第七章机械系统运动方案设计
91页1、第七章 机械系统运动方案设计 第一节 机械总体方案设计 重要性直接决定产品的性能、质量及其在市场上的竞争力和企 业效益。核心内容机械运动方案设计,最具创造性和综合性。一、机械产品的设计过程五个阶段产品规划(概念设计)、总体方案设计、结构技术设计、 生产施工设计(工艺设计)、改进设计。 阶 段步 骤方 法主 要 指 导 理 论产 品 规 划设计方法 预测技术设计方法学 技术预测理论 市场学 信息学机械产品设计一般进程信息集约可行性报告、设计要求项目表产品设计任务预测调研可行性分析明确任务要求阶 段步 骤方 法主 要 指 导理 论原 理 方 案 设 计系统化设计法 创造技法 评价决策方法系统工程学 形态学 创造学 思维心理学 决策论 模糊数学总功能分析原理参数表、方案原理图功能分解功能载体组合功能原理方案(多个)功能元求解原理试验评价决策最优原理方案阶 段步 骤方 法主要指导理论技术设计价值设计 优化设计可靠性设计 宜人性设计 产品造型设 计 系列化设计 机械性能设 计工艺性设计自动化设计价值工程学 最优化方法、工程 遗传算法 可靠性理论与实验 人机工程学 工业美学 模块化设计、 相似理论
2、 有限元法、动态设 计、摩擦学设计、 高等机构学 机械设计的工艺基 础 控制理论、智能工 程、人工神经元计 算方法、专家系统结构方案(多个)结构价值分析试验模型试验总体设计结构设计造型设计造型价值分析外观方案(多个)评价决策评价决策最优结构方案最优造型方案最优技术设计方案总体布置图、装配 草图、技术文件总体效果图、 外观效果模型阶 段步 骤方 法主要指导 理论施 工 设 计各种制造、装 配、造型、装 饰、检验等方 法各种工艺学批 量 生 产计算机辅助制 造销 售反馈控制法零件工作图外观件加工工艺、 面饰工艺规程部件装配图效果图、检验标准技术文件造型工艺文件试 制修 改批量生产技术服务用户访问二、机械总体方案设计的目的和内容目的产品功能是否齐全、性能是否优良、经济效益是否显著 ,在很大程度上取决于总体方案设计的构思和方案拟定时的 设计思想。 内容 执行系统的方案设计执行系统方案评价与决策执行系统协调设计执行机构型式设计运动规律设计系统功能原理设计机构尺度设计运动和动力分析原动机类型的选择和 传动系统的方案设计各级传动比的分配传动链中机构 顺序的安排传动路线选择传动类型选择控制系统的方案设
3、计其它辅助系统的设计照明系统设计安全保障系统设计故障检测系统设计冷却系统设计润滑系统设计第二节 现代设计观念与创新设计简介 一、现代设计观念(一) 机械设计的历史 人类设计 经历的阶段直觉设计阶段凭直观感觉来设计制 作工具和机械,往往 带有一定的盲目性经验设计阶段依靠个人的才能和经验, 运用一些基本设计计算理 论,借助类比、模拟和试 凑等方法进行设计半理论半经验 设计阶段充分利用数据、图表和手册等 进行设计,减少了设计的盲目 性,增加了合理性(二) 现代设计方法的主要分支设计方法学(Design methodology)优化设计(Optimal design)价值工程(Value engineering)计算机辅助设计(CAD)可靠性设计(Reliability design)工业艺术造型设计(Visual design)模块化设计(Modular design)反求工程(Inverse engineering)有限元法(Finite element method)机械动态设计(Dynamic design)相似性设计(Similarity design)系统化设计(Systemati
4、zation design) 并行设计(Concurrent design)人机工程学(Man-machine engineering,ergonomics)模态设计(Modal design) 现代设计方法的核心机械创新设计(Innovative design)比较内容传统设计现代设计设计性质侧重技术面向功能,将技术、经济和社会 环境因素结合在一起统筹考虑 设计进程在战略进程和战术步骤上有 随意性强调设计进程及其步序的模式化设计手段计算器、图板加手册的个体 手工作业充分利用电子计算机进行计算、 自动绘图和数据库管理,集团分 工协作 设计方式以经验总结、规范依据为主强调预测与信号分析及创造性的 相互配合设计部署只限于从方案到工作图这个 阶段贯穿开发的全过程,考虑全寿命 周期的质量信息反馈设计思维朝向结构方案的“收敛性思 维”面向总体功能目标的“发散性”思 维传统设计与现代设计的比较比较内容传统设计现代设计设计方法采用少数的验证性分析以满 足限定的约束条件多元性方法学直接综合使其在各 种条件下实现方案与全域优化目 标 设计目标局限在微观和结构注重全局构成及协调,包括造型 设计、宜人设计
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