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1、功能分析步骤姓名：毛龙所 班级：机自114学号：201110301429一、功能分析定义功能一旨产品技术系统的用途或所具有的特定工作能力。功能分析一一寻功能方案的主要方法。这种方法将复杂系统的总功能 分化为简单的功能单元，再对每个功能无求解，然后进行组合，得到系统多种 总方案，然后分析比较，最后得到最佳功能方案。功能分析过程是设计人员初步酝酿功能原理设计方案的过程。这个过程往 往不是一次能够完成的，而是随着设计工作的深入而需要不断修改完善的。二、设计步骤和各阶段的应用方法目的：确定技术系统的原理方案步骤：1. 功能分析2. 总功能分解3. 功能单元求解4方案综合明龜严务|/黑箱法/盘为能F/功
2、能科fI功琏刃功能元解ih 创造性技法/功能琼理方案-/形态学矩尊/评价法/最彳圭功能原理方案 _ _ h,图i功能分析步骤原理图1. 总共能分析一抽象构思，建立黑箱模型将设计的对象系统看成是一个不透明的、不知其内部结构的“黑箱”，只集 中分析比较系统中三个基本要素（能量、物料、和信息）的输入输出关系，就 能突出的表达系统的核心问题一系统的总共能。技术系统的总共能就是以实现某种任务为目标的输入输出量之间的关系，实现了预定转换就体现了系统的总 共能。起来。能量特设计的能量输入机械系统输出如图2为一般黑箱示意图，方框内部为待设计的技术系统，方框即为系统 的边界，通过系统的输入和输出环境对暮统的干扰
3、图2 一般黑箱示意图2. 功能分解一扩展构思，建立功能系统图功能系统图是功能实现方式的展示，也是分析功能必要程度的依据。它从 实现产品总功能出发，通过寻找功能实现手段方法，逐步找出下位功能并以此 类推的追究直到找出末端功能为止。将总功能分解为分功能，直至功能元。功 能元是不能分解的最下功能单位，是直接能从物理效应、逻辑关系等方面找到 解法的基本功能。功能分解可用树状结构予以图示，称为功能树，如图3所示。/二萼功能二券證r莎储冗功能冗图3功能树功能单元一在系统各分支的终端，即末端功能通常是具有独立功能的功能 元功能元的类型，可以分为三大类：（1）物理功能元 （2）数学功能元 （3）逻辑功能元1）
4、物理功能元它反映系统中物理量转化的基本动作。其中常用的五种为： “变换一复原”功能元。 “放大一缩小”功能元。 “联结一分离”功能元。 “传导一绝缘”功能元。 “贮存一提取”功能元。2）数学功能元它反映数学的基本动作。如加和减、乘和除、乘方和开方、积分和微分。 数学功能元主要用于机械式的加减机构和除法机构，如差动轮系；控制系统, 如用脉冲计数装置控制动作幅度等等。3）逻辑功能元包括“与”、“或”、“非”三元的逻辑动作，主要用于控制功能。3. 功能单元求解就是将功能单元所需执行的动作，用合适的执行机构型式来实现为求得系统的最终原理解，必须首先求得各功能元的原理解。按照柯勒的 定义，可以用下式表示
5、：功能元的原理解=彳（功能元的功能，实现载体）因此，寻求原理解的重点就是针对功能元寻求其实现载体。对于一个功能 系统来说，并非所有功能元的载体都是创新的，应该说，其中大量是存在现成 解的，有些解被汇编成解法目录，是设计中的重要参考。（1）功能元的解法目录（设计目录）（2）创新技法求解（利用创造性思维）4. 求系统原理解将各功能元解进行合理组合，就可以得到系统的多个原理解。进行功能元解的组合时常采用形态综合法。以功能元为纵坐标，各功能元 解为横坐标，构成形态学矩阵。如表所示。从每项功能元中取出一种解进行有机组合，即得到系统的一个原理解。如果有m个功能元，第i个功能元有n个功能元解，则可能的原理解
6、个数为:N=nl xn2xnixnm 呦能蘇12 1系歸的瑋态学距阵1屉昆系统原理解的可能方案数为：N=6X5X4X4X3=1440 如：A1+B4+C3+D2+E1为电动履带式挖掘机A5+B5+C2+D4+E2为液压轮胎式挖掘机5. 求最优原理方案一一比较法粗筛选：把与设计要求不符的或各功能元解不相容的方案去除。如:行走挖掘机，若动力源为电动机，则与液力耦合器、气垫、液压缸传动等功能元解不相容，不能能成可实现的方案，必须去除。 定量评价选择最佳方案以材料拉伸试验加载自总量信号机为例利用进行功能检析试件4变形能变形后的试件力信号*变形信号运动形式转换速度，扭矩转换图4总共能试黑箱持试件拉伸 夹头移动试件松开讯号取得试件拉伸 测力及变 形力测量讯号放大测量结果显示 1 讯号取得变形测量讯号放大_测量结果显示开机动作控制停机自动停机图5功能树图6完善的功能结构7功能分析法的优点设计步骤明确规律性强有利于采用计算机进行设计有利于提高设计质量和效率容易掌握
