第2章-机械运动方案设计的一般过程

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2.1.2 机械设计的一般进程
机械产品的设计过程一般分为四个阶段：
产品规划阶段 概念设计阶段 详细设计阶段 改进设计阶段
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通 常广 泛实 施和 应用 的流 程可 归纳 为如 图所 示的 流程 框图。
设计阶段
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设计阶段
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产品规划 概念设计 详细设计 改进设计
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设计流程内容与设计步骤 阶段设计目标
市场需求分析 提出产品设计要求
需求水平分析 明确设计任务
设计任务书 可行性研究报告 任务要求明细表
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设计流程内容与设计步骤 阶段设计目标
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设计计算说明 书
标准通用件明 细表
使用说明书
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设计流程内容与设计步骤 阶段设计目标
样机试制工作总结
样机性能试验检测
样机试用情况报告 针对存在问题进行技
术完善 进行改进完善设计
研制报告 用户使用报告 性能测试报告 改进设计图纸
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详细设计时，一般先由总装草图分拆成部件、零件 草图，经审核无误后，再由零件工作图、部件工作图绘 制出总装图。
最后还要编制技术文件，如设计说明书，标准件、 外购件明细表，备件、专用工具明细表等。
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4. 改进设计阶段
根据样机性能测试数据、用户使用以及在鉴定 中所暴露的各种问题，进一步作出相应的技术完善 工作，以确保产品的设计质量。这一阶段是设计过 程不可分割的一部分。通过这一阶段的工作可以进 一步提高产品的效能、可靠性和经济性，使产品更 具有生命力。
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2. 概念设计阶段
这一阶段的最终目标就是在功能分析的基础上， 通过构想设计理念、创新构思、搜索探求、优化筛选 取得较理想的工作原理方案。对于机械产品来说，在 功能分析和工作原理确定的基础上进行工艺动作构思 和工艺动作分解，初步拟定各执行构件动作相互协调 配合运动循环图，进行机械运动方案的设计（即机构 系统的型综合和数综合）等。
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2.2 机械运动方案的设计理论与方法
目前常用的主要有以下几种：
功能方法树
功能方法树是产生多个设计方案的简单实用的方 法。功能方法树的建立过程是从确定总功能开始， 然后采用自顶向下的方法逐层分解，一直到最底层 的方法为止。
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形态学矩阵法
功能分析和工作原 理确定
工艺动作分析 执行动作确定
机械运动方案的 设计与评价
最佳机械运动方案 的尺度综合
机械运动简图优化
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机械运动简图 设计计算说明
书
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设计流程内容与设计步骤 阶段设计目标
机械构形、构思和设 计
机械总装图设计
施工图
机械部件设计 机械零件设计 技术文件编制
Pahl & Beitz系统设计学
系统化设计思想于20世纪70年代由德国柏林工 业大学Pahl & Beitz提出，他们以系统理论为基础， 制定了设计的一般模式，倡导设计工作应具备条理 性。
系统设计理论的主要特点是：将设计看成由若 干个设计要素组成的一个系统，系统中每个设计要 素都具有相对的独立性，各个要素间存在着有机联 系，并具有层次性，所有的设计要素结合后，即可 实现设计系统所需完成的任务。
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机械产品的设计按创新程度的不同有以下三类设计：
② 适应性设计
在原理方案基本保持不变的前提下，对产品进行局 部的变更或设计一个新部件，使机械产品在质和量方面 更能满足使用要求。 ③ 变型设计
在工作原理和功能结构都保持不变的前提 下， 变更现有产品的结构配置和尺寸，使之适应于更多的 容量要求。这里的容量含义很广，如功率、转矩、加 工对象的尺寸、传动比范围等。
机械设计的内容和步骤 机械运动方案的设计理论与方法 机械运动方案设计的步骤
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2.1 机械设计的内容和步骤
2.1.1 设计的基本概念
机械产品的设计按创新程度的不同有以下三类设计：
① 开发性设计 在工作原理、结构等完全未知的情况下，应用
成熟的科学技术，或经过试验证明是可行的新技 术，设计全新的新机械。这是一种完全创新的新 设计。
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3. 详细设计阶段
详细设计阶段主要是将机械运动方案具体转化为机 器及其零部件的合理构形。
详细设计时要求零件、部件设计满足机械的功能要 求；零件结构形状要便于制造加工；常用零件尽可能标 准化、系列化、通用化；总体设计还应满足总功能、人 机工程、造型美学、包装和运输等方面的要求。
四个设计阶段的基本内容：
1. 产品规划阶段
主要内容有：
产品开发的必要性，市场需求预测； 有关产品的国内外水平和发展趋势； 预期达到的最低目标和最高目标，包括设计水平、 技术、经济、社会效益； 提出设计、工艺等方面需要解决的关键问题； 现有条件下开发的可能性及准备采取的措施； 预算投资费用及项目的进度、期限。
样机试制工作总结 样机性能试验检测 样机试用情况报告 针对存在问题进行技
术完善 进行改进完善设计 图2-1 机械设计的一般流程
阶段设计目标
设计任务书 可行性研究报告 任务要求明细表
机械运动简图 设计计算说明书
施工图 设计计算说明书 标准通用件明细表
使用说明书
研制报告 用户使用报告 性能测试报告 改进设计图纸
产 品 规 划
概 念 设 计
详 细 设 计
改 进 设 计
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设计流程内容与设计步骤 市场需求分析
提出产品设计要求 需求水平分析 明确设计任务
功能分析和工作原 理确定
工艺动作分析 执行动作确定
机械运动方案的设计 与评价
最佳机械运动方案 的尺度综合
机械运动简图优化
机械构形构思和设计 机械总装图设计 机械部件设计 机械零件设计 技术文件编制