)
形象思维(头脑设计阶段)
8、信息的交流与综合是创新的前提
9、设计过程是在约束条件下求优过程(约束优化问题)包括:方案优化、设计
参数优化、结构形状优化和整体布局方案优化。
10、机械设计按其创新程度可分为创新设计、变型设计和适用性设计三种类型。
11、设计阶段的具体任务可分为四个阶段:可行性研究、初步设计、详细设计和
改进设计。
12、机械设计的基本程序可分为四个阶段:设计规划、方案设计、技术设计和施
1
工设计。
第二章机器的组成及典型机器的功能分析
1、机器的定义:一种用来变换或传递能量、物料与信息的机构的组合。
2、任何一台机器都是由原动机、传动机、工作机和控制器四部分组成。
第三章机械产品的功能原理设计
1、功能原理设计定义:针对产品的主耍功能所进行的原理性设计简称为功能原
理设计。即应用某种“物理效应”通过某种“作用原理”来实现“功能目标”的
结果。例如:点钞机分离功能原理构思。
2、重点:创新构思。例如:洗衣机功能原理的改进
3、创新与市场竞争潜力。例如:两种喷墨打印机
4、机器更新换代有三个途径:
1)改革工作原理;
2)改进工艺、结构、材料,目的是提高技术性能;
3)增强辅助功能。
5、功能原理设计的任务:寻找一种物理效应和相应的作用原理以实现所追求的
功能目标。
6、机械的功能原理基本上可以分为动作功能和工艺功能两大类。
简单动作功能--用极少的构件,实现简单而巧妙的动作。
历史上:杠杆、斜面、弓箭
现代:双动开关、魔方、百叶窗、拉链
复杂动作功能--特点:以七种基本机构为基础,加上控制功能,有成熟的设计
理论和经验。
历史上:木牛流马,水磨,风车
现代:硬币包装机,打印机,绘图仪
无论简单还是复杂动作功能,都是纯机械的功能,它们的基本特点是:“以形体
来实现功能”。
7、工作头的形状、运动方式和作用场构成完成工艺功能的三要素。
8、创造性思维的主要形式:逻辑思维、直觉思维(灵感思维)、扩散思维
9、创造性思维三大特点:独创性、综合性和偶然中的洞察力。
第五章机械产品的实用化设计
1、产品设计的核心即核心技术(内部空间设计):是指产品实现总功能和主要要
求的技术。
2
第六章机械结构设计
1、机械结构件一般应具有的功能:承受载荷、传递运动和动力、保证或保持有
关零件或部件之间的相对位置或运动轨迹关系等。
2、零件是构成机器的基本元素,从结构设计的角度出发,可以把零件称为结构
件。
3、机械零件在机械结构中的基本功能是承担载荷和传递运动和动力。
4、零件的相关关系分为直接相关关系和间接相关关系。
直接相关关系:凡是两零件有直接装配关系的。
间接相关关系:没有直接装配关系的相关。
间接相关可分为:位置相关和运动相关两类。
位置相关是指两零件在相互位置上有要求。
运动相关是指一零件的运动轨迹与另一零
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