现代设计方法第一讲

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1、现代设计方法现代设计方法1第一章 绪论1.课程概述课程概述2.现代设计方法概述现代设计方法概述21-1 课程概述课程概述1.课程主要内容、地位 ： 见下表1-1，其中CAD、仿真、优化，有限元、可靠性设计为主讲内容。了解新发展、新理论、新方法。常规设计：专业知识（如机械制造技术基 础课程设计）。3 现代设计是过去长期的传统设计活动的延伸和发展，是现代设计是过去长期的传统设计活动的延伸和发展，是随着设计实践经验的积累，由个别到一般，具体到抽象，感随着设计实践经验的积累，由个别到一般，具体到抽象，感性到理性，逐步归纳、演绎、综合而发展起来的。性到理性，逐步归纳、演绎、综合而发展起来的。4课课程概述

2、课程概述计算机辅助设计： 专业知识-数学模型为基础，一般强调利用cad，pro/e，优化设计，仿真。包括设计计算和绘图。设计一般用数据计算方法和c+等语言自己编写；绘图包括二维和三维，一般使用AutoCAD、Pro/e等软件。(如剃前齿轮滚刀cad/capp例）现代设计方法： 专业知识-数学模型为基础，利用各种现代设计理论或方法，采用Matlab、Ansys软件进行设计。5课程概述课程概述2. 课程安排与考核：课程性质：课程性质：考查教材：教材：现代设计方法实用教程 孙新民主编课程安排：课程安排：计划课时60学时，上机26学时，放 假两次，分段讲解。成绩考核：成绩考核：作业（书面、电子版）；小

3、测验；上机测验；出勤。6课程概述课程概述3.参考书：参考书：【1】.孟宪颐.现代设计方法基础.机械工业出版社【2】.刘相新.ANSYS基础与应用教程.科学出版社【3】.陈立周.机械优化设计方法.冶金工业出版社【4】.刘惟信.机械可靠性设计.清华大学出版社【5】.龚纯.精通MATLAB最优化计算.电子工业出版社【6】.线性代数、概率论等。【7】.电子邮箱使用及临时发放资料。【8】.电子词典的使用。7一、设计的概念一、设计的概念广义概念：广义概念：发展过程的安排，包括发展的方向、程序、细发展过程的安排，包括发展的方向、程序、细节及达到的目标。节及达到的目标。狭义概念：狭义概念：将客观需求转化为满足

4、该需求的技术系统的活将客观需求转化为满足该需求的技术系统的活动，各种产品包括机械产品的设计即属此种。动，各种产品包括机械产品的设计即属此种。 产品设计过程从本质上是一个创新过程，是将创新构思产品设计过程从本质上是一个创新过程，是将创新构思转化为有竞争力的产品的过程。转化为有竞争力的产品的过程。1-2 现代设计方法概述现代设计方法概述8 在有限的时空范围内、在特定的物质技术条件下，人类为满足一定的需求而进行的一种创造性思维活动的实践过程。 设计是从给定的合理的目标参数出发，通过各种方法和手段创造出一个所需求的优化系统或拟订把某些人工制品组装起来的方案，或是对人工制品提出改进的措施，以便最佳地(在

5、给定的约束条件下)满足人们某些特殊的需求。一、设计的概念一、设计的概念 9设计设计制造制造时间时间百分比（百分比（%)%)设计与产品开发时间关于设计及其重要性关于设计及其重要性10010203040506070设计设计生产准备生产准备与加工与加工原材料与原材料与外购件的采购外购件的采购管理和销售管理和销售对成本的影响对成本的影响所需的工时成本所需的工时成本设计与产品开发成本关于设计及其重要性关于设计及其重要性11 75%75%的修改工作由产品设计阶段引起的修改工作由产品设计阶段引起 80%80%的修改工作在产品制造阶段或后续阶段完成的修改工作在产品制造阶段或后续阶段完成010203040506

6、0产品定义产品定义产品设计产品设计工艺规划工艺规划制造制造检验检验应用应用发生错误修改错误75%成本成本 %80%设计与修改工作关于设计及其重要性关于设计及其重要性12文化文化文化文化技术技术技术技术自自然然科科学学基基础础工工程程科科学学工工业业技技术术生生产产技技术术艺术艺术艺术造型艺术造型工业造型工业造型经济学经济学心理学心理学社会学社会学政治学政治学设计理论设计理论与与方法方法设计理论与方法相关领域设计理论与方法相关领域13二、机械设计的历史二、机械设计的历史人类的设计工作大致经历了以下几个阶段人类的设计工作大致经历了以下几个阶段：直觉设计阶段直觉设计阶段 凭凭直直观观感感觉觉来来设设

7、计计制制作作工工具具和和机机械械，往往往往带有一定的盲目性。带有一定的盲目性。 经验设计阶段经验设计阶段 依依靠靠个个人人的的才才能能和和经经验验，运运用用一一些些基基本本设设计计计计算算理理论论，借借助助类类比比、模模拟拟和和试试凑凑等等设设计计方方法进行设计。法进行设计。14半理论半经验设计阶段半理论半经验设计阶段 加强了设计基础理论、各种专业机械产品设加强了设计基础理论、各种专业机械产品设计机理以及关键零部件的设计研究，使设计者能计机理以及关键零部件的设计研究，使设计者能够充分利用数据、图表和手册等进行设计，减少够充分利用数据、图表和手册等进行设计，减少了设计的盲目性，增加合理性了设计的

8、盲目性，增加合理性。现代方法设计阶段现代方法设计阶段 现代设计方法的设计过程是以计算机为工具，现代设计方法的设计过程是以计算机为工具，使用有限元方法、可靠性方法、优化设计方法等使用有限元方法、可靠性方法、优化设计方法等对齐进行分析计算，以获得最优的设计参数，并对齐进行分析计算，以获得最优的设计参数，并利用计算机事先设计过程的高效和自动化。利用计算机事先设计过程的高效和自动化。15关于现代机械设计理论与方法反映现代机械设计的哲理、准则和方法反映现代机械设计的哲理、准则和方法现代的机械设计现代的机械设计更多地经验和借鉴更多地经验和借鉴关注机械系统对象关注机械系统对象更多地运用最新技术更多地运用最新

9、技术大系统论大系统论经典力学经典力学强度准则强度准则广义力学广义力学可靠性准则可靠性准则任务任务方案方案样机样机试验试验修改修改(重复重复)传统机械传统机械现代机械现代机械设计思想设计思想设计过程设计过程设计准则设计准则虚拟样机虚拟样机评价评价优化参数优化参数设计与制作设计与制作16现代机械与传统机械如何研究现代机械？如何研究现代机械？1、学科耦合，产生新的理论与方法；、学科耦合，产生新的理论与方法；2、更为深入地认识各个学科在理论和方法上的发展，用、更为深入地认识各个学科在理论和方法上的发展，用系统的观点考查其依赖与渗透；系统的观点考查其依赖与渗透；3、用信息流的观点观察机械各部分之间的关系

10、；、用信息流的观点观察机械各部分之间的关系；4、用动态的观点研究机械性能（全寿命周期的要求）。、用动态的观点研究机械性能（全寿命周期的要求）。17三、现代设计的特点三、现代设计的特点 1系统性 现代设计方法是逻辑的系统的设计方法。 德国：设计方法学，用从抽象到具体的发散的思维方法，以“功能一原理一结构”框架为模型的横向变异和纵向综合，用计算机构造多种方案，评价选出最优方案。美国：创造性设计学，在知识、手段和方法不充分的条件下，运用创造技法，充分发挥想象，进行辩证思维，形成新的构思和设计。 182社会性 现代设计开发新产品的整个过程，从产品的概念形成到报废处理的全寿命周期中的所有问题，都要以面向

11、社会、面向市场为指导思想全面考虑解决。 3创造性 现代设计强调激励创造冲动，突出创新意识，力主抽象的设计构思、扩展发散的设计思维、多种可行的创新方案、广泛深入的评价决策，集体运用创造技法，探索创新工艺试验，不断寻求最优方案。 二、现代设计的特点二、现代设计的特点 194最优化 现代设计重视综合集成，在性能、技术、经济、制造工艺、使用、环境等各种约束条件下，和广泛的学科领域之间，通过计算机以高效率综合集成最新科技成果，寻求最优方案和参数。 5动态化 现代设计在静态分析的基础上，考虑载荷谱、负载率等随机变量，进行动态多变量最优化。根据概率论和统计学方法，针对载荷、应力等因素的离散性，用各种设计方法

12、进行可靠性设计。二、现代设计的特点二、现代设计的特点 206宜人性 现代设计强调产品内在质量的实用性、外观质量的美观性、艺术性、时代性、在保证产品物质功能的前提下，要求对用户产生新颖舒畅等精神功能。从人的生理和心理特征出发，通过功能分析、界面安排和系统综合，考虑满足人一机环境等之间的协调关系，发挥系统潜力，提高效率。 7智能化 现代设计认为，各种生物在自己的某些领域里具有极高的水平，其中人的智能最高，通过知识和信息的获取、推理和运用，能解决极复杂的问题。在已认识的人的思维规律基础上，以计算机为主模仿人的智能活动，能够设计出高度智能化的产品。二、现代设计的特点二、现代设计的特点 218 CA化

13、现代设计广泛使用计算机使设计计算绘图制造改进一体化，日新月异的功能强大的软件使设计工作面貌不断更新，能够包容的影响设计的因素日益增多，大大提高了设计的精度，稳定性和效率。修改设计极为方便。二、现代设计的特点二、现代设计的特点 22三、机械产品设计的三个阶段三、机械产品设计的三个阶段 1开发性设计 应用可行的新技术，创新构思，设计工作原理和功能结构创新的产品。或赶超先进水平，或适应政策要求，或避开市场热点开发有特色的冷门产品。效益高，风险大。2适应性设计 工作原理方案保持不变。变更局部或增设部件。加强辅助功能。3变型设计 工作原理和功能结构不变。变更现有产品结构配置和尺寸。改进材料工艺。23 (

14、一)功能原理设计 1任务 是针对某一确定的功能要求，寻求一些物理效应，并借助于某些作用原理来求得一些实现该功能目标的解法原理。 2重点 创新构思，思维发散，多解评优，简图示意。 3特点 (1)以新的物理效应代替旧的物理效应，使机器的工作原理发生根本变化。 (2)开发人员有新概念、新构思，引入新技术、新材料、新工艺。 (3)机器的品质发生质的变化。 4工作要点 明确所要设计任务的功能目标；调查分析已有的解法原理；创新构思，寻求更合理的解法；初步预想实用化的可能性；认真进行原理性试验。 24 (二)实用化设计 1任务 使原理构思转化为具有实用水平的机器。完成从总体设计、部件设计、零件设计到制造施工

15、的全部技术资料。 2重点 性能价格比，结构设计(零部件形状、装配关系、材料、加工要求、表面处理、总体布置、安装等)。 3特点 工作具体精细；既先进又符合国情；经济合理；易造便修。 4工作要点 (1)总体设计 定工艺方案，定基本参数，定传动机构简图，作工作循环图。满足技术、经济、文化要求。 (2)结构设计 结构方案应当可靠、明确、简单。结构方案设计要满足下列原理：等强度原理；合理力流原理；变形协调原理；力平衡原理；任务分配原理；自补偿、自增强、自平衡、自保护原理；稳定性原理等。 (3)执行件设计 应用下列设计方法进行执行件设计。可靠性设计；动态设计；抗磨损设计；人机学设计；热变形设计；抗疲劳设计

16、。 25 (三)商品化设计 1任务 产品不止在技术上成功，要保证产品在市场竞争中成功。 2重点商品化设计的核心是产品功能原理的新颖性，基础是产品技术性能的先进性，包装是对市场要求的适应性。 3特点 (1)销售策略 市场调查，广告宣传，售后服务。 (2)经营策略 提高产品质量，增加技术储备，树立企业信誉。 (3)设计策略 性能的适用性变化(标准化、系列化、通用化、模块化)，艺术造型、价值分析。26(三)商品化设计 4工作要点 (1)性能的改变：适应不同条件(国家、民族、地区、气候等)；开发新功能；增添附加功能。 (2)产品性能尺寸系列化，零部件标准化，非标零部件通用化，零部件设计模块化。可减少设

17、计工作量，便于安排批量生产，减少重复出现的技术过失，增大互换性，有利于增加品种扩大生产。 (3)工业产品艺术造型，以先进的科技功能为基础，设计美观适用的外型和布局，满足精神功能要求。 (4)价值分析 价值分析是产品达到物美价廉的有效的现代管理技术，研究如何以最低寿命周期费用可靠地实现必要的功能。价值分析的目标是提高产品的价值。27四、机械产品设计的一般进程四、机械产品设计的一般进程 机械产品设计进程一般分为四个阶段：产品规划阶段，原理方案设计阶段，技术设计阶段，施工设计阶段。 1产品规划阶段 产品规划，明确设计任务就是决策开发新产品，为新技术系统设定技术过程和边界，是一项创造性的工作。 要在集

18、约信息、调研预测的基础上，识别社会的真正需求，进行可行性分析，提出可行性报告和合理的设计要求和设计参数项目表。28四、机械产品设计的一般进程四、机械产品设计的一般进程 2原理方案设计阶段 原理方案设计就是新产品的功能原理设计。用系统化设计法将确定了的新产品总功能按层次分解为分功能直到功能元。用形态学矩阵组合按不同方法求得的各功能元的多个解，得到技术系统的多个功能原理解。 经过必要的原理试验，通过评价决策，寻求其中的最优解即新产品的最优原理方案，列表给出原理参数，并作出新产品的功能原理方案图。 29四、机械产品设计的一般进程四、机械产品设计的一般进程 3技术设计阶段 技术设计是把新产品的最优原理

19、方案具体化。首先是总体设计，按照人一机一环境一社会的合理要求，对产品各部分的位置、运动、控制等进行总体布局。 然后分为同时进行的实用化设计和商品化设计两条设计路线，分别经过结构设计(材料、尺寸等)和造型设计(美感、宜人性等)得到若干个结构方案和外观方案。分别经过试验和评价，得到最优结构方案和最优造型方案。 最后分别得出结构设计技术文件、总体布置草图、结构装配草图和造型设计技术文件、总体效果草图、外观构思模型。30四、机械产品设计的一般进程四、机械产品设计的一般进程 4施工设计阶段 施工设计是把技术设计的结果变成施工的技术文件。一般来说，要完成零件工作图、部件装配图、造型效果图、设计和使用说明书

20、、设计和工艺文件等。 以上工程设计的四个工作阶段，应尽可能地实现CADCAM一体化，可以大大减少工作量，加快设计进度。313、机械产品的设计过程概念设计总体方案结构设计工艺设计改进设计 调研与规划 方案设计 详细设计 生 产 试验改进32四、机械产品设计的一般进程四、机械产品设计的一般进程 在新产品设计的四个工作阶段中，要在各种现代设计理论指导下，用不同的现代设计方法进行工作。33四、机械产品设计的一般进程四、机械产品设计的一般进程 34四、机械产品设计的一般进程四、机械产品设计的一般进程 35四、机械产品设计的一般进程四、机械产品设计的一般进程 36 一、价值工程 价值工程从产品的功能研究开

21、始，对产品进行设计，或重新审查设计图样文件，剔除那些与用户要求的功能无关的材料、结构、零部件，代以更新的构思，设计出功能相同而成本更低的产品。 价值工程设计的基本步骤是：了解设计对象，明确要求的功能，分析成本的组成，进行价值初评，制定改进方案，获得价值最高的新产品。五、现代设计方法简介五、现代设计方法简介 37从产品功能研究开始，对产品进行设计，或重新审查设计图样文件，剔除那些与用户要求的功能无关的材料、结构、零部件，代以更新的构思，设计出功能相同而成本更低的产品。价值指事物的用途或积极作用。产品成本是产品各项生产费用的总和。价值 = 功能 / 成本。价值工程设计的基本步骤：了解设计对象，明确

22、要求的功能，分析成本的组成，进行价值初评，制定改进方案，获得价值最高的产品。 38 二、工业产品艺术造型设计 工业产品艺术造型设计是指用艺术手段按照美学法则对工业产品进行造型工作，使产品在保证使用功能的前提下，具有美的、富于表现力的审美特性。 工业产品艺术造型设计应遵循的原则有：体现高新科技水平的功能美，符合三化的规范，显示新型材质的肌理美，体现先进加工手段的工艺美，表达各造型因素整体调和统一的和谐美，追求时代精神的新颖美，体现色光新成就的色彩美等。 造型设计要有机地运用统一与变化、比例与尺度、均衡与稳定、节奏与韵律等美学法则。造型要寻求线型、平面、立体、色彩、肌理等造型因素的构成规律和变化，

23、以效果图、动画、模型等形式，设计出物质功能与精神功能高度统一的创新产品。39 三、人机工程 人机工程从系统论的观点研究“人一机(工作对象和环境)系统”中人、机之间的交互作用，研究人的生理和心理特征，合理分配人与机器的功能，正确设计人、机界面，使人、机相互协调，发挥最大的潜力。 人机工程研究封闭的“人一机系统”的每个环节的特性及信息的传递：主要感受器眼睛感受信息的范围(视野)能力(视力)差别(视差)；分析器人脑感知、解释和处理信息的速度、时间、变化规律；执行器四肢产生力的过程和范围，作出反应的速度和准确度；机器的控制器和显示器这两个人 机界面如何设计，才能使显示和控制在空间、位置、运动、人的习惯

24、模式上相互协调，适合人的生理与心理特征，提高传递信息的准确度和速度，符合思维逻辑，创造良好的工作条件。40 四、并行工程 并行工程是集成地、并行地设计产品及其相关的各种过程(包括制造、后勤等)的系统方法。要求产品开发人员在设计伊始，就考虑产品整个生命周期中，从概念形成到报废处理的所有因素，充分利用企业内的一切资源，最大限度地满足市场和用户的需求。 并行工程的目的在于寻求新产品的易制造性、缩短上市周期和增强市场竞争能力。要求集中涉及产品寿命的所有部门的工程技术人员，组成并行设计组，共同设计制造产品，对产品的各种性能和制造过程进行计算机动态仿真，生成软样品或快速出样，进行分析评议，改进设计，取得最

25、优结果，一次成功。利用计算机的数据处理、信息集成和网络通信的能力，发挥并行设计组的集体力量，将新产品开发研究和生产准备等各种工程活动，尽可能并行交叉地进行。这对换代快、批量不大的产品，能显著缩短周期、提高质量。41 五、模块化设计 模块是具有一定功能和特定结合要素的零件、组件或部件。模块化产品是由一组特定模块在一定范围内组成不同功能或功能相同而性能不同的产品。 模块系统的特点是便于发展变型产品，更新换代，缩短设计和供货周期，提高性能价格比，便于维修，但对于结合部位和形体设计有特殊要求。 设计模块系统产品，先要建立模块系列型谱，按型谱的横系列、纵系列、全系列、跨系列或组合系列进行设计，确定设计参

26、数，按功能分析法建立功能模块，设计基本模块、辅助模块、特殊模块和调整模块及其结合部位要素，进行排列组合与编码，设计基型和扩展型产品。42 六、相似性设计 相似方法是可以把个别现象的研究结果推广到所有相似现象上去的方法。目前在大型复杂设备和结构设计过程中，一般都要在相似理论指导下，通过模化方法和模型试验，使方案取得合理参数，预测设备的性能。 解决相似问题的关键是找出相似系统各尺寸参数的相似比。在基本相似条件和相似三定律的基础上，用相似准则、方程分析、量纲分析列出相似比方程，可求得相似比。 模化设计是在开发新产品时，在相似的模拟工作条件下设计相似的模型进行试验。通过测定模型性能，预测产品原型性能，

27、分析设计的可行性并进行必要的修改，进一步取得最优参数和结构。 产品系列设计步骤是：先设计基型产品，确定产品系列是几何相似还是半相似，选择计算级差，求得扩展型产品的参数尺寸，确定系列产品的结构尺寸。几何相似的产品还可按相似关系以生产成本进行估算。 43 七、摩擦学设计 摩擦学是研究相对运动表面的科学及有关的应用技术。 目前，摩擦学研究的主要内容有：1摩擦与磨损机理研究；2润滑理论；3新型耐摩减摩材料与表面处理工艺；4新型润滑材料；5测试技术。 摩擦学设计是机械构件的运动学设计、强度设计之后的重要设计组成部分。以摩擦、磨损及润滑理论为基础，以系统工程的观点，通过一系列分析计算和经验类比，合理设计机

28、械零部件，采用先进材料和工艺，正确选用润滑方式和装置，预测并排除可能发生的故障，减少机械设备的摩擦损耗，达到经济的稳定磨损率，提高设备的工作效率和运行可靠性。44 八、三次设计 三次设计是日本质量管理学家田口玄一在60年代提出的一种设计方法：把新产品、新工艺设计分为三个阶段，称为三次设计法。 第一次设计称为系统设计。根据市场调查，规划产品功能，确定产品基本结构及组成该产品的各种零部件的参数，提出初始设计方案。系统设计主要依靠专业技术人员的专业知识进行。 第二次设计称为参数设计。在初始设计方案的基础上，对各零、部件参数进行优化组合，完成最优设计方案，使产品的技术特性合理，稳定性好，抗干扰能力强，

29、成本低廉。 第三次设计称为容差设计。在最优设计方案的基础上，进一发分析导致产品技术特性波动的原因，找出关键零部件，确定合适的容差，进而确定定差，并求得质量和成本的最佳平衡。45 九、反求工程设计 反求工程是针对消化吸收先进技术的系列分析方法和应用技术的组合。反求工程包括设计反求、工艺反求、管理反求等各个方面。以先进产品的实物、软件(图样、程序、技术文件等)或影象(图片、照片等)作为研究对象，应用现代设计的理论方法，生产工程学、材料学和有关专业知识，进行系统地分析研究，探索掌握其关键技术，进而开发出同类产品。 实物反求设计的一般进程如下： 1准备工作 进行反求工程设计的项目分析、产品水平、市场预

30、测、用户要求、发展前景、经济效益。写出可行性分析报告。在收集的技术资料中，结构说明书、维修手册、标准资料是重要的。46 2功能分析 对实物进行功能分析，找出相应的功能载体和工作原理。 3实物性能测试 项目有整机性能、运转性能、动态特性、寿命、可靠性等。测试时把实际测试与理论计算结合起来。 4实物分解 分解工作必须保证能恢复原机。不可拆连接一般不分解，尽量不解剖或少解剖。一般先拍照并绘制外廓图，注明总体尺寸、安装尺寸和运动极限尺寸等，然后将机器分解成各个部件。拆卸前先画出装配结构示意图，在拆卸过程中不断修正，注意零件的作用和相互关系。再将部件分解为零件，归类记数，编号保管。 5测绘零件 完成零件

31、工作图部件装配图和机器总装图。47 软件反求工程设计的一般进程是： 1准备工作与实物反求设计相似。 2反求原理方案分析引进的软件资料，探求其成品的工作可靠性和能否达到技术要求。其原理方案的科学性。技术、经济方面的可行性、生产率的合理性与先进性、使用维护的宜人性、零部件的加工与装配的工艺性、外观造型的艺术性等。 3反求结构方案分析资料，探求其结构要素的新颖性，新材料、新工艺的特点，先进技术的应用，如何创造性地满足下列结构设计原理：等强度原理、合理力流原理、变形协调原理、力平衡原理、任务分配原理、自补偿原理、稳定性原理等。48 影象反求设计的一般进程是： 1准备工作与实物反求设计相似。 2确定基本

32、尺寸根据影象形成原理分析确定影象中能反映的各种尺寸。影象多数为透视图，在掌握透视变换和透视投影的基础上，根据影象资料作出透视图，从而初定产品的外形尺寸、部件尺寸和一切能观察到的尺寸和外部特征。 3功能原理分析根据外部尺寸和结构特征，分析产品的功能原理、总体布局、性能参数、传动控制方案等，初步确定功能载体和工作原理。 4结构分析根据技术人员的知识和经验，确定具体结构。观察图片等影象资料分辨材料。进行强度、刚度、稳定性等的分析计算。作出反求方案设计，进行评审。 5技术设计：根据评审方案，完成技术设计。4950 目的：按照机械动态特性的要求对机械设备或结构(图形)进行审核、修改或重新设计。 方法：对

33、满足传统工作性能要求的初步设计图样或实物进行动力学建模，按此模型得到机械的动态特性，然后对初步设计进行审核，或按给定的动态特性对原设计进行修改，或预测机械结构的改变引起的机械动态特性的变化 建模方法：理论建模和实验建模。前者按机械结构形状不同采用不同的技巧，如有限元法或传递矩阵法；后者是针对机械实物或模型进行模态实验、分析，建立模态模型。 十、动态设计十、动态设计51三、现代设计原则三、现代设计原则设计产品应满足要求的条件，也是对设计行为的约设计产品应满足要求的条件，也是对设计行为的约束。束。现代设计原则是传统设计原则的扩充和完善现代设计原则是传统设计原则的扩充和完善 。 1)功能满足原则功能

34、满足原则 产品设计目的产品设计目的:构造能够实现规定功能的产品构造能够实现规定功能的产品52 (1)性能指标性能指标 指产品的各类技术指标，如机床加工指产品的各类技术指标，如机床加工精度、传动系统运动精度，电视机分辨力等。精度、传动系统运动精度，电视机分辨力等。 (2)可靠性可靠性 指产品在规定的条件和规定时间内完成指产品在规定的条件和规定时间内完成规定功能的能力。规定功能的能力。 (3)强度原则强度原则 要求产品零件具有抵抗整体断裂、塑要求产品零件具有抵抗整体断裂、塑性变形和某些表面损伤的能力。性变形和某些表面损伤的能力。 (4)刚度原则刚度原则 要求外载作用下产品变形在规定的弹要求外载作用

35、下产品变形在规定的弹性变形内。性变形内。 (5)稳定性稳定性 指产品在外载作用下能够恢复其平衡的指产品在外载作用下能够恢复其平衡的特性。特性。2)质量保障原则质量保障原则 产品质量主要由性能和可靠性决定。产品质量主要由性能和可靠性决定。 53(6)抗磨损性抗磨损性 要求零件在规定时间内材料的磨损量在要求零件在规定时间内材料的磨损量在规定值以内。规定值以内。(7)抗腐蚀性抗腐蚀性 要求产品在恶劣环境下不被周围介质侵要求产品在恶劣环境下不被周围介质侵蚀的特征。蚀的特征。(8)抗蠕变性抗蠕变性 要求高温环境工作的产品不发生蠕变或要求高温环境工作的产品不发生蠕变或蠕变变形在规定值以内。蠕变变形在规定值

36、以内。(9)动态特性动态特性 指在动载荷作用下产品具有良好的抗振指在动载荷作用下产品具有良好的抗振特性，以保证产品的平稳和低噪声运行。特性，以保证产品的平稳和低噪声运行。(10)平衡特性平衡特性 指旋转产品具有良好的静平衡和动平衡指旋转产品具有良好的静平衡和动平衡特性。特性。(11)热特性热特性 保证产品具有要求的温度大小、温度分布保证产品具有要求的温度大小、温度分布和热流状态，以及热应力、热变形在规定值以内。和热流状态，以及热应力、热变形在规定值以内。54 3)工艺优良原则工艺优良原则 指设计能够且容易通过生产过程实现，包括：指设计能够且容易通过生产过程实现，包括：(1)可制造性可制造性(2)可装配性可装配性(3)可测试性可测试性4)经济合理原则经济合理原则 要求产品具有较低的开发成本和使用费用。要求产品具有较低的开发成本和使用费用。 5)社会使用原则社会使用原则 考虑产品投放市场后的表现行为，包括：考虑产品投放市场后的表现行为，包括： (1)环境友好性环境友好性 ；(2)环境适应性；环境适应性；(3)人机友好性；人机友好性；(4)可维修性；可维修性；(5)安全性；安全性；(6)可安装性可安装性 ；(7)可拆卸可拆卸性性 ；(8)可回收性。可回收性。55