机械创新设计方案

把能量、物料、信号存放起来，或从存贮器中取出来的活
动称为存储—取出。它具有数量、位置、时间的特征。
（６）传导—中断
是指能量、物料、信号通过电流、光纤、管道、机构等进
行传输或断开的活动。它具有位置与时间的特征。
第四章 机械系统方案的创新设计
第二节 功能综合
二、功能分类（续）
3．机构能实现的基本功能 ①变换运动的形式 运动形式主要有转动、单双向移动、单双向摆动以及间歇运动等。 ②变换运动的速度
第四章 机械系统方案的创新设计
第一节 概述
一、机械系统的概念（续）
1．机械系统的组成
现代机械种类繁多，结构也越来越复杂，但从实现系统功 能的角度出发，一般机械系统由动力部分、传动部分、执行部 分和控制部分四部分组成。
动力部分
传动部分
执行部分
控制部分
第四章 机械系统方案的创新设计
第一节 概述
一、机械系统的概念（续）
第四章 机械系统方案的创新设计
第一节Βιβλιοθήκη Baidu概述
任务
三、方案设计的创新（续） 功能综合
方案设计的过程是发散— 收敛的过程，是创新的过程。
其设计过程如框图所示。 原理综合
功能分析 功能分解 功能分类
创新技法 冲突矩阵 解法目录 资源利用 ……
构形综合
机构构形 结构构形
确定方案
方案评价
第四章 机械系统方案的创新设计
功能分析可以采用黑箱法。
第四章 机械系统方案的创新设计
第二节 功能综合
一、功能分析（续）
输入接口
输出接口
能量
技术
能量
物料
系统
物料
机器
信号
设备
信号
仪器
黑箱法描述未知系统
电能
照明
接通
系统
光能
信号
电能 接通 脏衣物
净 净衣物 衣 污物 系 统 切断
第四章 机械系统方案的创新设计
第二节 功能综合
二、功能分类
2．机械系统的相关性
每个系统一般都由若干个子系统组成，子系统又由各种 元件与操作构成。
系统中的各子系统之间互相影响，互相关联，同时各子 系统也影响着系统，而系统又受超系统的制约。
超系统可以理解是系统的环境，系统得以存在的条件。这 种各子系统之间，系统与子系统之间，以及系统与超系统之间
相互关联的性质称为系统的相关性。
第一节 概述
二、机械系统设计的内容
机械系统的设计不论是在S形曲线的各拐点位置，还是处 于开发下一代产品交替的位置，以及开发一种全新的产品， 一般都须经历下列四个阶段：
（1）产品规划阶段 （2）方案设计阶段
（3）技术设计阶段
（4）施工设计阶段
第四章 机械系统方案的创新设计
第一节 概述
三、方案设计的创新
有大小的特征。
第四章 机械系统方案的创新设计
第二节 功能综合
二、功能分类（续）
2．按三要素变换的物理作用进行分类（续）
（３）混合—分离 凡是根据不同的物理特性参量(密度、原子量、波长、频
率、几何形状等)使两个或几个混合在一起的流分离开，或者 使已经分开的流混合在一起的活动都应称为分离—混合。或者 使能量和物料、能量和信号、物料和信号混合和分离的过程也
方案设计的主要工作有功能综合、原理综合和构型综合。 功能、原理、构型综合都没有一个统一的规律可遵循，其方案 解是发散的。
例如洗衣机的主要功能可以抽象的描述为分离，即污物与
衣物的分离。探索实现这一功能解的过程就是明确效应，确定 其工作原理。一旦确定了工作原理，就要按照工作原理寻求相 应的工艺动作。其中每一步骤都存在多个解，每个解都是创新 的产物。
第二节 功能综合
功能综合是指将口头提出的任务形成技术系统的目的或要求。
其主要工作是功能的分析与功能的分解，并判断与功能相对 应的效应，为下一步寻求实现功能的工作原理打下基础。
另外为了更方便地进行功能的分析与分解，还对机械系统中 常需要实现的各种功能进行分类。
一、功能分析
功能分析就是对系统要达到结果(输出)的描述，并不说 明如何达到这个结果。
进行创新设计时要考虑这种相关性的问题，合理的利用关 系，使得设计方向有利于系统的发展，而不是造成更大的制约。
第四章 机械系统方案的创新设计
第一节 概述
一、机械系统的概念（续）
3．机械系统的进化性
在进行产品研发决策时，要分析当前产品的技术水平， 预测进化方向，确定产品发展的阶段。
第四章 机械系统方案的创新设计
即减速、增速、变速或调速等。 ③变换运动的方向
主要指转动件的两轴线可平行、相交、空间交错；对于空间连 杆机构与空间凸轮机构可在运动空间实现任意方向运动的变换。
④进行运动的合成与分解 两个自由度的机构以及各种差速机构。
第四章 机械系统方案的创新设计
第二节 功能综合
二、功能分类（续）
1．按机械系统的组成进行功能分类（续）
（3）执行功能 实现和完成产品的最终功能。简单系统可用简单的构件实
现特定的动作；复杂的系统有多个执行功能，各动作需要协调 与配合。 （4）控制功能
包括检测、传感与控制。它把系统工作过程中各种参数和 工作状况检测出来，变换成可测定和可控制的物理量，传送到 信息处理部分，并发出对各部分的工作指令和控制信号。
功能分类就是将系统中输入与输出的三要素操作具体化， 这将有利于功能的分析，也有利于原理的综合与构型的综合。 1．按机械系统的组成进行功能分类
（1）驱动功能 为系统提供能量或动力，它接受测控部分发出的指令，执
行驱动部分工作。其功能载体为各种类型原动机。如电动机、 内燃机等。
（2）传动功能
传递驱动和执行部分之间的运动和动力。包括运动形式、 性质、方向、大小的变换。其功能载体可以是机械式、液压气 动式或电磁式等。
第四章 机械系统方案的创新设计
第二节 功能综合
二、功能分类（续）
2．按三要素变换的物理作用进行分类 为了有利于开拓与创新，常把机器、设备、仪器中的复杂
过程，即功能归结为物理的基本作用类型。 （１）转变—复原
凡是引起能量、物料或信号特性发生变化的活动都应称为
转变或复原。它具有类型的特征。
（２）放大—缩小 一切使物理量放大或缩小的活动都称为放大或缩小。它具
称为混合—分离。它具有数量的特征。
（４）接合—分开 用来把体现能量的物理量(如功率、力、位移等)合成(相加)，
或者分解成几个分量的过程；以及用来产生或取消相同或不同物
料间结合力的活动都可归纳为接合—分开。它具有位置的特征。
第四章 机械系统方案的创新设计
第二节 功能综合
二、功能分类（续）
2．按三要素变换的物理作用进行分类（续） （５）存储—取出