哈工大机械系统设计第一章

安全在于心细，事故出在麻痹。20.10.2420.10.2403:11:1103:11:11October 24, 2020
踏实肯干，努力奋斗。2020年10月24日上午3时11分 20.10.2420.10.24
追求至善凭技术开拓市场，凭管理增 创效益 ，凭服 务树立 形象。2020年10月24日星期 六上午3时11分 11秒03:11:1120.10.24
程
机械制造:冷加工和热加工
冷加工: 1.机械加工和装配工艺过程的生产装备及其自动化,集
成化与智能化 2.机械加工和装配工艺的过程和方法 3.机械制造(冷加工)的基础理论
二.机械,系统,机械系统
机械: 1.须由两个以上的零部件组成 2.这些零部件中的运动部件,应按照设计要求作确定的
运动 3.把外来的能源变为有用的机械功 系统:具有特定功能的,相互间具有一定联系的许多要
三.产品设计,生产过程
市场需求—产品策划—产品设计—产品生产— 产品销售—产品使用—产品报废或回收
功能原理方案设计阶段 明确任务要求(设计任务书要求明细表) 功能分析 搜寻解法 方案综合 评价 决策确定最佳原理解,画出原理图
结构总体设计阶段
功能面变形,连接变形,材料变形 定材料,尺寸 评价 最佳结构总装配图
包括: 机械学-功能综合定量描述,控制其性能 机械制造学-研究机械制造系统及过程手段 设计为核心,制造为基础. 反之可出现:用先进的设计技术设计出”质量很差的先
进产品,或用先进的制造技术生产出”落后的高质量产 品”两者不能偏废.
电子学 力学 数学 材料科学 计算机科学 环境科学 管理科学 生命科学 信息科学
现代设计方法与相关科学技术的关系
政治
社会学
心理学
经济学
自然科学-工程科学-现代设计方法 -工程技术—生产
工业设计
工艺品设计
艺术
1.4 机电一体化
一.概念:在机械的主功能,动力功能,信息功能和控制功 能上引进微电子技术,并将机械装置与电子装置用相关 软件有机结合构成系统的总称.
二. 组成 工业的三大要素:物质,能量,信息 旧的三要素—变换,传递,储存—新的三要素 变换-可能是加工,处理, 储存—保持,存储,记录 传递---运输,移动
人生得意须尽欢，莫使金樽空对月。03:11:1103:11:1103:1110/24/2020 3:11:11 AM
安全象只弓，不拉它就松，要想保安 全，常 把弓弦 绷。20.10.2403:11:1103:11Oc t-2024- Oct-20
加强交通建设管理，确保工程建设质 量。03:11:1103:11:1103:11Saturday, October 24, 2020
素构成的一个整体
系统的特性
1.目的性 2.相关性与整体性 3.环境的适应性
三.机械系统的组成
动力系统
传动系统
执行系统
POWER
DRIVE
EXECUTIVE
操纵系统和控制系统
OPERATE AND CONTROLL
系统边界 BORDER
支承系统 SUPPORT
润滑冷却密封安全等系统 LUBRICATE COLD SEAL
政法管理
社会环境 组织管理
需求和社会服务
四.机电一体化的共性关键技术
1.检测传感技术 2.信息处理技术 3.自动控制技术 4.伺服驱动技术 5.接口技术 6.精密机械技术 7.系统总体技术
树立质量法制观念、提高全员质量意 识。20.10.2420.10.24Saturday, October 24, 2020
四.机械系统的地位及作用
人生活的任何地方都有机械系统.只是简单复杂不同
而已.
人体和机电一体化系统的五大要素:
内脏
动力
五官 头脑 手脚 骨骼
检测 控制 执行 传感器 计算机
支承(机构)
1.2 机械系统设计的任务,基本原则 及要求
一.任务和类型 任务:开发新产品,改造老产品,提供物美价廉的机器产
品,以取得最高经济效益. 类型 : 1.完全创新产品 无任何参考资料 2.适应性设计 局部变更 3.变异性设计 结构配置和尺寸改变
二.机械系统设计的基本原则及要求
1.原则: A 需求原则
B 信息原则
C系统原则
D 优化,效益原则
2.设计要求 A功能 B适应性 C可靠性
D生产能力 E使用经济性 F成本
机械系统设计
主讲:郭景哲
教学目的
机械系统设计是学生学习技术基础课后，机电一体化 学生的必修课之一，它在培养学生的工程意识、创新 思维、运用规范的工程语言和技术信息解决工程实际 问题的能力方面，具有重要作用。
通过学习本课程让学生在学习技术基础课后掌握机械 系统的组成，设计过程和方法，其任务是开发新的产 品和改造老产品，最终目的是为市场提供优质高效， 物美价廉的机械产品，以取得较好的经济效益
一马当先，全员举绩，梅开二度，业 绩保底 。20.10.2420.10.2403:1103:11:1103:11:11Oc t-20
牢记安全之责，善谋安全之策，力务 安全之 实。2020年10月24日 星期六3时11分 11秒Saturday, October 24, 2020
相信相信得力量。20.10.242020年10月 24日星 期六3时11分11秒20.10.24
严格把控质量关，让生产更加有保障 。2020年10月 上午3时 11分20.10.2403:11Oc tober 24, 2020
作业标准记得牢，驾轻就熟除烦恼。2020年10月24日星期 六3时11分11秒 03:11:1124 October 2020
好的事情马上就会到来，一切都是最 好的安 排。上 午3时11分11秒 上午3时11分03:11:1120.10.24
技术设计阶段
部件装配图 零件图 各种技术文件(零部件图样技术文件) 试制
机械产品成本
材料费用 价格 数量质量 利用程度
工资
附加费用
工序数量 生产量
工序时间 设备数量质量
工人技术级别 生产管理水平
设计简化 安全系数 零件结构 制造方法
1.3 机械系统设计方法
一.机械系统的设计方法
考试成绩
平时出勤等占20% 期末考试(闭卷) 80%
第一章 绪论
本章重点: 1.机械系统设计的基本原则和要求 2.机械系统的组成 3.产品生产过程和寿命阶段流程图 4.机电一体化概念及工业三大要素 5.现代设计方法的主要内容
1.1 机械系统设计在机械工程科学中的
地位和作用
一. 机械工程科学---研究机械产品(或系统)的性能,设计 和制造的基础理论与技术的科学.
谢谢大家！
机械制造:冷加工和热加工 热加工: 1.将材料加工成一定形状和尺寸的机器部件 2.在加工中保证或改进材料的内部组织,化学成分和加工
性能
3.研究发展机器部件所需的本体材料或其表面层 4.研究机器部件的疲劳,蠕变,断裂韧性,应力腐蚀,寿命等
问题
5.研究加工工艺,加工装备及自动流水线crack detection 按方法可分:铸造,锻造,焊接,金属热处理,无损探伤,表面工
机械学
材料流
机 信
机械制造
械 息 机械制造过程
设 加 材料的变形和质变
计 工
过 过 程 程
信息流 能量流
工艺学
两种基本设计思想示意图
环境
工 人 机器 作 位 置
环境
机器 人
工 作 位 置
人机工程学
研究机械系统与人和周围环境关系的科学 提问学生:机械系统与人的关系例子 机械系统与环境的关系例子 环境污染包括什么?
信
微机及微电子技术
电力电子变换技术
信
息
息
处
处
理
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
理
技
机械工程系统设计制造技术
技
术
术
系统总 精密机 实验模 材料科 自动控 伺服驱 检测传 基础元 体技术 械技术 拟技术 学技术 制技术 动技术 感技术 件技术
人才和人才培养
物资器材
技
经
术
济
基
基
础
础
资金
机电一体化 技术与产品
基础技术
设计 测试 制造 工艺 标准
主要内容学时分配
第一章 绪论(2学时) 第二章 机械系统总体设计(4学时) 第三章 执行系统设计(4学时) 第四章 传动系统设计(2学时) 第五章 支撑系统设计(2学时) 第六章 价值分析(2学时) 第七章 操纵系统及安全系统设计(2学时) 第八章 润滑系统设计(2学时) 第九章 绿色设计及微系统简介(2学时) 参观,实验(4学时) 总结(2学时) 考试(2学时)
传统的设计方法
现代设计方法
静态 半理论,半经验
动态,科学,计算机化
性质 -
偏重技术
偏重功能目标,技术,经济 和社会环境综合一起
思维
结构的收敛性
总功能目标的发散性思维
方法 满足限定约束条件
多元性全优化
手段 图版,计算器等手工 计算机绘图,集团分工合作
对象 局限在零件和结构上 系统的全局构成,包括造型等
工况 按确定工况与静态考虑 随机工况,模糊性,复杂细解
评价 单项,手册标准(强度,成本等) 科学的模糊综合评价
现代设计方法主要内容
信息论方法 INFORMATION 信息分析法,技术预测法 系统论方法 SYSTEM 人—机工程,系统设计法 控制论方法 CONTROLL 动态分析设计法 优化论方法 OPTIMIZE优化设计法是现代设计的目标 对应论方法 CORRESPONDING 相似设计法 智能论方法 INTELLIGENT CAD CAM 等 寿命论方法 LIFE 可靠性设计,价值工程等 离散论方法 DISPERSE 有限元和边界元分析设计法 模糊论方法 BLURRED ,DIM 模糊设计法 突变论方法 创造性设计等 艺术论方法 ART
机电一体化系统的构成要素及其功能
干扰
物质能量信息
废弃物输出
主功能 (变换,传递,储存)
新三要素
动力功能
动力输入
计测功能 控制功能
控制输入 控制输出
数控机床构成要素示意图
计算机数字 控制装置
接口
刀库 机床主机 位置检测
控制器
计算机数字 控制装置
动力源 接口
执行元件
传感器
驱动源
工业机器人
机构
三.发展机电一体化技术的基础 人才 人力技术组织管理 需求 财力物力 政策法规