现代机械设计技术PPT课件(49页)

定义各：部由分计之算间机具信有息确网定络的协相调对与运控动制关的系，用于完成包括 能机够械改力变、或运者动传和递能力量并等产动生力运学动任，务完的成机某械些或工机作电部 件相互联系的系统
组成：机械本体、动力部分、检测传感装置、控制及 信息处理装置、以及执行机构
1.3 关于现代机械设计技术
现代机械
由计算机信息网络协调与控制的，用于完成包括机械力、运 动、物资流和能量流在内的动力学任务的、机械与电子部件相互 联系的伺服系统
设计方法学、智能设计、创新设计
人机工程、生物机械学、工业设计等
绿色设计、人工物设计理论
产品创新设计、稳健性设计理论、广 义优化设计、优势设计、摩擦学设计 并行设计、虚拟设计、快速设计、 机电一体化设计等
1.3 关于现代机械设计技术
现代机械设计在技术上的特点：
➢ 智能化 ➢ 经济性 ➢ 并行性 ➢ 集成化 ➢ 精确性 ➢ 动态性
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
2、适应性设计
工作原理方案不变，变更局部 或增设部件
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
赶超先进水平 适应政策 开发有特色产品
加强辅助功能
改进材料、工艺
效益高、 风险大
1.4 关于机械产品设计技术
新
多
产
品 用系统化方法 总 按层次 功
能
分 功 能
功 能 单 元
用不同方法
个
功 能
原理实验
原 决策评价
理
解
最 优 原 理 方 案
原理参数、功能原理方案图
1.4 关于机械产品设计技术
机械产品设计的一般进程（分四个阶段）
传统设计：
强调产品的物资功能，不能全面考虑精神功能 凭经验或自发考虑人机环境间的关系，强调训练用户适应机器的要求
1.2 关于现代设计
现代设计的特点：
7、智能化 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。
传统设计：
在局部上自发地运用了某些仿生规律。
1.2 关于现代设计
其发展的基础是各领域科学技术的发展
1.2 关于现代设计
文化
基 自础 然工 科程 学科
学
政治学 社会学 心理学 经济学
设计理论 工 生
与 方法
业 技 术
产 技 术
工业造型 艺术造型
艺术
技术
1.2 关于现代设计
现代设计的特点：
1、系统性
设计方法学：一种从抽象到具体的发散思维方法
以“功能－原理－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，评价选出最优方法
1、产品规划阶段
产品规划，明确设计任务
决策开发新产品 为新技术系统设定技术过程和边界
要在集约信息、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以及设 计参数项目表
1.4 关于机械产品设计技术
机械产品设计的一般进程（分四个阶段）
2、原理方案设计阶段
实施功能原理设计
功能分析 原理方案 结构方案 造型方案
传统设计：
市场经济规律 尽可能定量
随时
市场分析 经济分析 价值分析
并行工程方法指导 设计、生产和管理
专业技术主管指导设计
设计过程注意技术性
设计试制后进行经济分析、成本核算
1.2 关于现代设计
现代设计的特点：
3、创造性 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 实施 深入的评价决策
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 等结强构度方原案理可；靠合、理明力确流、原简理单；变形协调原理；力平衡
4、工作要点： 1）明确设计的功能目标
2）调查分析已有的解法原理 3）创新构思，寻求更合理的解法 4）初步预想实用化的可能性 5）认真进行原理性的实验
1.4 关于机械产品设计技术
新产品开发设计的三个主要内容
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的全部资料
钢铁、塑料 电子器件
计算机
1.3 关于现代机械设计技术
现代的机械设计
反映现代机械设计的哲理、准则和方法
设计思想 设计准则 设计手段 设计过程
传统机械 现代机械
更多地经验和借鉴 关注机械系统对象
更多地运用最新技术 大系统论
经典力学 强度准则
广义力学 可靠性准则
经验、类比、局部计 定量计算、系统分析，各种
1.1 关于设计
把预定的目标经过一系列规划、分析和决策， 产生相应的文字、数据、图形等信息的过程和活动。
方式、方法？ 依据？ 手段？
1.1 关于设计
把预定的目标经过一系列规划、分析和决策， 产生相应的文字、数据、图形等信息的过程和活动。
分析什么？ 如何分析？ 分析的工具？
1.1 关于设计
把预定的目标经过一系列规划、分析和决策， 产生相应的文字、数据、图形等信息的过程和活动。
大型复杂机械的设计必须完成“分析 －分解－综合”的过程，其中包含了 大市量场创的竞造争性、思用维户过的程选和择智使能对产活品动的。经 必济须性超要求前越考来虑越后高续。的过程，实现DFM、 DFA，以压缩废品、库存的消耗，确保 经树立济人性－。机一体化、机电一体化、硬－软
件一体化的观念，综合多方面测试分析数 据 和机设指技械计导术产过、，品程评特复中价别杂要设是度采计C、用A，D综先技融合进术多性的于种提计产现高算品代的技设科必 术计技然、之成结计中果果算。要理求论 和设计计的算对分象析处工在具动，态环使境设中计，的把分握析其更动为态过准程确对、于设提 计高产参品数的更可为靠精性确具。有重要意义，同时设计组织的协调
3）工业产品艺术造型，满足精神功能要求 4）价值分析：以最低寿命周期费用可靠地实现必要的功能。增加附加值
1.4 关于机械产品设计技术
机械产品设计的一般进程（分四个阶段）
1、产品规划阶段 2、原理方案设计阶段 3、技术设计阶段 4、施工设计阶段
1.4 关于机械产品设计技术
机械产品设计的一般进程（分四个阶段）
对成本的影响 所需的工时成本
1.4 关于机械产品设计技术
设计与修改工作
60
发生错误
50
修改错误
成本 %
40
30
75%
20
10
80%
0 产品定义
产品设计
工艺规划
制造
检验
应用
• 75%的修改工作由产品设计阶段引起 • 80%的修改工作在产品制造阶段或后续阶段完成
1.4 关于机械产品设计技术
机械产品设计的类型
决定什么？ 何种策略？ 依据？ 优劣的评价？
1.1 关于设计
把预定的目标经过一系列规划、分析和决策， 产生相应的文字、数据、图形等信息的过程和活动。
有效、准确、快捷 方式、方法？ 途径、工具？
1.1 关于设计
把预定的目标经过一系列规划、分析和决策， 产生相应的文字、数据、图形等信息的过程和活动。
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（提高质量，增加技术储备，树立企业信誉） 3）设计策略（性能的实用性变化，艺术造型，价值分析）
4、工作要点：1）性能的改变：适应不同条件；开发新功能；增加附加功能
2）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。减少设计量，利于批量生产，降低成本
多、快、好、省
1.1 关于设计
把预定的目标经过一系列规划、分析和决策， 产生相应的文字、数据、图形等信息的过程和活动。
是一门学问（学科）
涉及方法论、社会学、科学和技术等众多理论和方法问题 需要积累、演绎、归纳和综合
是一个行业，强调综合的科学技术
关系到实践和产品，具有价值比较
与时代和发展密切相关、需要不断发展
新产品开发设计的三个主要内容
一、功能原理设计
1、任务： 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
原理来求得一些该功能目标的原理解法
2、重点： 创新构思，思维发散，多解选优，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性变化
2）要有新概念、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
原理；自补偿、自增强、自保护原理；稳定性原理
3）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
1.4 关于机械产品设计技术
新产品开发设计的三个主要内容
三、商品化设计
1、任务： 保证在技术上成功，使产品在市场竞争中成功
2、重点： 核心：产品功能原理的新颖性，基础：技术性能的先进性，
（一种思维活动）
狭义：
将客观需求转化为满足该需求的技 术系统的活动
（定向的技术实施过程）
把预定的目标经过一系列规划、分析和决策，产 生相应的文字、数据、图形等信息的过程和活动。
1.1 关于设计
把预定的目标经过一系列规划、分析和决策， 产生相应的文字、数据、图形等信息的过程和活动。
拟定目标的出发点、环境？ 对问题把握程度如何？ 如何判断预定的目标正确？
现代设计的特点：
8、CA化 绘图、修改一体化，高效 设计工具不断完善、 包容的设计因素日益增多，精度、稳定性提高 虚拟产品产生的全过程