机械设计学知识小结(简)-机械工业出版社

第一章绪论第一节设计与文明劳动→劳动能力、思维能力→创造性设计的能力设计：通过制作使产品得以实现思维能力具有创造性制作技能（建筑物的基础工程，桥梁、建筑等大型基础工程，挖掘机与汽车的行走系统）

设计与科学研究科学研究：求知欲与好奇心—发现自然规律设计：需求—发明新产品

第五节近代设计科学的重大发展一、“设计学”从古代到现代的三个发展阶段

阶段1直觉设计阶段阶段2：半经验半理论设计阶段阶段3：半理论半经验设计阶段

二、近代“设计学”的重大发展1、“功能思想的提出和发展2、“人机学)思想的形成和发展3、“工业设计学科体系的发展相成熟是近代设计学发展的核心内容。同时：CAD/CAM 技术、可靠性技术、有限元、优化、并行工程等。

三、“机械设计学”的学科组成机械设计学学科体系包括以下三方面：(1)功能原理设计(2)实用化设计(3)商品化设计

设计构思、创造活动分为三大部，创意，构思，实现。创意的重点在于新颖性;构思的重点在于创造;实现的重点在于验证构思的合理性

第六节机械设计概述1、机械是机器和机构的统称。2、“设计”是把各种先进技术成果转化为生产力的一种手段和方法。它是从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的优化系统或结构的过程。3、由想法到产品的过程机械产品设计的一般过程：认识需求→目标界定→问题求解→分析选优→评价决策→表达→实现。设计的第一步是认识需求，由此决定要设计一种装置满足它。认识需求有时是一种很高创造性的活动。第二部是目标界定。基本目的是把需求限定在某种确定方面，并限定满足需求的一些特殊的技术和特性，以便在下一步寻求解决这一问题的解法。第三步是问题解决。就是我们所说的功能原理设计，应该把各种可能的解法尽可能多地收集起来，供下一步分析比较，这是至关重要的一步。第四部是分析和优选。第五步是评价决策，这是最困难的一步。第六步是表达，设计的表达有写说画。其中画是最重要的表达方式。第七部是实现，实现的手段是实用样机，实现的最后标准是市场，市场是检验设计成功与否的惟一标准。

机械设计特点：(1)多解性；(2)系统性；(3)创新性。

第七节机械设计的类型适应性设计、变型性设计、创新性设计

第九节“设计过程”研究及其新发展设计过程、并行工程、协同设计、集成设计

第十节质量功能配置(QFD)和质量屋(House of Quality)

质量屋”是质量功能配置（QFD）的核心QFD是一个非常结构化的、矩阵驱动的过程，其运行包括4个阶段：（1）将顾客需求转化产品特性（2）将产品特性转化成零件特性

（3）将零件特性转化成关键工艺操作（4）将关键工艺操作转化成生产要求

第二章机器的组成机器的功能分析 1.机器的定义有两个或两个以上相互联系配合的构件所组成的联合体，通过其中某些构件的限定的相对运动，能将某种原动力和运动转变，以执行人们预期的工作，在人或其他智能体的操作或控制下，实现位置设计的某种或几种功能。2.机器的组成2.2从不同的角度看从机构学的角度看：各种基本机构，自由度=原动机数

从结构学的角度看：各种基本零件从专业的角度看：各种主要部件

2.3从功能的观点看机器（总功能）-分功能1~i-工作机（工作头、执行机构）传动机原动机控制器

3.机器的分类机器-

机器功能的观点看，机器可分为工艺类-对物料进行工艺性加工的机器，主要特征是具有专用的工作头并进行独特的工艺加工动作;非工艺类-只实现某些特殊的动作性的机器

第三章机械产品的功能原理设计功能原理设计：针对主要功能提出一些原理性构思称为~功能原理设计重点：尽量使思维尽量“发散”，力求多解，便于选优。

为什么要突出功能原理设计：功能原理设计对产品的成败起决定性作用。

任何一种机器的更新换代都存在三个途径：一是改革工作原理；二是通过改进工艺、结构和材料提高技术性能；三是加强辅助功能使其更适应使用者的心理。

第一节功能原理设计的工作特点和工作内容

用一种新的物理效应来代替旧的物理效应，使机器的工作原理发生根本的变化的设计。;功能原理设计往往要引入某种技术，但首先要求设计人员具有新想法，新构思;功能原理设计使机器品质发生质的变化

功能原理设计的任务:针对某一确定的功能目标，寻求一些物理效应，并借助某些作用原理来求得一些实现该功能目标的解法原理 构思新原理的步骤：1、明确功能目标：装设导向系统的费用要小；允许扩充和调整设备，变动运输路线；在拥挤的工作环境中小车能灵活运行。2、提出的原理性设想：应用惯性导航技术，利用所设参考点用于制程序给出理论轨迹并作轨迹误差的修正；应用传感器引导绕过障碍物；在共建转接战上用超声波定向，使小车实现准确定位。

第二节功能、功能单元和功能结构

什么是功能：某一机器(或装置)所具有的转化能量、运动或其它物理量的特性。/一个技术系统在以实现某种任务为目标时，其输入量和输出量之间的关系

功能元素-把机器中的复杂动作分解为一些基本动作，这些基本动作理解为~ 功能结构图-用来表示各分功能之间关系的框图

系统工程学的观点：一个技术系统在以实现某种任务为目标时，其输入量和输出量之间的相互转换的关系。

系统工程学：用“黑箱”描述技术系统的功能 M 物流 S 信息流 E 能量流

设计者的任务：使“黑箱”变成“白箱”：获得一个完美的机械产

品，实现预定的功能。 任何技术系统都可以视为三种流的处理系统：能量流、物料流、信息流。 功能单元：将总功能分解成较为简单的、具有一定的独立性、可以直接求解“功能单元”，也称“功能元”。直接实现总功能的各分功能称为一阶分功能；实现一阶分功能的分功能称为二阶分功能，并以此类推。分解到末端的为功能元。

功能元素典型的基本动作:放出吸收，传导绝缘，集合扩散，引导阻碍，转变恢复，放大缩小，变向定向，调整激动，联合开段，结合分离，接合拆开，贮存取出 功能分析：由总功能分解为分功能，最后作出功能结构图。也可称为“系统分析”。功能元组合：相容矩阵法

第三节功能原理的发展历史及基本类型功能原理设计的两个工作特点：1、功能原理设计是一种综合，无定法可循。2、功能原理设计所要求解的问题是有多解的问题，即既不是只有唯一解，也不是绝对无解，而且也很难得到绝对理想的解。 功能原理分类：动作功能、工艺功能 根据功能的技术特点分类综合技术功能：综合运用机、光、电、磁、热、化……各种“广义

物理效应”（非纯机械）去实现各种动作功能和工艺功能。

“关键技术”（“Know How ”）：某个企业或部门独有的技术，暂时还没有被别人掌握。

输入输出信息S 能量E 物料S E M （黑箱）（BLACK