第2章机械系统总体设计

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1、机械系统设计机械系统设计第二章第二章 机械系统总体设计机械系统总体设计本章学习重点本章学习重点功能原理设计的方法：功能原理设计的方法：黑箱法黑箱法 ( ( 功能结构、功能分解、功能元功能结构、功能分解、功能元) )结构总体设计的结构总体设计的任务、原则、步骤、基本原理任务、原则、步骤、基本原理1妹妹揣揣磺磺玫玫捐捐绢绢扮扮乙乙杀杀琶琶柯柯吊吊坠坠贰贰蜜蜜谓谓瑞瑞抽抽荆荆剔剔哄哄昔昔寐寐必必逆逆驱驱侗侗涵涵沟沟场场肝肝嚏嚏第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计 任何一种产品的开发，都面临着市场竞争的考任何一种产品的开发，都面临着市场竞争的考验

2、，要提高产品的竞争力，必须在产品的以下几方验，要提高产品的竞争力，必须在产品的以下几方面下功夫：面下功夫： 1 1）设计）设计 2 2）制造）制造 3 3）销售）销售 4 4）售后服务）售后服务 5 5）改进设计）改进设计 其中其中设计设计是一个最基本的环节，产品的质量、是一个最基本的环节，产品的质量、性能、成本等主要是在性能、成本等主要是在设计阶段设计阶段决定的。决定的。第二章第二章 机械系统总体设计机械系统总体设计引言引言2唉唉赴赴狮狮顿顿悯悯摧摧歉歉淋淋关关溺溺遍遍瞪瞪汽汽女女这这陵陵埃埃尤尤凋凋杖杖讫讫墓墓槽槽毗毗纤纤诬诬贮贮谭谭噪噪轻轻疲疲赎赎第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设

3、设计计第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计产产品品产产生生过过程程第二章第二章 机械系统总体设计机械系统总体设计产品设计阶段对产品的质量、性能、成本等起决定性作用产品设计阶段对产品的质量、性能、成本等起决定性作用 3驴驴烧烧尽尽媚媚嫂嫂伐伐后后菌菌烙烙鞠鞠针针校校架架牧牧焊焊矣矣戒戒乡乡坐坐申申帜帜尊尊相相驻驻赁赁虎虎税税亦亦内内烘烘卯卯雌雌第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计机械系统总体设计的重要性：机械系统总体设计的重要性： 机械系统总体设计是产品设计的关键，它对产品的机械系统总体设计是产品设计的关键，它对产品的技术性技术性

4、能能、经济指标经济指标和和外观造型外观造型均具有决定性意义。均具有决定性意义。 机械系统总体设计的结果机械系统总体设计的结果：形成技术设计阶段的：形成技术设计阶段的指导性文件指导性文件。 主要指原理图和装配图。主要指原理图和装配图。 第二章第二章 机械系统总体设计机械系统总体设计4篙篙逃逃弛弛秩秩灾灾旁旁绪绪管管释释咱咱竹竹野野椰椰姑姑汪汪混混贺贺虱虱炙炙诸诸笋笋传传冉冉屹屹拒拒常常瓜瓜烂烂嫌嫌墅墅口口刷刷第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计什么是功能原理设计？什么是功能原理设计？第二章第二章 机械系统总体设计机械系统总体设计 功能原理设

5、计功能原理设计机械系统设计的最初环节机械系统设计的最初环节针对该产品的主要功能提出一些原理性的构思针对该产品的主要功能提出一些原理性的构思功能原理设计对产品的成败起着决定性的作用功能原理设计对产品的成败起着决定性的作用蒸汽机蒸汽机（工业革命）（工业革命）内燃机内燃机 为了不使我们的产品输在起跑线上，所以要做好功能原理设为了不使我们的产品输在起跑线上，所以要做好功能原理设计计“它武装了人类，使虚弱无力的双手变得力大无穷，健全了人它武装了人类，使虚弱无力的双手变得力大无穷，健全了人类的大脑以处理一切难题。它为机械动力在未来创造奇迹打下类的大脑以处理一切难题。它为机械动力在未来创造奇迹打下了坚实的基

6、础，将有助并报偿后代的劳动。了坚实的基础，将有助并报偿后代的劳动。” 5诲诲淮淮公公蚀蚀莫莫宅宅顽顽胖胖观观砖砖泄泄情情督督饺饺淆淆璃璃丢丢阳阳斑斑靖靖煮煮沫沫平平趣趣砖砖惕惕蓉蓉福福堆堆冰冰胃胃烙烙第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计第二章第二章 机械系统总体设计机械系统总体设计评价功能原理设计好坏的标准评价功能原理设计好坏的标准构思的创新性构思的创新性市场的竞争潜力市场的竞争潜力对于设计者而言，要想具有创造力离不开以下几点：对于设计者而言，要想具有创造力离不开以下几点：（创造力的五要素）（创造力的五要素） 知识、经验、才能、心理素质、

7、机遇知识、经验、才能、心理素质、机遇 知识和实践经验的积累是一个重要因素，设计者要进行创知识和实践经验的积累是一个重要因素，设计者要进行创新构思，就要具有很广的知识面和坚实的知识基础。新构思，就要具有很广的知识面和坚实的知识基础。6黍黍州州赃赃抛抛烘烘跌跌褪褪蛤蛤司司拎拎亨亨抡抡禹禹托托扇扇娩娩曼曼箩箩烬烬蠢蠢骗骗抿抿潞潞轰轰话话核核墟墟糊糊榔榔酮酮栅栅逐逐第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计 创新设计方法创新设计方法是工程设计方法的重要组成部分，应该贯是工程设计方法的重要组成部分，应该贯穿于工程技术设计的全部过程中，也是提高产品设计水平

8、，穿于工程技术设计的全部过程中，也是提高产品设计水平，增强产品竞争能力的根本措施和有力手段。特别是在产品的增强产品竞争能力的根本措施和有力手段。特别是在产品的功能原理方案设计阶段，运用创新设计方法尤其重要，可获功能原理方案设计阶段，运用创新设计方法尤其重要，可获得更多的原理方案，最终可能产生更多、更好的新产品。得更多的原理方案，最终可能产生更多、更好的新产品。第二章第二章 机械系统总体设计机械系统总体设计几种简单的创新技法几种简单的创新技法智力激励法智力激励法( (集思广益法集思广益法) )提问追溯法提问追溯法联想类推法联想类推法系统搜索法系统搜索法组合创新法组合创新法7荷荷瞄瞄忠忠拟拟藩藩诞

9、诞坟坟篡篡泞泞柑柑钉钉鱼鱼滔滔胡胡耿耿垦垦份份龋龋闲闲伍伍烧烧哄哄痊痊巷巷猾猾器器盐盐说说盆盆餐餐褐褐卤卤第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计创新设计方法的应用（补充内容）创新设计方法的应用（补充内容） (2)(2)集智会法集智会法 个人虽具有独创性，但毕竞要受到知识和经验个人虽具有独创性，但毕竞要受到知识和经验的局限，因此有一种集数人的局限，因此有一种集数人(5(56 6个个) )一起的集智会法。这种方法一起的集智会法。这种方法可集中许多人的创造力，起到多人相互启发的作用。如为了避免可集中许多人的创造力，起到多人相互启发的作用。如为了避

10、免各人之间可能出现的相互妨碍和产生无形压力，更便于每个人充各人之间可能出现的相互妨碍和产生无形压力，更便于每个人充分发表意见，也可采用书面集智的形式，如分发表意见，也可采用书面集智的形式，如“专家预测法专家预测法”等。等。1 1智力激励法智力激励法( (集思广益法集思广益法)-2)-2种种 (1)(1)智暴法智暴法 指抓住瞬时的灵敏意识流而得到一些新想法时的指抓住瞬时的灵敏意识流而得到一些新想法时的一种方法。甚至有些想法近乎一种方法。甚至有些想法近乎胡思乱想胡思乱想，五花八门，不着边际，五花八门，不着边际，但它们都具有打破常规、突破但它们都具有打破常规、突破“框框框框”的独创性特点。的独创性特

11、点。 设计人员只要抓住这瞬时的设计人员只要抓住这瞬时的“灵感灵感”和和“顿悟顿悟”等一闪念，等一闪念，就有可能得出解决问题的启示。就有可能得出解决问题的启示。8粟粟衷衷吱吱绚绚菏菏汹汹习习迟迟耸耸尸尸镣镣蒜蒜制制盲盲梁梁魔魔敞敞雹雹陡陡掖掖灰灰誓誓失失撩撩侍侍项项岳岳偷偷院院亲亲庆庆驱驱第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计 2 2提问追溯法（提问追溯法（4 4种）种） 该法是通过对问题进行分析，加以推理来扩展思路，或把复该法是通过对问题进行分析，加以推理来扩展思路，或把复杂问题进行分解，找出各种影响因素，再进行分析推理从中寻求杂问题进行分

12、解，找出各种影响因素，再进行分析推理从中寻求问题解答的一种创新技法。它在思维方面具有问题解答的一种创新技法。它在思维方面具有逻辑推理逻辑推理的特点。的特点。主要包括以下几种方法。主要包括以下几种方法。 创新设计方法的应用（补充内容）创新设计方法的应用（补充内容）(1)(1)提问法提问法 如美国麻省理工学院如美国麻省理工学院(MIT)(MIT)的提问法的提问法, , 它是在设计过程中提出如下问题要求回答：它是在设计过程中提出如下问题要求回答：增加功能增加功能能在原有基础上增加新功能吗能在原有基础上增加新功能吗? ?提高性能提高性能在耐用、可靠、维修等方面能否改善在耐用、可靠、维修等方面能否改善?

13、 ?降低成本降低成本能用减少零件、更换材料、改变工艺等方法降低能用减少零件、更换材料、改变工艺等方法降低 成本吗成本吗? ?增加销售增加销售对商品特点、产品设计、包装等是否作了研究对商品特点、产品设计、包装等是否作了研究? ?9砧砧拟拟胆胆了了撬撬痒痒芯芯濒濒汁汁君君冕冕惰惰届届臭臭驶驶晌晌锗锗瘤瘤奇奇肛肛翱翱固固庙庙蕾蕾广广人人临临酶酶如如纠纠滓滓霞霞第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计创新设计方法的应用（补充内容）创新设计方法的应用（补充内容）(2)(2)反向探求法反向探求法 对现有的问题解决的方案系统地加以否定或寻求对现有的问题解决

14、的方案系统地加以否定或寻求其他甚至相反的意见其他甚至相反的意见, ,找出新的解法或启发新的想法。可分为找出新的解法或启发新的想法。可分为“逆逆向向”和和“转向转向”两类方法。例如，机械加工时由工件不动发展到两类方法。例如，机械加工时由工件不动发展到工件转动，属于工件转动，属于“逆向逆向”的做法。的做法。(3)(3)缺点列举法缺点列举法 针对某一设计方案，列出其所有缺点和不足，针对某一设计方案，列出其所有缺点和不足， 研究改进方法以探求新方案。研究改进方法以探求新方案。(4)(4)向前推演法向前推演法 从一个最初的设想按一定方向逐步向前探索，寻从一个最初的设想按一定方向逐步向前探索，寻 找新的想

15、法。找新的想法。例如，联接两个轴的离合器，其联接方式可以是牙嵌式的、齿形式例如，联接两个轴的离合器，其联接方式可以是牙嵌式的、齿形式的、摩擦锥式的、单片或多片摩擦片式、超越离合器式和电磁离合的、摩擦锥式的、单片或多片摩擦片式、超越离合器式和电磁离合器式等。又如对摩擦式的联接，其压力产生又可以是机械式的、液器式等。又如对摩擦式的联接，其压力产生又可以是机械式的、液压式的和电动式的等。压式的和电动式的等。10崖崖汁汁椰椰嫉嫉蚤蚤职职菱菱阂阂老老生生时时怖怖凡凡柬柬矿矿忍忍批批僧僧押押瞳瞳壳壳胚胚煽煽婿婿骂骂障障燥燥奢奢架架锗锗行行绚绚第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计第第2 2章章机机

16、械械系系统统总总体体设设计计创新设计方法的应用（补充内容）创新设计方法的应用（补充内容）3 3联想类推法联想类推法 该法是通过启发、类比、联想、综合等创造出新的想法来解该法是通过启发、类比、联想、综合等创造出新的想法来解决问题。主要有以下几种方法决问题。主要有以下几种方法(1)(1)相似联想法相似联想法 通过相似联想进行推理，寻找创造性解法。通过相似联想进行推理，寻找创造性解法。(2)(2)抽象类比法抽象类比法 用抽象反映问题实际的类比方法来扩大思路寻用抽象反映问题实际的类比方法来扩大思路寻求新解法。例如，要发明一种开罐头的新方法，可先抽象出开的求新解法。例如，要发明一种开罐头的新方法，可先抽

17、象出开的概念，列出现有的各种概念，列出现有的各种“开开”的方法，如打开、撕开、拧开、拉的方法，如打开、撕开、拧开、拉开等。然后从中寻找对开耀头有启示的新方法来。开等。然后从中寻找对开耀头有启示的新方法来。(3)(3)仿生法仿生法 通过对生物的某些特性进行分析和类比，启发出新通过对生物的某些特性进行分析和类比，启发出新的想法和创造性方案的一种方法。它是现代发展新技术的重要途的想法和创造性方案的一种方法。它是现代发展新技术的重要途径之一。例如，飞机构件中的蜂窝结构就是仿生法在技术设计中径之一。例如，飞机构件中的蜂窝结构就是仿生法在技术设计中的应用实例。的应用实例。11缎缎晌晌箔箔谁谁斡斡聘聘膳膳舔

18、舔酒酒街街斋斋沏沏箭箭汛汛鸡鸡惑惑菩菩矛矛丝丝牙牙奠奠湍湍号号蚌蚌炸炸既既豆豆肠肠著著阀阀晃晃锈锈第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计创新设计方法的应用（补充内容）创新设计方法的应用（补充内容）仿生机器鱼仿生机器鱼12光光水水载载伐伐啤啤廉廉坎坎柳柳左左环环误误叹叹郎郎惰惰甸甸鞭鞭祝祝抵抵舔舔傲傲庸庸爷爷样样碎碎酶酶衬衬钢钢彰彰茁茁屯屯廊廊雨雨第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计4 4系统搜索法（系统搜索法（2 2种）种） 对于技术系统，可以根据其组成或影响性能的全部参数，系统对于技

19、术系统，可以根据其组成或影响性能的全部参数，系统地依次分析搜索，以探求更多的解决问题途径。这种方法称为系统地依次分析搜索，以探求更多的解决问题途径。这种方法称为系统搜索法。搜索法。 如如果果产产品品是是功功能能和和动动作作都都要要求求复复杂杂的的机机械械系系统统，还还有有两两种种具具体体指导设计人员进行创新设计的方法。指导设计人员进行创新设计的方法。 (1)(1)机机构构系系统统搜搜寻寻法法 针针对对设设计计要要求求，首首先先系系统统地地找找出出各各种种可可能能的的机构，然后进行评价择优。（并联机构）机构，然后进行评价择优。（并联机构）(2)(2)逻辑积木法逻辑积木法 将机械系统的输出要求分解

20、成基本功能，然后根将机械系统的输出要求分解成基本功能，然后根据整个设计综合的约束条件认真构思简单的组件据整个设计综合的约束条件认真构思简单的组件( (零件、机构、部零件、机构、部件、分系统等件、分系统等) )。再将这些组件。再将这些组件( (即积木即积木) )按一定的相互关系，用最按一定的相互关系，用最简单的形式将输入与输出连接起来。简单的形式将输入与输出连接起来。 创新设计方法的应用（补充内容）创新设计方法的应用（补充内容）13株株堵堵豺豺脯脯赠赠较较罢罢猛猛吻吻货货诉诉燎燎抽抽抢抢涤涤瘴瘴鲸鲸伐伐峡峡疼疼秉秉鹿鹿顾顾旧旧痈痈獭獭怠怠唇唇界界夯夯霍霍茁茁第第2 2章章机机械械系系统统总总体体

21、设设计计第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计5 5组合创新法（组合创新法（2 2种）种） 利用事物间的内在联系，用已有的知识和成果进行新的组合利用事物间的内在联系，用已有的知识和成果进行新的组合而产生新的方案。应该认识到合理的组合也是一种创造。而产生新的方案。应该认识到合理的组合也是一种创造。 (1)(1)组合法组合法 是把现有的技术或产品通过功能、原理、机构等组合是把现有的技术或产品通过功能、原理、机构等组合变化，形成新的技术思想和新的产品。组合的类型包括变化，形成新的技术思想和新的产品。组合的类型包括功能组合功能组合、系统组合系统组合等。等。 例如，把刀、剪、挫、锥等功能集中起来

22、的例如，把刀、剪、挫、锥等功能集中起来的“万用旅行刀万用旅行刀”等就是组合法的产品。等就是组合法的产品。 （瑞士军刀）（瑞士军刀）(2)(2)综摄法综摄法 是通过已知的东西作媒介，把毫无关联的、不相同的是通过已知的东西作媒介，把毫无关联的、不相同的知识要素结合起来，摄取各种产品的长处将其综合在一起，制造出知识要素结合起来，摄取各种产品的长处将其综合在一起，制造出新的产品的一种创新技法。它具有综合摄取的组合特点。新的产品的一种创新技法。它具有综合摄取的组合特点。 例如日本南极探险队在输油管不够的情况下，因地制宜，用铁例如日本南极探险队在输油管不够的情况下，因地制宜，用铁管做模子，包上绷带，再层层

23、淋上水使之结成一定厚度的冰，做成管做模子，包上绷带，再层层淋上水使之结成一定厚度的冰，做成冰管子，用作输油管的代用品，这就是综摄法的应用实例。冰管子，用作输油管的代用品，这就是综摄法的应用实例。 创新设计方法的应用（补充内容）创新设计方法的应用（补充内容）14膀膀跌跌旧旧松松宿宿意意覆覆奋奋蜡蜡留留绪绪铰铰煮煮踏踏笔笔疆疆专专好好既既蔡蔡苹苹嘉嘉登登串串戚戚噎噎漏漏譬譬年年窒窒剔剔扛扛第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计2.1 机械系统的功能原理设计机械系统的功能原理设计2.1.1 功能的定义及其分类功能的定义及其分类 功能功能 是系统必

24、须实现的任务，或者说是系统具有转化能量、是系统必须实现的任务，或者说是系统具有转化能量、运动或其他物理量的特性。运动或其他物理量的特性。 “功能功能”是产品的核心和本是产品的核心和本质质“顾客购买的不是产品本身，而是产品所具有的功能顾客购买的不是产品本身，而是产品所具有的功能”。15 设计者如何看待产品的功能呢？设计者如何看待产品的功能呢？ 或者说在设计中关于功能应该考虑哪些因素呢？或者说在设计中关于功能应该考虑哪些因素呢？戒戒态态疹疹健健滁滁荚荚球球刚刚沃沃缕缕浅浅缩缩暖暖岩岩抡抡亡亡缨缨度度听听哥哥捡捡蓖蓖巍巍棉棉破破摊摊俘俘虱虱膘膘顷顷阻阻庞庞第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计

25、计第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计2.1.1 功能的定义及其分类功能的定义及其分类顾客对功能的需求是有条件的，顾客对功能的需求是有条件的，设计者也必须考虑如下问题：设计者也必须考虑如下问题： 1 1）功能使用的地点及环境条件；）功能使用的地点及环境条件； 2 2）功能的定性与定量参数；）功能的定性与定量参数； 3 3）功能实现的具体结构与手段；）功能实现的具体结构与手段； 4 4）功能使用的经济性）功能使用的经济性16骨骨室室天天译译惧惧充充洞洞狄狄什什芝芝沿沿条条竣竣旷旷可可涡涡夹夹孤孤近近砧砧砒砒刑刑扎扎钻钻师师措措严严溯溯髓髓碘碘利利厉厉第第2 2章章机机械械系系统统总总体

26、体设设计计第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计适合环境：适合环境：温度：温度：202202；湿度：；湿度：5555-65-65功能的定性与定量参数：功能的定性与定量参数：测量行程（测量行程（X XY YZ Z）500600400500600400（mmmm） 机台尺寸（长宽高）机台尺寸（长宽高）160012002500160012002500（mmmm） 机台承重：机台承重：500kg500kg最大允许误差：长度测量最大允许误差最大允许误差：长度测量最大允许误差MPEEMPEE（2.82.8L L200200）um um 功能的实现的具体结构与手段功能的实现的具体结构与手段精密花岗岩

27、平台、气浮导轨，保障机构稳定精密花岗岩平台、气浮导轨，保障机构稳定气源压力：气源压力：0.4 MPa0.4 MPa0.6 MPa 0.6 MPa 空气流量：空气流量：90 L90 Lminmin（0.4 MPa0.4 MPa）移动位移测量元件：英国移动位移测量元件：英国RENISHAWRENISHAW品牌，分辨率品牌，分辨率0.001mm 0.001mm 172.1.1 功能的定义及其分类功能的定义及其分类肿肿擂擂株株封封钩钩啮啮瞎瞎兹兹闭闭估估键键薯薯匈匈守守迅迅阶阶朋朋目目爬爬音音尤尤妻妻诅诅疑疑吾吾黍黍艇艇赛赛载载衙衙簇簇隐隐第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计第第2 2章章机

28、机械械系系统统总总体体设设计计概念辨析概念辨析 1)1)功能功能 2) 2)功用功用 3) 3)用途用途 4) 4)性能性能 5) 5)能力能力182.1.1 功能的定义及其分类功能的定义及其分类养养况况梧梧鱼鱼死死刘刘馈馈癣癣头头寻寻峭峭宜宜灰灰利利孟孟霞霞普普笑笑历历狮狮消消杜杜肉肉器器晤晤审审吴吴烂烂厨厨啥啥圾圾复复第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计功能的分类功能的分类 在设计中对系统各种功能的对待与处理方法：在设计中对系统各种功能的对待与处理方法： 2 2）附加功能附加功能 可随技术条件或结构方式的改变而取舍或改变；可随技术条件

29、或结构方式的改变而取舍或改变； 3 3）非必要功能非必要功能 可能是设计者主观加上去的，因此可有可无。可能是设计者主观加上去的，因此可有可无。 4 4）由于系统的功能总是以成本作为代价的，所以，设计时应由于系统的功能总是以成本作为代价的，所以，设计时应对一个系统需具有哪些必要功能，去掉哪些非必要功能做出明对一个系统需具有哪些必要功能，去掉哪些非必要功能做出明确的决定。确的决定。1 1）基本功能基本功能 必须保证，且在设计中不能改变；必须保证，且在设计中不能改变；192.1.1 功能的定义及其分类功能的定义及其分类瓢瓢津津逢逢汝汝歧歧扣扣继继炎炎治治高高姻姻朋朋凳凳滞滞绞绞叙叙望望烟烟踞踞厅厅革

30、革饥饥茧茧槽槽偿偿弘弘驼驼睫睫商商惕惕挟挟卢卢第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计2.1.2 功能原理设计及其特点功能原理设计及其特点 【例【例2.12.1】设计行走机器人】设计行走机器人 2.1 机械系统的功能原理设计机械系统的功能原理设计 “功能原理设计功能原理设计”就是针对所设计产品的主要功能提出一些原就是针对所设计产品的主要功能提出一些原理性的构思，亦即针对产品的主要功能进行原理性设计。理性的构思，亦即针对产品的主要功能进行原理性设计。基本功能基本功能行走行走注意：注意： 不要先入为主，抓住一种方案不放手！这样很有可能使你丧不要先

31、入为主，抓住一种方案不放手！这样很有可能使你丧失以最佳方式实现产品功能的机会！失以最佳方式实现产品功能的机会！20轮式轮式足式（双足、四足、六足、八足）足式（双足、四足、六足、八足）履带式履带式蠕动式蠕动式混合式（轮混合式（轮- -足）足）方式方式找找勇勇擅擅讣讣畏畏拢拢茄茄坡坡柯柯炕炕发发挡挡缺缺氧氧蛀蛀锭锭坎坎搽搽糟糟揍揍宣宣跋跋淳淳铂铂悦悦克克伪伪征征酷酷退退趴趴检检第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计212.1.2 功能原理设计及其特点功能原理设计及其特点 才才善善凌凌拎拎巨巨碌碌踪踪辰辰淬淬字字卿卿即即函函慷慷忠忠沸沸傻傻冷冷兽

32、兽水水浙浙倡倡啼啼砧砧鞘鞘斤斤藉藉噶噶呈呈导导敬敬甜甜第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计勇气号勇气号机遇号机遇号222.1.2 功能原理设计及其特点功能原理设计及其特点 蔓蔓情情该该伤伤梆梆鼠鼠沙沙糜糜杠杠梢梢妨妨恩恩哀哀啥啥钠钠五五岸岸设设弹弹贫贫恤恤邢邢擦擦挑挑仲仲叉叉票票尸尸限限萎萎推推哲哲第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计如何从众多可实现方案中选择满足特定要求的原理方案？如何从众多可实现方案中选择满足特定要求的原理方案？ 分析各种行走原理的特点（优点和缺点），并与具体的要

33、分析各种行走原理的特点（优点和缺点），并与具体的要求作比较，从中选出最佳原理方案。求作比较，从中选出最佳原理方案。与具体要求比较与具体要求比较还要考虑还要考虑创新性创新性和和市场潜力市场潜力232.1.2 功能原理设计及其特点功能原理设计及其特点 缠缠仪仪棋棋困困称称探探胚胚肄肄剧剧祸祸剑剑额额埔埔治治壳壳那那詹詹镰镰眉眉蕉蕉浮浮拾拾侣侣黔黔蝎蝎吸吸搐搐护护韦韦眩眩西西诉诉第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计【例【例2.22.2】设计草地剪草机】设计草地剪草机 对杂草进行剪修通常的办法有：对杂草进行剪修通常的办法有：拉断拉断可以拉断草，但

34、无法控制被拉断草的高度，即无法使草可以拉断草，但无法控制被拉断草的高度，即无法使草地整齐。地整齐。割断割断像农夫割麦一样，需要握住草的上部才能割断。像农夫割麦一样，需要握住草的上部才能割断。剪断剪断利用剪刀刃的合拢可以剪断草。利用剪刀刃的合拢可以剪断草。 （剪断是较合理的方案，目前很多剪草机都采用这种方式）（剪断是较合理的方案，目前很多剪草机都采用这种方式） 功能原理设计功能原理设计 就是针对所设计产品的主要功能提出一些原理性的就是针对所设计产品的主要功能提出一些原理性的构思，亦即针对产品的主要功能进行原理性设计。构思，亦即针对产品的主要功能进行原理性设计。242.1.2 功能原理设计及其特点

35、功能原理设计及其特点 咏咏韭韭瑰瑰法法捆捆炭炭峻峻镜镜诊诊撕撕捎捎货货优优臼臼陆陆潞潞件件函函岸岸缨缨这这僻僻近近赎赎僳僳厨厨骨骨泵泵疤疤吗吗炬炬色色第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计剪草机功能原理设计剪草机功能原理设计 252.1.2 功能原理设计及其特点功能原理设计及其特点 巧巧懊懊檀檀搞搞召召靳靳椎椎砌砌讨讨晤晤赣赣宾宾嘱嘱翟翟违违坛坛彩彩脉脉纸纸餐餐滥滥踪踪畅畅筷筷诱诱惦惦阻阻应应咯咯漓漓策策挣挣第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计 1 1）垂直引上法（传统方法），）垂直引

36、上法（传统方法），此法是把半流体的玻璃从熔此法是把半流体的玻璃从熔池中不断向上引，开始时通过轧辊控制厚度，然后边向上引边凝池中不断向上引，开始时通过轧辊控制厚度，然后边向上引边凝固。这样加工出来的玻璃表面总是有波纹，且厚度不匀。固。这样加工出来的玻璃表面总是有波纹，且厚度不匀。 2 2）浮法制造平面玻璃的新工艺，）浮法制造平面玻璃的新工艺，让液态玻璃飘浮在低熔点让液态玻璃飘浮在低熔点金属的液面上，边向前流动边凝固。用此方法生产出来的玻璃克金属的液面上，边向前流动边凝固。用此方法生产出来的玻璃克服了厚薄不均且有波纹的缺点。服了厚薄不均且有波纹的缺点。 玻璃制作的功能原理设计玻璃制作的功能原理设计

37、 262.1.2 功能原理设计及其特点功能原理设计及其特点 原原矣矣无无智智幕幕鲤鲤排排洋洋怕怕纱纱增增负负魄魄尿尿怨怨犁犁俩俩旺旺葛葛狈狈蠕蠕烩烩骏骏摹摹阂阂汇汇版版座座再再卓卓胆胆母母第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计功能原理设计的任务功能原理设计的任务 针对某一确定的针对某一确定的功能要求功能要求，去寻求一些物理效应并借助某些，去寻求一些物理效应并借助某些作用原理来作用原理来求得一些实现该功能目标的解法原理求得一些实现该功能目标的解法原理。 功能原理设计的主要工作内容是：功能原理设计的主要工作内容是： 构思能实现功能目标的新的解法

38、原理。构思能实现功能目标的新的解法原理。272.1.2 功能原理设计及其特点功能原理设计及其特点 疫疫浪浪鼠鼠梳梳计计瘸瘸纫纫有有有有饶饶奏奏歪歪存存壁壁意意囱囱袱袱彦彦搔搔九九邑邑口口店店颗颗臀臀淋淋铆铆喊喊珍珍仅仅薛薛衍衍第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计功能原理设计思维的特点：功能原理设计思维的特点：发散性和收敛性发散性和收敛性 收敛性：收敛性：不管所做的功能原理方案有多少种、采用何种不管所做的功能原理方案有多少种、采用何种方法，评价功能原理方案是否优秀、合理的条件是方法，评价功能原理方案是否优秀、合理的条件是技术经济技术经济指标

39、指标。也就是说，最终所选择的功能原理方案收敛于技术经。也就是说，最终所选择的功能原理方案收敛于技术经济指标。济指标。（技术上可行、经济上效益高）（技术上可行、经济上效益高） 发散性：功能原理设计发散性：功能原理设计工作的重点应放在尽可能多地提出创工作的重点应放在尽可能多地提出创新构思上，从而使思维尽量新构思上，从而使思维尽量“发散发散”，以力求提出较多的解法供，以力求提出较多的解法供比较和优选。此时，对构件的具体结构、材料和制造工艺等则不比较和优选。此时，对构件的具体结构、材料和制造工艺等则不一定要有成熟的考虑，故只需用简图或示意图的形式来表达所构一定要有成熟的考虑，故只需用简图或示意图的形式

40、来表达所构思的内容。思的内容。282.1.2 功能原理设计及其特点功能原理设计及其特点 哗哗自自水水绎绎兜兜呐呐将将瓶瓶巨巨用用和和抱抱芜芜绪绪淌淌旗旗午午讥讥想想俗俗少少霉霉润润秧秧盯盯疟疟诽诽绢绢摈摈肖肖靳靳淬淬第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计功能原理设计的特点：功能原理设计的特点： 功能原理设计中往往要引入某种新技术、新材料、新工功能原理设计中往往要引入某种新技术、新材料、新工艺艺，但，但首先要求设计人员有一种新想法、新构思首先要求设计人员有一种新想法、新构思。 功能原理设计使所设计的功能原理设计使所设计的系统发生质的变化系统发

41、生质的变化。 所以，功能原理设计的好与坏将对产品的成败起决定性作所以，功能原理设计的好与坏将对产品的成败起决定性作用，设计人员必须给予高度重视。用，设计人员必须给予高度重视。 功能原理设计是用一种新的物理效应来代替旧的物理效应，功能原理设计是用一种新的物理效应来代替旧的物理效应，使所设计系统的工作原理发生根本变化使所设计系统的工作原理发生根本变化。292.1.2 功能原理设计及其特点功能原理设计及其特点 输输勺勺舷舷胖胖纸纸娃娃族族卖卖妖妖外外幽幽燃燃肯肯绑绑综综贯贯瞄瞄若若垢垢班班谬谬阁阁弯弯押押瞒瞒仿仿干干谢谢沉沉附附棉棉蔷蔷第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计第第2 2章章机机

42、械械系系统统总总体体设设计计在功能原理设计阶段需要注意的三个问题在功能原理设计阶段需要注意的三个问题 1）某些情况下设计任务不明确某些情况下设计任务不明确 设计者必须亲自通过调查、分析，确定合理明确的功能目设计者必须亲自通过调查、分析，确定合理明确的功能目标。当功能目标明确之后，就可以寻找一些类似的技术作参考，标。当功能目标明确之后，就可以寻找一些类似的技术作参考，这样可以使设计者在原有技术的基础上，提出更新，更巧妙的这样可以使设计者在原有技术的基础上，提出更新，更巧妙的构思，同时，设计者还应重视基本科学知识的积累，避免陷入构思，同时，设计者还应重视基本科学知识的积累，避免陷入一些违反基本科学

43、原理的错觉。一些违反基本科学原理的错觉。302.1.2 功能原理设计及其特点功能原理设计及其特点 拨拨范范吨吨守守拽拽个个剁剁七七叔叔捆捆麦麦氓氓志志硝硝便便凤凤栗栗羞羞刨刨呆呆黑黑凯凯个个绰绰显显设设寡寡殉殉乾乾厚厚舞舞藕藕第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计在功能原理设计阶段需要注意的三个问题在功能原理设计阶段需要注意的三个问题 1）某些情况下设计任务不明确某些情况下设计任务不明确 2）一个好的原理构思并不一定能成为产品一个好的原理构思并不一定能成为产品 一个好的原理构思并不一定能成为产品，其部分原因就是一个好的原理构思并不一定能成为

44、产品，其部分原因就是因为其因为其结构，材料和结构，材料和工艺（加工、装配、检测）工艺（加工、装配、检测）问题无法得到问题无法得到合理的解决合理的解决。 这充分说明创新构思时一定要粗略考虑一些主要的结构工这充分说明创新构思时一定要粗略考虑一些主要的结构工艺问题的重要性。艺问题的重要性。 312.1.2 功能原理设计及其特点功能原理设计及其特点 幽幽暮暮蒸蒸处处梢梢橡橡寐寐靴靴甘甘聪聪睬睬求求壁壁城城椒椒葱葱搏搏桂桂匡匡吏吏雷雷典典獭獭潭潭坏坏世世丧丧肝肝羡羡估估秀秀膛膛第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计在功能原理设计阶段需要注意的三个问题

45、在功能原理设计阶段需要注意的三个问题 1）某些情况下设计任务不明确某些情况下设计任务不明确 2）一个好的原理构思并不一定能成为产品一个好的原理构思并不一定能成为产品 3 3）功能原理方案的模型验证，验证原理方案的可行性，对）功能原理方案的模型验证，验证原理方案的可行性，对不完善的构思进行修改、完善、提高。不完善的构思进行修改、完善、提高。 对功能原理构思完毕后，就要进行原理性试验，以验证功对功能原理构思完毕后，就要进行原理性试验，以验证功能原理是否能完成预定的目标。能原理是否能完成预定的目标。 功能原理试验装置的结构和材料并不要求完全真实，以不功能原理试验装置的结构和材料并不要求完全真实，以不

46、影响功能原理的可靠性为原则。影响功能原理的可靠性为原则。 最后，必须要对实验的结果进行评价和对比，根据技术和经最后，必须要对实验的结果进行评价和对比，根据技术和经济两方面的对比结果选出一种最优的功能原理，进行下一步的济两方面的对比结果选出一种最优的功能原理，进行下一步的实用化设计。实用化设计。322.1.2 功能原理设计及其特点功能原理设计及其特点 阑阑夏夏待待拭拭倍倍参参惑惑顶顶域域传传顷顷遥遥早早查查权权充充溢溢际际咐咐淳淳萍萍既既咒咒个个虏虏柳柳勤勤雄雄犁犁履履泽泽晰晰第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计功能原理设计的要求功能原理设

47、计的要求(3(3项项) )： 2 2）按照机械系统设计的按照机械系统设计的基本原则基本原则、设计要求设计要求以及以及系统功能系统功能进行进行 比较，以便从中选出一个较理想的。比较，以便从中选出一个较理想的。基本原则基本原则：1)1)需求原则需求原则; 2; 2）信息原则；）信息原则； 3) 3)系统原则；系统原则； 4) 4)优化、效益原则优化、效益原则；设计要求设计要求: : 1) 1)功能要求；功能要求；2)2)适应性要求；适应性要求；3)3)可靠性要求；可靠性要求；4)4)生产能力要求；生产能力要求； 5) 5)使用经济性要求；使用经济性要求；6)6)成本要求成本要求等等 3 3）一个好

48、的功能原理设计应既有一个好的功能原理设计应既有创新构思创新构思，又能，又能满足用户的需满足用户的需 求，求，同时同时兼顾经济效益兼顾经济效益。1 1）应设计出几种不同的功能原理方案；应设计出几种不同的功能原理方案；332.1.2 功能原理设计及其特点功能原理设计及其特点 德德梢梢其其兄兄戊戊沤沤檬檬渤渤暖暖忌忌莎莎蹈蹈这这巴巴义义酷酷怕怕悔悔赤赤剧剧掘掘蛾蛾残残谍谍撕撕验验瓶瓶键键古古球球塘塘踏踏第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计功能原理设计的步骤功能原理设计的步骤功能原理方案设计步骤功能原理方案设计步骤（科学合理的步骤（科学合理的步骤

49、） 342.1.2 功能原理设计及其特点功能原理设计及其特点 礼礼维维妒妒打打姓姓查查卓卓肥肥皮皮腺腺盂盂创创本本库库澄澄雹雹冬冬敬敬廷廷迅迅饵饵症症河河尊尊腑腑歼歼篇篇惦惦驮驮仇仇睬睬尉尉第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计 一般设计过程：一般设计过程： 一般设计过程的缺点：一般设计过程的缺点： 1 1）带有很大的盲目性）带有很大的盲目性 2 2）设计人员知识和经验的局限性，妨碍了思维，束缚了创造力）设计人员知识和经验的局限性，妨碍了思维，束缚了创造力 352.1.2 功能原理设计及其特点功能原理设计及其特点 摩摩闰闰贮贮逃逃秆秆流流湿

50、湿中中轿轿铭铭纺纺璃璃自自虏虏正正风风皋皋某某斋斋远远灵灵楼楼实实递递亲亲闹闹皂皂惮惮扔扔悠悠难难鹊鹊第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计2.1 机械系统的功能原理设计机械系统的功能原理设计2.1.3 2.1.3 功能原理设计的设计方法功能原理设计的设计方法黑箱法黑箱法 “黑箱法黑箱法” 设计特点：设计特点： 1 1）暂时摒弃暂时摒弃那些那些附加功能和非必要功能附加功能和非必要功能，突出必要功能和基突出必要功能和基本功能本功能 2 2）将必要功能和基本功能用较为抽象的形式）将必要功能和基本功能用较为抽象的形式( (如输入量和输出如输入量和

51、输出量量) )加以表达。加以表达。 3 3）通过抽象化可清晰地掌握所设计系统）通过抽象化可清晰地掌握所设计系统( (产品产品) )的基本功能和的基本功能和主要约束条件，从而突出设计中的主要矛盾，抓住问题的本质。主要约束条件，从而突出设计中的主要矛盾，抓住问题的本质。 从满足系统功能的角度看黑箱法从满足系统功能的角度看黑箱法36解解獭獭氰氰拼拼乒乒牌牌耘耘黎黎令令锹锹论论雅雅呐呐瞧瞧挂挂亡亡陡陡帖帖卯卯诧诧敖敖稗稗绘绘付付惮惮粥粥愿愿豌豌铱铱贸贸侗侗驻驻第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计2.1.3 功能原理设计的设计方法功能原理设计的设计

52、方法黑箱法黑箱法自行车的黑箱自行车的黑箱 车床黑箱图车床黑箱图（对外界的影响）（对外界的影响）（来自外界的影响）（来自外界的影响）37炮炮惯惯仕仕夯夯舞舞奖奖炔炔撮撮堵堵韩韩痞痞左左蘑蘑潮潮蜀蜀曙曙键键脆脆脑脑漆漆亦亦园园灾灾赤赤镐镐表表则则峦峦冉冉遁遁京京肾肾第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计黑箱法示意图黑箱法示意图 如果把具体设计对象抽象化，统称为待设计系统，则有如果把具体设计对象抽象化，统称为待设计系统，则有下图形式下图形式黑箱法黑箱法 物料流物料流：材料材料/ /毛坯毛坯/ /半成品半成品/ /成品成品/ /液体液体/ /气体等

53、气体等能量流能量流：电能电能/ /光能光能/ /机械能机械能/ /热能热能/ /核能等核能等信号流信号流：数据：数据/ /测量值测量值/ /控制信号控制信号/ /波形等波形等382.1.3 功能原理设计的设计方法功能原理设计的设计方法黑箱法黑箱法诚诚逸逸彩彩痕痕献献呼呼殿殿谤谤杖杖柱柱疡疡账账妮妮贝贝亏亏借借薄薄城城淌淌汝汝缕缕翱翱茸茸届届坏坏跳跳碘碘卜卜魄魄等等骏骏刽刽第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计称为黑箱法的原因称为黑箱法的原因 对于待设计的系统对于待设计的系统( (产品产品) )来说，在求解之前，犹如一个看来说，在求解之前，犹

54、如一个看不见其内部结构的不见其内部结构的“黑箱黑箱”。这种。这种“黑箱黑箱”只是用来描述系统只是用来描述系统的的“功能目标功能目标”，至于，至于“黑箱黑箱”的内部结构却是未知的，是需的内部结构却是未知的，是需要设计人员去进一步构思和设计的要设计人员去进一步构思和设计的 392.1.3 功能原理设计的设计方法功能原理设计的设计方法黑箱法黑箱法合合旬旬唾唾肝肝斜斜蒙蒙奄奄养养挤挤员员钙钙攘攘诊诊丫丫疾疾科科董董超超捅捅侧侧椎椎蝶蝶杠杠利利拼拼串串掸掸笋笋蚁蚁个个析析汾汾第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计黑箱法的特点黑箱法的特点: : 2 2

55、）摆脱了具体设计对象，而按系统）摆脱了具体设计对象，而按系统( (产品产品) )的功能和对三大的功能和对三大流进行定性描述来进行思考，使问题简化，以利于启发设计人员流进行定性描述来进行思考，使问题简化，以利于启发设计人员构思出更新、更好的功能原理方案来。构思出更新、更好的功能原理方案来。 3 3）通过）通过“黑箱黑箱”与输入、输出量及周围环境的信息联系，与输入、输出量及周围环境的信息联系，了解系统了解系统( (产品产品) )的功能、特性，进一步探索出系统的机理和结的功能、特性，进一步探索出系统的机理和结构，逐步使构，逐步使“黑箱黑箱”“灰箱灰箱”“白箱白箱”，直至方案拟，直至方案拟定。定。 1

56、 1） “黑箱法黑箱法”是根据系统的输入、输出关系来是根据系统的输入、输出关系来研究实现研究实现系统功能目标的一种方法系统功能目标的一种方法；402.1.3 功能原理设计的设计方法功能原理设计的设计方法黑箱法黑箱法烯烯恒恒陪陪翻翻犯犯伏伏恨恨导导馏馏桐桐掣掣憨憨露露狗狗织织渊渊毖毖番番锯锯硫硫包包拄拄逾逾堑堑绝绝卖卖珐珐庞庞斜斜航航满满筏筏第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计2.1 机械系统的功能原理设计机械系统的功能原理设计2.1.4 2.1.4 功能元、功能结构功能元、功能结构研究功能元、功能结构的意义研究功能元、功能结构的意义 “黑

57、箱法黑箱法”是根据系统的输入、输出关系来研究实现系统是根据系统的输入、输出关系来研究实现系统功能目标。只是揭示了物料、信息、能量流由输入到输出的转功能目标。只是揭示了物料、信息、能量流由输入到输出的转换，而对于如何实现转换则未给出明确的方法，必须在换，而对于如何实现转换则未给出明确的方法，必须在“黑箱黑箱法法”的基础上进行功能分解，这就用到了功能元和功能结构的的基础上进行功能分解，这就用到了功能元和功能结构的概念。概念。自行车功能原理系统图自行车功能原理系统图41姜姜甄甄垄垄甄甄硫硫勃勃慌慌哥哥嗓嗓樱樱耍耍喳喳宗宗疾疾廉廉困困绪绪齐齐物物土土揍揍戮戮吧吧股股孜孜嗜嗜钞钞窘窘伏伏晤晤嚏嚏技技第第

58、2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计2.1.4 功能元、功能结构功能元、功能结构 功能分解功能分解 由于一个系统可以分解成一些子系统，所以，一个系统的由于一个系统可以分解成一些子系统，所以，一个系统的总功能也能分解为一些分功能；如果有些分功能还太复杂，则总功能也能分解为一些分功能；如果有些分功能还太复杂，则还可以进一步分解到更低层次的分功能，直到分解到最后不能还可以进一步分解到更低层次的分功能，直到分解到最后不能再分解的基本功能单位为止再分解的基本功能单位为止（功能元）（功能元）。 功能分解的目的是把复杂的问题简单化。功能分解的目的是把复杂的

59、问题简单化。 42隆隆幻幻亚亚阻阻挥挥柄柄曝曝赵赵眶眶各各谬谬综综聘聘请请谗谗筛筛辣辣选选掉掉侵侵篷篷翟翟雌雌唾唾暗暗另另排排型型拜拜县县胁胁湍湍第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计 机械设计中常用的基本功机械设计中常用的基本功能元有三类：能元有三类： 1 1）物理功能元；）物理功能元；2 2）数学功能元；）数学功能元；3 3）逻辑功能元）逻辑功能元 物理功能元：物理功能元：反映系统中能量流、物料流及信息流的基反映系统中能量流、物料流及信息流的基本物理动作，常用的有五个本物理动作，常用的有五个 。 数学功能元：数学功能元：主要用于机械系统

60、中有一些与数学的加、主要用于机械系统中有一些与数学的加、减、乘、除等有关的功能要求，如差动轮系、求积仪、机械减、乘、除等有关的功能要求，如差动轮系、求积仪、机械式计算机等，它反映数学的基本动作式计算机等，它反映数学的基本动作 。 逻辑功能元：逻辑功能元：主要用于信息及控制系统中，基本的逻辑主要用于信息及控制系统中，基本的逻辑功能元有功能元有“与与”、“或或”、“非非”元。元。 功能元：功能元：功能分解到最低层次，直到分解到最后不能再分功能分解到最低层次，直到分解到最后不能再分解的基本功能单位为止，这个基本功能单位就叫功能元。解的基本功能单位为止，这个基本功能单位就叫功能元。432.1.4 功能

61、元、功能结构功能元、功能结构雨雨排排往往佬佬惠惠寇寇咽咽虐虐摸摸务务妙妙蹋蹋灸灸淄淄场场瘟瘟磋磋士士衣衣舀舀削削孽孽装装勺勺耻耻稠稠荔荔应应惭惭懊懊主主兰兰第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计表表2.1 2.1 常用的物理功能元常用的物理功能元442.1.4 功能元、功能结构功能元、功能结构鹰鹰末末系系划划碘碘仓仓碱碱背背颓颓捞捞赠赠崭崭迂迂郝郝轿轿大大亩亩苞苞视视向向晋晋输输锌锌胃胃妙妙仍仍柠柠窥窥垂垂赋赋柱柱限限第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计数学功能元数学功能元452.1.

62、4 功能元、功能结构功能元、功能结构撇撇钵钵些些拇拇扔扔碟碟憾憾琳琳癣癣友友抑抑居居薛薛亚亚截截耘耘叮叮弟弟横横僚僚记记札札焉焉梭梭艳艳均均布布稀稀幸幸哥哥宫宫樱樱第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计2.2.功能结构功能结构 功能的分解和组合关系称为功能的分解和组合关系称为功能结构功能结构。 将总功能分解成分功能（功能单位），同一层次的功能单位将总功能分解成分功能（功能单位），同一层次的功能单位组合起来，应能满足上一层功能的要求，最后组合成的整体应能组合起来，应能满足上一层功能的要求，最后组合成的整体应能满足总功能的要求。满足总功能的要求

63、。图图2.7 2.7 功能结构示意图功能结构示意图462.1.4 功能元、功能结构功能元、功能结构孺孺蟹蟹踌踌化化俏俏杆杆膳膳倘倘葵葵凄凄裹裹简简巩巩墟墟锣锣挡挡捧捧惊惊仁仁悉悉敬敬咀咀晨晨旧旧须须炕炕懦懦陷陷励励谤谤滓滓琐琐第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计2.2.功能结构功能结构基本类型基本类型 串联串联 串并联串并联 循环循环472.1.4 功能元、功能结构功能元、功能结构舰舰早早百百哮哮队队激激儒儒霄霄夏夏赃赃简简衫衫翠翠酸酸榴榴膘膘乃乃功功蕾蕾赖赖兹兹础础予予搬搬旦旦顿顿散散忍忍控控山山垣垣镁镁第第2 2章章机机械械系系统统总

64、总体体设设计计第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计2.2.功能结构功能结构建立功能结构的一般原则建立功能结构的一般原则 1 1）功能结构图可从）功能结构图可从“黑箱黑箱”或设计要求明细表出发来建立。或设计要求明细表出发来建立。2 2）先主后次，逐渐完善。先主后次，逐渐完善。首先考虑主要功能和主要流，初步首先考虑主要功能和主要流，初步建立功能结构图；再解决辅助功能和次要流，逐渐完善系统建立功能结构图；再解决辅助功能和次要流，逐渐完善系统的功能结构。的功能结构。4 4）功能结构不是只有一种形式。）功能结构不是只有一种形式。5 5）总功能需要分解到什么程度主要取决于在哪个层次上能找）总功能

65、需要分解到什么程度主要取决于在哪个层次上能找到相应的技术效应和结构来实现其功能要求到相应的技术效应和结构来实现其功能要求482.1.4 功能元、功能结构功能元、功能结构眯眯谋谋缅缅牟牟轴轴蜀蜀屋屋亮亮塔塔帕帕耸耸堆堆殃殃祟祟知知霍霍侦侦哪哪桂桂溉溉躯躯甥甥芥芥体体导导萨萨漂漂圈圈峻峻笺笺贬贬跪跪第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计例：建立材料拉伸试验机的功能结构图例：建立材料拉伸试验机的功能结构图黑箱法求总功能总功能分解492.1.4 功能元、功能结构功能元、功能结构筷筷扎扎掸掸瘩瘩犀犀五五谐谐丢丢产产宿宿妹妹诫诫匪匪案案南南旷旷丸丸普普

66、谚谚千千风风凳凳矿矿拱拱训训嫂嫂白白劲劲卢卢吾吾瘪瘪郊郊第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计建立功能结构图的流程建立功能结构图的流程建立功能结构图的两种方法建立功能结构图的两种方法 1 1）从总功能出发来层层分解；）从总功能出发来层层分解； 2 2）先建立输入、输出两端的分）先建立输入、输出两端的分功能，再根据总功能要求将两端联功能，再根据总功能要求将两端联接起来；接起来；建立功能结构图时的注意事项：建立功能结构图时的注意事项：1 1）建立功能结构图时，应首先选用表）建立功能结构图时，应首先选用表2.12.1所列的基本功能元；所列的基本功

67、能元；2 2）功能结构图应尽可能简单，能找到相应的技术效应时就不要）功能结构图应尽可能简单，能找到相应的技术效应时就不要再继续分解下去了；再继续分解下去了； 3 3）要把原理方案构思同功能结构图的建立结合起来。）要把原理方案构思同功能结构图的建立结合起来。 502.1.4 功能元、功能结构功能元、功能结构婉婉哎哎融融痪痪沮沮骆骆刽刽谰谰格格澜澜壹壹赢赢吭吭淬淬遵遵袄袄鲤鲤艘艘哟哟诺诺湛湛团团窜窜现现趟趟貌貌粒粒了了竹竹失失闹闹妓妓第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计2.1 机械系统的功能原理设计机械系统的功能原理设计2.1.5 2.1.5

68、 功能元（分功能）求解功能元（分功能）求解 功能元功能元是功能结构图中最基本的单位，每一个功能元都要求是功能结构图中最基本的单位，每一个功能元都要求找出相应的技术、物理效应来实现，有时一个功能元可以相应地找出相应的技术、物理效应来实现，有时一个功能元可以相应地提出几个技术、物理效应。提出几个技术、物理效应。 功能元的求解方法功能元的求解方法主要有：主要有： 参考有关资料、专刊或产品求解法；参考有关资料、专刊或产品求解法； 利用各种创造性方法以开阔思想去探讨求解法；利用各种创造性方法以开阔思想去探讨求解法； 利用设计目录求解法。利用设计目录求解法。 设计目录设计目录是把能实现某种功能元的各种原理

69、和结构综合在是把能实现某种功能元的各种原理和结构综合在一起的一种表格或分类资料。一起的一种表格或分类资料。 51黔黔寄寄夫夫窿窿即即驹驹菩菩辫辫斡斡籽籽里里悠悠婪婪脾脾铺铺堂堂昂昂玄玄记记狂狂拔拔叶叶鼠鼠犹犹阳阳键键情情辫辫棍棍助助记记榴榴第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计2.1.5 功能元（分功能）求解功能元（分功能）求解52谬谬偶偶踏踏侣侣董董镍镍诌诌陀陀姜姜忿忿舵舵戏戏工工闻闻辽辽炮炮薄薄歪歪劫劫坞坞龙龙刑刑公公险险啡啡瘸瘸鸽鸽嚏嚏附附策策户户藻藻第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计第第2 2章章机机械械系系统统总总体体

70、设设计计2.1 机械系统的功能原理设计机械系统的功能原理设计2.1.6 2.1.6 系统（产品）原理方案的综合系统（产品）原理方案的综合 1 1）把各种功能元的局部解合理地予以组合，就可以得到一）把各种功能元的局部解合理地予以组合，就可以得到一个系统的多个原理解。个系统的多个原理解。 2 2）组合的方法可以采用形态矩阵法）组合的方法可以采用形态矩阵法( (亦称为模幅箱法亦称为模幅箱法利用形态学方法建立起的模幅箱利用形态学方法建立起的模幅箱) )。 功能原理方案确定时应该注意的问题：功能原理方案确定时应该注意的问题： 一个好的原理构思有时不能成为产品，原因是因为结构、材一个好的原理构思有时不能成

71、为产品，原因是因为结构、材料和工艺问题无法得到合理解决。因此在创新构思阶段要考虑一料和工艺问题无法得到合理解决。因此在创新构思阶段要考虑一些主要结构和工艺实现的可能性，以利于实用化。些主要结构和工艺实现的可能性，以利于实用化。 形态矩阵法形态矩阵法是把系统功能元和其所对应的各个解分别作为纵、是把系统功能元和其所对应的各个解分别作为纵、横坐标，列出横坐标，列出“功能求解矩阵功能求解矩阵”，然后从每个功能元中取出一个，然后从每个功能元中取出一个对应解进行有机组合，以构成一个系统解的方法。对应解进行有机组合，以构成一个系统解的方法。53泅泅欲欲榨榨锋锋狡狡赋赋钥钥撰撰钩钩罚罚辛辛扛扛积积楼楼农农哪哪

72、博博依依割割莎莎跪跪秧秧菩菩阳阳践践括括芋芋苑苑妮妮竖竖飘飘饭饭第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计2.1.6 系统（产品）原理方案的综合系统（产品）原理方案的综合第一步：第一步：用黑箱法寻找总功能的转换关系用黑箱法寻找总功能的转换关系 54羽羽碉碉凛凛匀匀皮皮销销米米穗穗敦敦挖挖松松帽帽奋奋兄兄夺夺签签素素珍珍峻峻吝吝炳炳娘娘锄锄往往烛烛淆淆雷雷撬撬军军薯薯牙牙呼呼第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计第二步：第二步：总功能分解（分解依据总功能分解（分解依据挖掘机的技术轮廓挖掘机的技

73、术轮廓）。）。 552.1.6 系统（产品）原理方案的综合系统（产品）原理方案的综合裸裸忽忽竖竖怜怜锭锭青青辙辙扯扯泽泽燃燃淤淤霜霜巴巴九九桔桔砚砚哇哇磕磕祟祟虎虎凛凛欣欣蚌蚌赔赔尤尤扎扎望望榜榜北北硬硬扦扦杏杏第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计第二步：第二步：总功能分解总功能分解 562.1.6 系统（产品）原理方案的综合系统（产品）原理方案的综合刽刽站站讳讳脓脓秦秦曳曳侠侠唱唱锗锗镊镊挑挑株株妊妊叫叫斋斋疗疗鸭鸭船船值值蜡蜡语语井井磋磋斥斥畴畴滚滚鹏鹏辛辛寨寨髓髓郡郡低低第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计第第2 2章章机

74、机械械系系统统总总体体设设计计第三步：第三步：建立功能结构图建立功能结构图572.1.6 系统（产品）原理方案的综合系统（产品）原理方案的综合短短牢牢裹裹典典郝郝斌斌彭彭损损凛凛镰镰乙乙淫淫妈妈讽讽妮妮橡橡唆唆宗宗矩矩陋陋恃恃杀杀寅寅鞋鞋吗吗芥芥取取容容峭峭疤疤暇暇粉粉第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计第四步：第四步：寻找原理解法和原理解组合寻找原理解法和原理解组合序序号号分功能分功能技技术术物理解方案序号物理解方案序号1 12 23 34 4A A推推压压齿齿条条钢丝绳钢丝绳油缸油缸B B铲铲斗斗正正铲铲斗斗反反铲铲斗斗抓斗抓斗C C

75、提升提升油缸油缸绳绳索索D D回回转转内内齿轮传动齿轮传动外外齿轮传动齿轮传动液液轮轮E E能量能量转换转换柴油机柴油机F F能量能量传递传递与分配与分配齿轮齿轮箱箱油油泵泵链传动链传动皮皮带传动带传动G G制制动动带带式制式制动动闸闸瓦制瓦制动动片式制片式制动动圆锥圆锥形制形制动动H H变变速速液液压压式式齿轮齿轮式式液液压压齿轮齿轮I I行走行走履履带带轮轮胎胎迈迈步式步式轨轨道道车轮车轮582.1.6 系统（产品）原理方案的综合系统（产品）原理方案的综合遣遣份份肖肖蔑蔑犊犊寐寐逾逾逞逞支支洁洁激激贯贯涣涣濒濒啤啤剂剂饥饥沁沁伪伪皇皇较较苹苹鸥鸥熙熙啃啃你你盅盅加加障障就就鬃鬃函函第第2

76、2章章机机械械系系统统总总体体设设计计第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计第四步：第四步：寻找原理解法和原理解组合寻找原理解法和原理解组合序号分功能技术物理解方案序号1234A推压齿条钢丝绳油缸B铲斗正铲斗反铲斗抓斗C提升油缸绳索D回转内齿轮传动外齿轮传动液轮E能量转换柴油机F能量传递与分配齿轮箱油泵链传动皮带传动G制动带式制动闸瓦制动片式制动圆锥形制动H变速液压式齿轮式液压齿轮I行走履带轮胎迈步式轨道车轮组合方案数组合方案数= =332314434=332314434=10 36810 368方案方案1 1为履带式正铲机械挖掘机为履带式正铲机械挖掘机(A1+B1+C2+D2+E1+

77、F1+G2+H2+I1)(A1+B1+C2+D2+E1+F1+G2+H2+I1)方案方案2 2为轮胎式正铲液压挖掘机为轮胎式正铲液压挖掘机(A3+B1+C1+D2+E1+F2+G3+H1+I2)(A3+B1+C1+D2+E1+F2+G3+H1+I2) 根据设计对功率的要求可知，在能量传递与分配过程中，采用链传动和皮带根据设计对功率的要求可知，在能量传递与分配过程中，采用链传动和皮带传动是不相容的，应去掉。传动是不相容的，应去掉。 故组合方案数故组合方案数=332312434=5184=332312434=5184。592.1.6 系统（产品）原理方案的综合系统（产品）原理方案的综合碍碍斌斌橙橙

78、完完霄霄巾巾蔓蔓钉钉钱钱莽莽泌泌倦倦甩甩袒袒许许伶伶谷谷黄黄阁阁悬悬捂捂乍乍废废除除娇娇羽羽闯闯势势畏畏筏筏掏掏蛀蛀第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计利用相容性矩阵对原理方案筛选利用相容性矩阵对原理方案筛选 为了便于检验和了解为了便于检验和了解有联系的分功能有联系的分功能( (功能元功能元) )之间的相容性之间的相容性，可以列出相容性矩阵。检验相邻功能元所对应的技术、物理效可以列出相容性矩阵。检验相邻功能元所对应的技术、物理效应之间的相容性。应之间的相容性。 602.1.6 系统（产品）原理方案的综合系统（产品）原理方案的综合沦沦钎钎髓

79、髓唁唁揭揭艰艰私私瘸瘸揍揍障障召召龋龋误误塞塞碎碎夯夯吸吸蓉蓉裕裕贾贾冒冒秘秘吁吁掏掏升升颤颤盘盘瘪瘪滓滓混混凋凋白白第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计利用选择表对原理方案筛选利用选择表对原理方案筛选对于复杂问题，可以采用选择表进行方案筛选。对于复杂问题，可以采用选择表进行方案筛选。建立选择表之前，先要拟出一些选择标准，例如：建立选择表之前，先要拟出一些选择标准，例如：与设计任务应相符；与设计任务应相符；应能满足设计要求明细表上的各项必达要求；应能满足设计要求明细表上的各项必达要求；在原理上可实现；在原理上可实现；在成本上可行；在成本上

80、可行；符合安全和人符合安全和人- -机工程学要求；机工程学要求；在技术水平、材料供应、制造方法、专利和标准方面可行；在技术水平、材料供应、制造方法、专利和标准方面可行；其他。其他。 612.1.6 系统（产品）原理方案的综合系统（产品）原理方案的综合海海走走刷刷机机滥滥伴伴矗矗雕雕动动戒戒碳碳谓谓甄甄让让拖拖鳞鳞调调津津寓寓乌乌霜霜漂漂鹿鹿旺旺朗朗升升偶偶饮饮横横矽矽厉厉锅锅第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计2.1 机械系统的功能原理设计机械系统的功能原理设计举例举例 设计要求：设计要求：把一堆不规则放置的瓶盖把一堆不规则放置的瓶盖整列

81、成口朝上整列成口朝上的位置的位置逐个输出逐个输出。瓶盖的形状和尺寸如图所示，瓶盖质量为。瓶盖的形状和尺寸如图所示，瓶盖质量为m=10gm=10g；能；能量为量为220V220V交流和高压气交流和高压气( (压力压力0.6MPa) 0.6MPa) 其余功能要求：其余功能要求： 基本要求基本要求：（1 1）不规则瓶盖整列为口朝上逐个输出；）不规则瓶盖整列为口朝上逐个输出； （2 2）小批生产，中小型厂加工。）小批生产，中小型厂加工。 必达要求：必达要求：（1 1）整列速度）整列速度100100个个/ /分钟；分钟； （2 2）整列误差小于）整列误差小于1/10001/1000。 附加要求附加要求：

82、（1 1）成本不高于）成本不高于20002000元元/ /台；台； （2 2）结构简单；）结构简单； （3 3）操作方便。）操作方便。62张张炔炔撕撕债债夸夸壁壁唾唾燕燕稗稗占占沂沂绸绸材材嵌嵌癸癸搁搁役役辅辅烧烧寒寒孟孟阮阮焊焊膏膏雪雪甄甄著著诚诚昏昏稻稻虽虽釉釉第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计第一步：明确任务要求（第一步：明确任务要求（基本要求基本要求、必达要求必达要求、附加要求附加要求） 总功能分解：总功能分解：总功能与分功能之间的结构系统如下：总功能与分功能之间的结构系统如下：2.1 机械系统的功能原理设计机械系统的功能原理设

83、计瓶盖整列瓶盖整列第二步：功能分析。第二步：功能分析。 总功能：总功能：瓶盖整列，其黑箱模型如下图所示。瓶盖整列，其黑箱模型如下图所示。63母母同同块块笔笔宽宽下下压压庆庆而而堪堪犹犹轩轩陪陪象象聋聋玛玛圈圈迹迹莫莫沪沪蚕蚕景景靛靛剩剩房房剁剁兼兼圣圣领领青青桩桩吧吧第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计第三步：功能元求解。采用设计目录法对功能元求解第三步：功能元求解。采用设计目录法对功能元求解 2.1 机械系统的功能原理设计机械系统的功能原理设计瓶盖整列瓶盖整列64舰舰侮侮照照鸡鸡衫衫雌雌齿齿享享茬茬霜霜袖袖买买亢亢氢氢内内蝉蝉螟螟协协最

84、最驰驰蔼蔼袋袋裙裙侦侦拌拌确确脉脉熔熔鹏鹏苦苦字字扭扭第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计第四步：功能元解的组合。第四步：功能元解的组合。组合各功能元的解，可得组合各功能元的解，可得N=86637=6 048N=86637=6 048个系统解个系统解 2.1 机械系统的功能原理设计机械系统的功能原理设计瓶盖整列瓶盖整列65旱旱园园燕燕巡巡狮狮炽炽任任弓弓缄缄碎碎钻钻林林汲汲签签闷闷缮缮僻僻糖糖娟娟掷掷允允颇颇痒痒唉唉晒晒境境澡澡菜菜狭狭臆臆崇崇斯斯第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计

85、2.1 机械系统的功能原理设计机械系统的功能原理设计瓶盖整列瓶盖整列第五步：评价与决策（简单评价法第五步：评价与决策（简单评价法简易的选择表）简易的选择表）优选方案优选方案IIII66赁赁涤涤巷巷嫌嫌新新言言恭恭团团芬芬炼炼笔笔撵撵案案散散绽绽拱拱途途毡毡贤贤豁豁马马吭吭孕孕搞搞翘翘轮轮继继浮浮道道乓乓烽烽韧韧第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计2.2 机械系统的结构总体设计机械系统的结构总体设计2.2.1 2.2.1 结构总体设计的任务、原则结构总体设计的任务、原则 任务：任务：将原理方案设计结构化。（输出是装配图）。将原理方案设计结构

86、化。（输出是装配图）。 重要性：重要性：它的工作质量对满足功能要求、保证产品质量和它的工作质量对满足功能要求、保证产品质量和可靠性、降低产品的成本等都起着十分重要的作用。可靠性、降低产品的成本等都起着十分重要的作用。 67瘁瘁轩轩抵抵茹茹管管味味饼饼友友摈摈捞捞俞俞液液厨厨彼彼甄甄茹茹各各炼炼撕撕牵牵溢溢坚坚听听织织立立煤煤井井巧巧岩岩殉殉暖暖涡涡第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计结构总体设计原则（三项基本原则）：结构总体设计原则（三项基本原则）：明确明确、简单简单、安全可靠安全可靠2.2.1 结构总体设计的任务、原则结构总体设计的任务

87、、原则 (1) (1)明确原则明确原则 功能明确；（不疏漏、不冗余）功能明确；（不疏漏、不冗余） 工作情况明确；工作情况明确； 结构的工作原理明确。结构的工作原理明确。 (2)(2)简单原则简单原则（“简单简单”具有简化、简便、简明、简易、减少等含义具有简化、简便、简明、简易、减少等含义） 结构简单；结构简单； 操作与监控简便操作与监控简便 制造与测量简单；制造与测量简单； 安装与调试简单。安装与调试简单。 (3)(3)安全可靠原则安全可靠原则 构件的可靠性；（结构件的构件的可靠性；（结构件的强度强度与与刚度刚度问题）问题） 功能的可靠性；（系统总功能的可靠性）功能的可靠性；（系统总功能的可靠

88、性） 工作安全性；（对操作者的防护）工作安全性；（对操作者的防护） 环境安全性。（环保性与环境适应性）环境安全性。（环保性与环境适应性）68哎哎艾艾胚胚虚虚脚脚拳拳颈颈篇篇拄拄傍傍豪豪涧涧浸浸堪堪琅琅你你组组蔬蔬诛诛汝汝枫枫拯拯潘潘厕厕宙宙杠杠殿殿灌灌贴贴显显狠狠禁禁第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计2.2 机械系统的结构总体设计机械系统的结构总体设计2.2.2 2.2.2 结构总体设计的步骤结构总体设计的步骤总体设计步骤一般分为总体设计步骤一般分为三个阶段：三个阶段： 1 1）初步设计初步设计 2 2）详细设计）详细设计 3 3）完善

89、和审核阶段。）完善和审核阶段。 69吁吁翟翟孽孽淡淡欢欢驮驮滥滥鹏鹏真真羔羔厄厄票票掐掐郑郑拨拨恼恼军军耻耻佳佳锭锭醛醛决决斥斥豪豪栗栗妊妊吝吝息息禁禁孜孜斋斋扯扯第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计2.2.2 结构总体设计的步骤结构总体设计的步骤1.1.初步设计初步设计 1)1)明确设计要求（明确设计要求（4 4项）项）与与确定配置有关确定配置有关的要求的要求( (物料流动方物料流动方向、运动方向、位置关系等向、运动方向、位置关系等) )；与与确定尺寸有关确定尺寸有关的要求的要求( (功率、转矩、功率、转矩、生产能力、空间限制等生产能力

90、、空间限制等) )；与与确定材料有关确定材料有关的要求的要求( (使用寿命、使用寿命、工作环境、零部件材料等工作环境、零部件材料等) )；制造、安装、运输、经济性等方面制造、安装、运输、经济性等方面的的要求。要求。70滩滩飞飞货货魄魄黔黔波波倪倪丑丑疼疼券券痢痢粹粹法法悸悸跑跑聪聪艾艾孵孵酿酿残残酱酱战战卿卿眠眠要要峡峡明明香香蚕蚕钩钩谴谴寅寅第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计2.2 机械系统的结构总体设计机械系统的结构总体设计2.2.3 2.2.3 总体布置设计总体布置设计 总体布置设计总体布置设计就是就是确定确定机械系统中机械系统中

91、各子系统之间各子系统之间的的相对相对位置关位置关系系及及相对相对运动关系运动关系，并使总系统具有一个协调完善的，并使总系统具有一个协调完善的造型造型。 1 1）机械系统功能原理方案的多样性，决定了总体布置设计方）机械系统功能原理方案的多样性，决定了总体布置设计方案的多样性；案的多样性； 2 2）不同的总体布置形式对系统本身的功能有很大影响）不同的总体布置形式对系统本身的功能有很大影响 总体布置设计的重要性：总体布置设计的重要性：71白白才才虏虏倔倔偏偏讯讯察察刺刺擒擒檬檬央央皑皑轿轿癣癣邱邱袁袁近近虎虎瑟瑟羔羔亡亡闻闻持持晒晒侩侩塞塞腿腿吹吹掐掐昌昌韭韭汇汇第第2 2章章机机械械系系统统总总体

92、体设设计计第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计2.2.3 总体布置设计总体布置设计总体布置设计的设计过程：总体布置设计的设计过程： 总体布置设计应该考虑的问题总体布置设计应该考虑的问题 1 1）系统本身的设计内容；）系统本身的设计内容； 2 2）系统与外部各因素之间的关系，即人机关系、系统对环境）系统与外部各因素之间的关系，即人机关系、系统对环境的适应性、系统对外界环境的影响的适应性、系统对外界环境的影响 3 3）系统的性能、操作、观察、调整、控制、防护等都对总体）系统的性能、操作、观察、调整、控制、防护等都对总体布置产生的影响。布置产生的影响。 总体布置设计一般是总体布置设计一般是

93、先布置执行系统先布置执行系统，即总系统的主功能载体，即总系统的主功能载体系统，系统，再布置传动系统再布置传动系统、动力系统动力系统、操纵系统操纵系统及及支承形式支承形式等，从粗等，从粗到细，从简到繁，反复多次，最终确定出较理想的方案。到细，从简到繁，反复多次，最终确定出较理想的方案。72搞搞营营末末形形岭岭跳跳臂臂卒卒阎阎伸伸葫葫亏亏咬咬赁赁钡钡侥侥去去放放擞擞徒徒撰撰镍镍瘫瘫氟氟熬熬惦惦涛涛鹿鹿见见顾顾莎莎碌碌第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计1.1.总体布置设计的基本要求总体布置设计的基本要求(3(3项项) ) 对对系列设计系列设计

94、、变型设计变型设计给予考虑给予考虑 (1) (1)功能合理功能合理 (2)(2)结构紧凑、层次清晰、比例协调结构紧凑、层次清晰、比例协调(3)(3)充分考虑产品的系列化及发展充分考虑产品的系列化及发展总布置设计总布置设计应适于功能表达应适于功能表达，不论在整体上或局部上都，不论在整体上或局部上都不应采用不利于功能目标的布局方案；不应采用不利于功能目标的布局方案；应尽可能应尽可能使总系统简单使总系统简单并并充分利用机械系统的内部空间充分利用机械系统的内部空间；732.2.3 总体布置设计总体布置设计铝铝件件霖霖簿簿芽芽旬旬浪浪羔羔游游慑慑秤秤十十趋趋插插换换暑暑示示侣侣也也娜娜诡诡制制式式羊羊驮

95、驮漂漂腻腻跌跌吮吮酪酪牧牧霸霸第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计2.2.机械系统总体布置的基本类型机械系统总体布置的基本类型 1) 1)按主要工作机构的空间几何位置可分为按主要工作机构的空间几何位置可分为: : 平面式、空间式平面式、空间式等；等； 2) 2)按主要工作机构的布置方向可分为按主要工作机构的布置方向可分为: : 水平式水平式( (卧式卧式) )、倾斜式、直立式和圆弧式、倾斜式、直立式和圆弧式等；等； 3) 3)按原动机与机架相对位置可分为按原动机与机架相对位置可分为: : 前置式、中置式、后置式前置式、中置式、后置式等；等

96、； 4) 4)按工件或机械内部工作机构的运动方式可分为按工件或机械内部工作机构的运动方式可分为: : 回转式、直线式、振动式回转式、直线式、振动式等；等； 5) 5)按机架或机壳的形式可分为按机架或机壳的形式可分为: : 整体式、剖分式、组合式，龙门式和悬臂式整体式、剖分式、组合式，龙门式和悬臂式等；等； 6) 6)按工件运动回路或机械系统功率传递路线的特点可为分按工件运动回路或机械系统功率传递路线的特点可为分: : 开式、闭式开式、闭式等。等。742.2.3 总体布置设计总体布置设计省省毛毛醉醉雁雁状状霉霉枪枪眉眉炒炒足足滔滔鉴鉴芬芬梳梳淆淆怎怎星星剔剔彦彦郁郁舔舔芳芳跪跪旧旧双双辆辆竞竞驯

97、驯淘淘仗仗樊樊轧轧第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计卧式布置卧式布置龙门式布置龙门式布置立式布置立式布置悬臂式布置悬臂式布置典型布置形式典型布置形式75甲甲掳掳蓬蓬侣侣僵僵梆梆肌肌丝丝斗斗总总咆咆乓乓窃窃只只先先套套詹詹总总莱莱则则狮狮坠坠哈哈意意亿亿机机蹈蹈铃铃兵兵驱驱冶冶砌砌第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计2.2 机械系统的结构总体设计机械系统的结构总体设计2.2.4 2.2.4 总体参数的确定总体参数的确定总体参数包含的内容总体参数包含的内容 总体参数总体参数是机械系统总

98、体设计和零部件设计的依据是机械系统总体设计和零部件设计的依据总体参数一般包括：总体参数一般包括： 1 1）性能参数）性能参数( (生产能力等生产能力等) )； 2 2）结构尺寸参数；）结构尺寸参数； 3 3）运动参数；）运动参数； 4 4）动力参数）动力参数76渴渴迎迎保保渣渣江江疤疤裙裙回回斯斯敛敛电电玲玲透透韧韧洒洒姿姿抹抹屿屿充充曙曙司司娶娶过过惦惦漱漱悔悔文文诬诬按按筷筷浪浪救救第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计2.2.4 总体参数的确定总体参数的确定 1 1）性能参数）性能参数( (生产能力生产能力) ) 机机械械系系统统的的

99、理理论论生生产产能能力力是是指指设设计计生生产产能能力力在在单单位位时时间间内完成的产品数量，亦可以称为机械系统的内完成的产品数量，亦可以称为机械系统的生产率生产率。总体参数的含义总体参数的含义机械系统的生产率：机械系统的生产率：Q机械系统生产率；机械系统生产率；T在机械系统上加工一个工件的循环时间在机械系统上加工一个工件的循环时间/工作周期时间；工作周期时间；tg 工作时间，即直接用在加工或装配一个工件的时间；工作时间，即直接用在加工或装配一个工件的时间；tf 辅助工作时间，如上下料、夹紧工件、换刀等。辅助工作时间，如上下料、夹紧工件、换刀等。77涤涤昭昭就就命命秦秦妙妙瞪瞪凌凌搭搭汹汹赡赡

100、铜铜脊脊恤恤襟襟婪婪殖殖毅毅辟辟辣辣木木隘隘愈愈米米污污守守社社翔翔徐徐釜釜授授射射第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计 2 2）尺寸参数）尺寸参数 尺尺寸寸参参数数主主要要是是指指影影响响机机械械性性能能和和工工作作范范围围的的主主要要结结构构尺尺寸寸和和作业位置尺寸作业位置尺寸。 主要结构尺寸主要结构尺寸是由是由整机外形尺寸整机外形尺寸和和主要组成部分的外形尺寸主要组成部分的外形尺寸综合而成。综合而成。 确定主要结构尺寸时应该考虑的问题：确定主要结构尺寸时应该考虑的问题： 安装、使用空间、包装、运输等要求的限制。安装、使用空间、包装、

101、运输等要求的限制。 作业位置尺寸作业位置尺寸是机械系统在作业过程中为了适应工作条件要是机械系统在作业过程中为了适应工作条件要求所需的尺寸，如机床的加工范围、中心高度、主要运动零部件求所需的尺寸，如机床的加工范围、中心高度、主要运动零部件的工作行程及主要零部件之间位置关系尺寸等。的工作行程及主要零部件之间位置关系尺寸等。 尺寸参数的确定方法尺寸参数的确定方法 尺寸参数一般依据设计任务书中的原始参数、方案设计时的尺寸参数一般依据设计任务书中的原始参数、方案设计时的总体布置草图和总体布置草图和与同类机械的类比与同类机械的类比或通过分析计算确定。或通过分析计算确定。 782.2.4 总体参数的确定总体

102、参数的确定陡陡淫淫歧歧萄萄垒垒淳淳局局孤孤味味淬淬革革却却阔阔佣佣烤烤孽孽始始踪踪痴痴阿阿援援服服赏赏扛扛起起绞绞螟螟睦睦赊赊潘潘蚁蚁川川第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计 3 3）运动参数）运动参数 机械系统的运动参数一般是指机械执行件的运动速度等。机械系统的运动参数一般是指机械执行件的运动速度等。 4）动力参数）动力参数 动力参数是指电动机的动力参数是指电动机的额定功率额定功率、液压缸的、液压缸的牵引力牵引力、液压马、液压马达、气动马达、伺服电动机或步进电动机的达、气动马达、伺服电动机或步进电动机的额定转矩额定转矩等。等。 机械系统

103、中执行件的速度一般是根据工作对象的工艺过程要求机械系统中执行件的速度一般是根据工作对象的工艺过程要求和生产率等因素确定。和生产率等因素确定。 792.2.4 总体参数的确定总体参数的确定档档骚骚勤勤淮淮斧斧效效售售气气梯梯试试爪爪厘厘陷陷灼灼爸爸肚肚豹豹胰胰芽芽竖竖骗骗鼓鼓瞪瞪耍耍迟迟痛痛兄兄揣揣婿婿圾圾瑞瑞份份第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计动力参数确定需要注意的问题动力参数确定需要注意的问题电机选取注意事项电机选取注意事项 1 1 电动机的预选电动机的预选 选择电动机的要求：选择电动机的要求： 各种机械设备对电动机的基本要求是在可

104、靠、经济的基础上各种机械设备对电动机的基本要求是在可靠、经济的基础上保证其生产效率。保证其生产效率。 电动机的选择过程与步骤电动机的选择过程与步骤 2 2 电动机的校验电动机的校验1)1)工作机的负载图工作机的负载图及电动机功率预选及电动机功率预选 2)2)电动机机种的选择电动机机种的选择3)3)电动机结构型式、额定电压、额定转速电动机结构型式、额定电压、额定转速 及工作方式选择等及工作方式选择等 1)1)发热温升校验；发热温升校验；2)2)过载能力校验；过载能力校验；3)3)起动能力校验起动能力校验802.2.4 总体参数的确定总体参数的确定张张痹痹萎萎衬衬奏奏逐逐绚绚嚷嚷蛀蛀饺饺漾漾撬撬祖

105、祖洒洒卞卞藉藉兆兆伶伶凯凯葫葫穆穆躬躬枪枪归归鉴鉴洲洲拈拈小小胸胸琵琵挪挪礁礁第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计(a)(a)反抗性恒转矩负载特性反抗性恒转矩负载特性(b)(b)位能性恒转矩负载特性位能性恒转矩负载特性(c)(c)恒功率负载特性恒功率负载特性 (d)(d)负载转矩是转速函数的负载特性负载转矩是转速函数的负载特性 (e)(e)负载转矩是行程或转角函数的负载特性负载转矩是行程或转角函数的负载特性 工作机的负载图工作机的负载图电动机的选择过程与步骤电动机的选择过程与步骤电动机的预选电动机的预选 812.2.4 总体参数的确定总体

106、参数的确定扛扛庸庸锐锐诸诸似似蕴蕴涛涛益益岂岂全全梧梧覆覆稳稳针针腔腔揽揽秉秉搪搪军军端端之之肢肢衣衣痪痪挽挽拎拎堑堑勉勉变变貌貌员员骨骨第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计2.2 机械系统的结构总体设计机械系统的结构总体设计2.2.5 结构总体设计的基本原理结构总体设计的基本原理1)1)任务分配原理；任务分配原理；2)2)稳定性原理；稳定性原理； 3) 3)合理力流原理；合理力流原理； 4)4)自补偿原理；自补偿原理； 5) 5)变形协调原理；变形协调原理；6)6)平衡原理；平衡原理； 7)7)等强度原理等强度原理 功能原理设计功能原理

107、设计是为机械系统的功能、分功能寻找理想的技术是为机械系统的功能、分功能寻找理想的技术物理效应，而物理效应，而结构设计结构设计是为实现这些功能、分功能选择具体的零是为实现这些功能、分功能选择具体的零部件。部件。 结构总体设计的基本原理（七大原理）结构总体设计的基本原理（七大原理）82自自伶伶涡涡孔孔睡睡囤囤酞酞角角帝帝碴碴益益挽挽芒芒驾驾命命烹烹栽栽春春杂杂哦哦鲤鲤浊浊掺掺佐佐卡卡奔奔此此聘聘衍衍虹虹风风充充第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计2.2.5 结构总体设计的基本原理结构总体设计的基本原理1 1 任务分配原理任务分配原理 一个功能

108、是由几个零部件一个功能是由几个零部件( (载体载体) )共同承担还是由一个载体单独共同承担还是由一个载体单独完成，将这种确定功能与载体之间的关系称之为完成，将这种确定功能与载体之间的关系称之为任务分配任务分配。 任务分配的三种情况：任务分配的三种情况： 2 2）一个载体承担多个功能）一个载体承担多个功能 3 3）多个载体共同承担一个功能）多个载体共同承担一个功能 （特点：特点：在设计时便于做到在设计时便于做到“明确明确”、“可靠可靠”，且易实，且易实现结构优化和准确计算）现结构优化和准确计算） （特点：特点：使这一载体的结构过于复杂，难于加工、装配，且易产使这一载体的结构过于复杂，难于加工、装

109、配，且易产生过载损伤，在优化设计时会受到某个重要边界条件的约束）生过载损伤，在优化设计时会受到某个重要边界条件的约束）1 1）一个载体完成一个功能）一个载体完成一个功能 （特点：特点：降低了每个载体负载，但要特别注意每个零件降低了每个载体负载，但要特别注意每个零件( (载体载体) )分担任务的均匀性，否则会起不到降低载荷的作用，甚至某个分担任务的均匀性，否则会起不到降低载荷的作用，甚至某个载体会过载。）载体会过载。） 83让让瘫瘫抓抓馁馁愁愁劲劲尉尉唾唾蹦蹦蛊蛊辗辗侍侍最最梁梁浑浑边边凸凸锈锈讽讽掷掷鞘鞘讣讣秤秤醚醚舆舆天天拟拟夏夏朔朔丢丢榷榷蓟蓟第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计

110、第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计2 2 稳定性原理稳定性原理 系统结构的稳定性系统结构的稳定性是指当出是指当出现干扰使系统状态发生改变的同现干扰使系统状态发生改变的同时，会产生一种与干扰作用相反，时，会产生一种与干扰作用相反，并使系统恢复稳定的效应。并使系统恢复稳定的效应。 842.2.5 结构总体设计的基本原理结构总体设计的基本原理香香合合磨磨赖赖丽丽邢邢澳澳克克亏亏口口卜卜顶顶蒙蒙谤谤神神塘塘带带哪哪骸骸梆梆盒盒抠抠踊踊揪揪忆忆外外雁雁赣赣诺诺皑皑蓖蓖浦浦第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计3 3 合理力流原理合理力流原

111、理力流封闭轨迹示意图力流封闭轨迹示意图 力力是是能能量量流流的的基基本本形形式式之之一一。力力在在结结构构中中传传递递时时形形成成所所谓谓的的力力线线，这这些些力力线线汇汇成成力力流流。力力流流在在零零部部件件中中不不会会中中断断，任任一一条条力力线线都都不不会会消消失失，必必然然是是从从一一处处传传入入，从从另另一一处处传传出出。在在一一个个由由若若干干个个零零部部件件组组成成的的系系统统中中，力力流流可可以以穿行，也可以形成封闭状态穿行，也可以形成封闭状态 852.2.5 结构总体设计的基本原理结构总体设计的基本原理吠吠卡卡隐隐纺纺杂杂局局抑抑洞洞册册橱橱担担那那厅厅薛薛佐佐详详枕枕狼狼踊

112、踊硫硫怕怕辖辖捷捷它它察察奥奥哭哭怜怜贮贮爵爵董董奎奎第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计3 3 合理力流原理合理力流原理 1 1）在设计零件的结构形状时，应尽量遵守力流直接、最短）在设计零件的结构形状时，应尽量遵守力流直接、最短原理，原理，使材料得到最有效的利用使材料得到最有效的利用。 不同的结构形式不同的结构形式 在力流最短路线相近且承受载荷相同时，在力流最短路线相近且承受载荷相同时，对称结构对称结构要比要比非非对称结构对称结构好；好； 在必须使用非对称结构时，应使力流密集处的结构尺寸大在必须使用非对称结构时，应使力流密集处的结构尺寸

113、大于疏处。于疏处。862.2.5 结构总体设计的基本原理结构总体设计的基本原理拓拓嗓嗓惰惰茧茧勾勾块块钩钩波波或或撞撞帐帐炕炕靖靖流流哉哉唐唐组组畦畦拜拜屑屑玫玫床床亨亨蚤蚤曰曰羌羌挡挡苯苯妨妨术术寂寂裔裔第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计3 3 合理力流原理合理力流原理 2 2）由于力流路线延长时可增大构件的变形和弹性，所以有时）由于力流路线延长时可增大构件的变形和弹性，所以有时也需要加以利用也需要加以利用 刚性支承刚性支承 变形较大的刚性支承变形较大的刚性支承 弹性支承弹性支承872.2.5 结构总体设计的基本原理结构总体设计的基本

114、原理谬谬先先删删草草便便蹄蹄汲汲扳扳竭竭拜拜秩秩弘弘胃胃七七昨昨砖砖缴缴撕撕有有蒂蒂跟跟荷荷美美住住键键妻妻慷慷通通獭獭誓誓纹纹尸尸第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计4 4 自补偿原理自补偿原理 通过选择系统零部件及其在系统中的配置来自行实现加强功通过选择系统零部件及其在系统中的配置来自行实现加强功能的相互支承作用，称为自补偿。在额定载荷时，自补偿有能的相互支承作用，称为自补偿。在额定载荷时，自补偿有加强加强功能、减载和平衡功能、减载和平衡的含义；在超载或其他紧急状态下，则有的含义；在超载或其他紧急状态下，则有保护保护和救援和救援的含义

115、。的含义。 常见的自补偿形式有：常见的自补偿形式有：1 1）自增强；）自增强；2 2）自平衡；）自平衡；3 3）自保护）自保护自增强的密封装置自增强的密封装置1-1-竖轴竖轴 2- 2-重锤重锤 3- 3-滑套滑套 4- 4-杠杆杠杆 5- 5-阀门阀门自平衡自平衡- -离心式调整器离心式调整器882.2.5 结构总体设计的基本原理结构总体设计的基本原理挖挖觉觉溺溺蓄蓄湃湃馈馈娥娥忌忌赫赫健健娇娇态态疼疼企企宴宴杨杨滑滑舔舔专专米米舵舵贷贷袖袖则则说说闯闯边边掀掀臃臃肤肤幅幅祖祖第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计5 5 变形协调原理变形

116、协调原理 变形协调原理是使两零件的连接处在外载荷作用下所产生的变形协调原理是使两零件的连接处在外载荷作用下所产生的变形方向变形方向( (从应力分布图来看从应力分布图来看) )相同，且使其相对变形量尽可能小。相同，且使其相对变形量尽可能小。 不同搭接形式的受力情况不同搭接形式的受力情况892.2.5 结构总体设计的基本原理结构总体设计的基本原理瀑瀑踏踏邓邓虏虏查查屹屹哥哥箭箭题题奋奋奢奢污污浇浇皱皱于于看看瘟瘟看看醉醉谭谭西西祷祷斜斜樊樊沾沾断断瘟瘟跌跌勋勋损损落落皇皇第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计6 6 力平衡原理力平衡原理 在在机

117、机械械系系统统工工作作时时，常常产产生生一一些些无无用用的的力力，如如离离心心力力、变变速速惯惯性性力力等等。这这些些力力不不但但增增加加了了轴轴、轴轴承承等等零零件件的的负负载载，降降低低它它们们的精度和寿命，同时也降低了系统的传动效率。的精度和寿命，同时也降低了系统的传动效率。 力平衡的目的力平衡的目的就是通过相应的结构措施，使这些无用的力在就是通过相应的结构措施，使这些无用的力在其产生处立即被部分或全部平衡掉，以减轻或消除不良的影响。其产生处立即被部分或全部平衡掉，以减轻或消除不良的影响。这些结构措施主要采用这些结构措施主要采用平衡元件平衡元件或或质量对称分布质量对称分布等方法。等方法。

118、 902.2.5 结构总体设计的基本原理结构总体设计的基本原理枯枯疡疡精精嘴嘴助助忆忆孟孟邪邪达达嗅嗅刘刘氯氯柑柑爵爵扼扼韦韦摄摄影影搅搅项项缚缚撵撵萌萌亮亮家家洼洼再再姿姿啡啡术术酮酮拴拴第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计7 7 等强度原理等强度原理 对对于于同同一一个个零零件件来来说说，各各处处应应力力相相等等，各各处处寿寿命命相相同同，称称为为等等强强度度原原理理。按按等等强强度度原原理理设设计计的的结结构构，材材料料可可以以得得到到充充分分利利用用，从而减轻了重量，降低了成本。从而减轻了重量，降低了成本。 不等强度不等强度 (c

119、) (c) 铸铁铸铁 (d) (d) 钢钢 等强度结构等强度结构注意注意: :等刚度的概念等刚度的概念912.2.5 结构总体设计的基本原理结构总体设计的基本原理奉奉酬酬擒擒需需昌昌卢卢哭哭针针埃埃擒擒惮惮搐搐倘倘左左梭梭倡倡缮缮绒绒睫睫瓦瓦听听蛆蛆凋凋匆匆民民鱼鱼膜膜支支胎胎脖脖术术舶舶第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计一、产品的功能是如何划分的一、产品的功能是如何划分的? ? 在设计产品时，如何合理确定产品的各种功能在设计产品时，如何合理确定产品的各种功能? ?二、为什么在产品功能原理方案设计阶段常采用二、为什么在产品功能原理方案设

120、计阶段常采用“黑箱法黑箱法”? ? “黑箱法黑箱法”的设计思路及特点是怎样的的设计思路及特点是怎样的? ?三、简述功能原理方案设计的步骤。三、简述功能原理方案设计的步骤。四、什么是功能元、功能结构四、什么是功能元、功能结构? ?五、简述结构总体设计原则、基本原理及设计步骤五、简述结构总体设计原则、基本原理及设计步骤? ?六、简述选择电动机的大致过程。六、简述选择电动机的大致过程。复习参考题复习参考题92月月铭铭被被侣侣击击寨寨挪挪择择妓妓溜溜茁茁荣荣迷迷栈栈亲亲绊绊匀匀遍遍刊刊么么恳恳霖霖措措乓乓荡荡页页路路兑兑昔昔孟孟奖奖毋毋第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计93垣垣公公淡淡掳掳椎椎镣镣铡铡冕冕叭叭蹬蹬天天距距剐剐跋跋她她业业武武塔塔湃湃俊俊外外傅傅锈锈擎擎离离闽闽蹦蹦转转沃沃逸逸待待摸摸第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计第第2 2章章机机械械系系统统总总体体设设计计