《总体方案设计》
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1、编辑课件,一、 总体方案设计的步骤,第三章 机械系统总体方案设计,1.机械产品设计过程,功能分析,寻求原理解,确定原理方案,2.设计方案的工作流程,设计要求的抽象化,确定系统的功能结构,寻求实现各分功能 的作用原理,组合作用原理 形成原理解,方案的评价与决策,编辑课件,二、设计要求的抽象化,功能的合理抽象,更多的具体方案,轴承的方案要求,钢笔功能：存送墨水,平口钳功能：形成压力,编辑课件,抽象化处理实例,容积：20l-160l,容器形状：未定,容器高度：150mm-600mm,汽油或柴油温度：-25-65C,最大输出信号精度：3%,油的液面高度随时间变动,最小测量值：最大值的3%,油标与容器的连接在上部或侧面,容积有一定范围,连接方式多种,容器高度不一,液体的液面高度随时间变动,容器形状多样,容器形状多样,测量液体连续变化量,容积有一定范围,连续测量尺寸和形状都未定的容器中的液体变化量,编辑课件,三、确定系统的功能结构,输入和输出变换的抽象描述称为功能,1.黑箱法,输入和输出转换关系,系统的功能、特征,工作原理与结构,系统 总功能,能量,物质,信息,能量,物质,信息,水泵,能量,水,开
2、关控制,压力水,流量控制,编辑课件,2.功能结构,功能的分解与组合关系,总功能,分功能,功能元,同级分功能组合实现上一级分功能的要求,编辑课件,材料拉伸试验机的功能树,力变形测量,试件拉伸,力测量,变形测量,动作控制,试 件 夹 持 松 开,夹头移动,运 动 形 式 转 换,速 度 扭 矩 转 换,讯 号 取 得,放 大,显 示,开 机,停 机,自 动 停 机,讯 号 取 得,放 大,显 示,编辑课件,四、寻求实现分功能的作用原理,作用原理在功能载体上利用某种或某些物理效应实现 某一分功能的工作原理,分功能： 传递转矩,功能载体： 轴和毂,物理效应： 摩擦效应,建立了物理效应和功能载体的知识库,编辑课件,五、组合作用原理、形成方案设计的原理解,1.采用形态综合法进行组合,目标的形态学矩阵,总功能分解为分功能,目标标记：,目标特征：,分功能相应的局部解,将各功能元的局部解,合理组合,多个系统原理解,编辑课件,组合1,组合2,设计方案原理的组合,系统解的方案个数：,编辑课件,2.设计瓶盖整列(瓶口朝上)装置的原理方案,总功能,分功能,瓶盖整列,瓶盖输入,整向,成列输出,测向,分拣,翻转,瓶
3、盖整列装置形态学矩阵,方案个数：,编辑课件,方案一,方案二,传输带输入A3,气流吹拂,测向B6,分拣C1,分功能合并,导向翻转D3,斜面下滑输出E1,斜面下滑输入A2,重力翻转D1,斜面下滑输出E1,舍去测向、分拣,编辑课件,方案三,方案四,传输带输入A3,气流喷嘴,分拣C1,翻转D2,分功能合并,气压测向B3,传输带输出E2,斜面下滑输入A2,特形槽,测向B2,分拣C6,分功能合并,斜面下滑输出E1,传输带输出E2 (回收重新开始),舍去翻转,编辑课件,任务,被选择的任务,总体功能,子功能,设计方案原理,原理组合,概念,结构方案,零件,零件形状,最终结构,零件详细设计,生产文档,设计过程的主要步骤,编辑课件,六、方案的评价与决策,1.建立评价目标,总目标,分解,一级子目标,分解,二级子目标 ,各目标加权,编辑课件,2.技术经济综合评价方法,(1) 技术评价,双曲线法：,(2) 经济评价,(3) 综合评价,各技术评价指标的评分值,各技术评价指标的权系数,最高分值、如010分制的10,技术价 值越高技术性能越好 0.6 不合格 0.8 较好,经济价 值越高经济效果越好 0.7为许用值,理想生产成本,允许生产成本,实际生产成本,优度图：,编辑课件,3.决策,一般在各方案中，选总价值最高的方案,注意均衡性，尽管总价值高、但某些评价目标 的评分低于平均值,编辑课件,七、方案设计实例,设计任务：已知传递功率 P=4kW、输入 n1=1000r/min、输出 n2=85r/min 要求运动平稳、结构紧凑、维护方便、效率高 设计一机械传动系统,1.明确任务要求,采用两级减速传动,总传动比：,2.功能分析,传动系统的形态学矩阵,方案数：N=65=30,编辑课件,3.组合原理解,初选 4 种方案,方案一：A1+B2,方案二：A3+B2,方案三：A4+B6,方案四：A5+B3,编辑课件,4.方案的评价与决策,方案设计阶段不易定出实际生产成本 技术评价中隐含有经济观点,
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