机械设计及现代设计方法培训课件PPT(共 69张)

3.1 概论
3.1.4 设计的本质与过程 1.设计的本质 设计的本质可以从下面几方面来说明: 1)从工作性质与内容看,设计的内容广泛。 2)从设计的过程与方法看,设计是一种活动。 ① 设计是一种工程活动。 ② 设计是一种创造性的智力活动。 ③ 设计是一个综合、决策、迭代、寻优的过程。 设计是一种创造性活动,设计的本质是创造和革新,从这 个意义上讲,创新是设计的灵魂。
3.1 概论
3.1.4 设计的本质与过程 1.设计的本质 设计的本质是由如下设计的基本特征所决定的: 1) 约束性。 2)多解性。 3)相对性。
3.1 概论
3.1.4 设计的本质与过程 2.设计的过程 首先,对设计对象作出正确的分析,确定它的技术经济指标。 其次,采用系统学或创造性的设计方法,确定可能的设计方 案,根据经验或通过简单的计算作出分类,然后再用价值分析 方法或优选方法选择方案。 最后,用优化设计方法确定所选方案的主要参数,选择经济 的材料和工艺过程,并完成设计阶段的一切技术文件。
图3-4 机械产品设计过程的工作循环流程
3.2 设计理论与方法
3.2.1 设计理论与方法的分类
图3-5 现代机械设计方法的分类
3.2 设计理论与方法
3.2.2 机械设计理论与方法的发展趋向
图3-6 现代机械设计理论与方法的发展趋向
3.3 现代设计技术
3.3.1 现代设计技术的定义与特点
现代设计技术:以满足应市产品的质量、性能、时间、成 本/价格综合效益最优为目的,以计算机辅助设计技术为 手段,以知识为依托,以多种科学方法及技术为手段,研究、 改进、创造产品活动过程所用到的技术群体的总称。
3.1 概论
3.1.3 设计的分类 常规设计,是指以成熟技术结构为基础,运用常规方法来 进行的产品设计。 创造性设计是创新设计和革新设计的统称。创新设计旨 在提供具有社会价值的、新颖而独特成果的设计。 革新设计是指为增加原有产品的功能、适用范围,提高它 的性能或改进其结构、尺寸或外形的变型设计,因此又可 称为改进设计。
3.1 概论
3.1.1 工程设计的概念
技术系统的处理对象是能量、物料及 信息。随着时间及其他条件的影响, 系统中存在能量、物料及信息的变化, 即能量流、物料流和信息流。其中, 能量包括机械能、电能、光能、核能 等形式,在图3-1中用实线箭头表示; 物料可为材料、毛坯、试件、半成品 等形式,在图3-1中用双线箭头表示; 而信息往往体现为测量值、指示值、 控制信号、脉冲显示等形式,在图31中用虚线箭头表示。
3.1 概论
3.1.3 设计的分类 从设计任务的要求来划分,通常有三种不同类型的设计: 1)开发性设计。运用成熟的科学技术,从工作原理和结构 上设计过去没有的新型产品,这是一种完全创新的设计。 2)适应性设计。在原理、方案基本保持不变的前提下,对 产品作局部的变更设计,使之更能满足用户的需求。 3)变型设计。在功能和工作原理不变的情况下,变更现有 产品的结构配置、布置方式和尺寸,使之适应多方面的使 用要求。
第三章 机械设计及现代设计方法
□4.1 概论 □4.2 毛坯制造方法 □4.3 材料热处理及表面处理技术 □4.4 零件加工制造 □4.5 机器装备 □4.6 机械制造装备
3.1 概论
3.1.1 工程设计的概念 产品是设计结果的物质表现。若设计人员所设计的产品, 是以一定技术手段来实现社会特定需求的人造系统,则称 之为技术系统。工程设计主要是对技术系统而言的,它是 广义设计在工程技术领域中的特有表现,是对技术系统进 行构思、分析并把设想变为现实的技术实践活动。
图3-1 技术系统
3.1 概论
3.1.1 工程设计的概念 图3-2所示为压力机用于冲压时的技术系统示意图,通过 对系统的输入和输出的主要内容分析可知,压力机这一机 械系统用来使物料分离或产生塑性变形。采用这种分析 方法,便于抓住系统的本质,有助于进一步改进或开发新 的技术系统。
图3-2 压力和意义 设计的目的：保证系统的功能,建立性能优良、成本低廉、 价值最佳的技术系统。它对产品的技术和经济效果起着 决定性作用,其重要性是不言而喻的。 设计的意义：设计作为现代工业生产的关键性环节,在产 品的整个生命周期中占有极其重要的位置,它从根本上决 定着产品的内在和外在品质及成本。
3.1 概论
3.1.1 工程设计的概念 技术系统的性质可分为整体性质、基本设计性质和工作 性能,如图3-3所示。
图3-3 技术系统的性质
3.1 概论
3.1.1 工程设计的概念
结构、材料、形状、尺寸及工作表面被称为技术系统的 基本设计性质的原因： 首先在于它们决定了系统的其他性质,例如系统的强度、 刚度等主要取决于零件的材料、尺寸,结构及工作表面影 响载荷分布及应力状态等; 其次,这五种性质是设计人员可调节的,例如当空间受 到限制时可以选用较好的材料,需要减小应力集中影响时 可以改变零件的形状等。 因此,也有人认为,设计过程就是基本设计性质的调节过 程,以使技术系统具备所期望的性质。
3.1 概论
3.1.3 设计的分类 按照不同的划分标准,设计有不同的分类。例如,按照设 计活动的时间进程,设计可分为方案设计(概念设计)、技 术设计(详细设计)和施工设计。基于对设计本质的认识, 根据设计活动中创造性的大小,则可将其分为三类:常规 设计(Routine Design)、革新设计(Innovative Design)和创新设计(Creative Design)。
3.1 概论
3.1.1 工程设计的概念
工程设计是一种技术实践活动,旨在创造人为事物,实践 性是其最根本的特征之一。 从信息处理角度,设计是一种信息转换装置,输入的是设 计要求和约束条件信息,设计者运用一定的知识和方法通 过计算机、试验设备等工具进行设计,最后输出的是方案、 图样、程序、文件等设计结果。 设计并不仅仅是计算和绘图。随着高新技术的发展和社 会需求的多样化,工业生产迅速走向大规模、集成化和复 杂化,从而使现代工业特别是机械工业面临新的机遇和挑 战。