第二講 設(shè)計(jì)方法學(xué)

1、第二章第二章 設(shè)計(jì)方法學(xué)設(shè)計(jì)方法學(xué)n概述概述n技術(shù)系統(tǒng)及其確定技術(shù)系統(tǒng)及其確定n系統(tǒng)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)化設(shè)計(jì)n評(píng)價(jià)決策評(píng)價(jià)決策n設(shè)計(jì)實(shí)例設(shè)計(jì)實(shí)例n商品化設(shè)計(jì)思想及方法商品化設(shè)計(jì)思想及方法一、概述一、概述n設(shè)計(jì)方法學(xué)涵義設(shè)計(jì)方法學(xué)涵義設(shè)計(jì)方法學(xué)是用系統(tǒng)的觀點(diǎn)，考慮自然科學(xué)、社會(huì)科學(xué)、經(jīng)濟(jì)科學(xué)等各種現(xiàn)代因素，為獲得質(zhì)優(yōu)價(jià)廉有創(chuàng)新的產(chǎn)品，研究產(chǎn)品的一般設(shè)計(jì)進(jìn)程、設(shè)計(jì)規(guī)律、設(shè)計(jì)思維和工作方法、設(shè)計(jì)工具的綜合性學(xué)科。各國(guó)設(shè)計(jì)方法學(xué)研究側(cè)重點(diǎn)各國(guó)設(shè)計(jì)方法學(xué)研究側(cè)重點(diǎn)n德國(guó)：設(shè)計(jì)的進(jìn)程、步驟和規(guī)律，進(jìn)行系統(tǒng)化的邏輯分析，并將成熟的設(shè)計(jì)模式、解法等編成規(guī)范和資料供設(shè)計(jì)人員參考。n英美：創(chuàng)造性開(kāi)發(fā)和計(jì)算機(jī)在設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

2、。5個(gè)重要研究領(lǐng)域：設(shè)計(jì)中的定量方法和系統(tǒng)方法；方案設(shè)計(jì)（概念設(shè)計(jì)）和創(chuàng)新；智能系統(tǒng)和以知識(shí)為基礎(chǔ)的系統(tǒng)；信息、綜合和管理；設(shè)計(jì)學(xué)的人類(lèi)學(xué)接口問(wèn)題。n日本：創(chuàng)造工程，自動(dòng)設(shè)計(jì)，價(jià)值工程設(shè)計(jì)方法學(xué)的研究對(duì)象設(shè)計(jì)方法學(xué)的研究對(duì)象n設(shè)計(jì)對(duì)象是一個(gè)能實(shí)現(xiàn)一定技術(shù)過(guò)程的技術(shù)系統(tǒng)；n設(shè)計(jì)進(jìn)程研究設(shè)定技術(shù)過(guò)程及劃定技術(shù)系統(tǒng)的邊界，確定技術(shù)系統(tǒng)的總功能；n設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)n設(shè)計(jì)思維n設(shè)計(jì)工具n現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論與方法的應(yīng)用二、技術(shù)系統(tǒng)及其確定二、技術(shù)系統(tǒng)及其確定1 1 技術(shù)系統(tǒng)技術(shù)系統(tǒng)技術(shù)系統(tǒng)及其確定技術(shù)系統(tǒng)及其確定n作業(yè)對(duì)象物料、能量和信息n技術(shù)過(guò)程的確定n確定作業(yè)對(duì)象及其主要轉(zhuǎn)換要求n確定主要轉(zhuǎn)換的工作原理n明確實(shí)現(xiàn)技

3、術(shù)過(guò)程的環(huán)境和約束條件n確定主要技術(shù)過(guò)程和其他輔助過(guò)程根據(jù)高效、經(jīng)濟(jì)等原則，初步劃定技術(shù)系統(tǒng)的邊界n技術(shù)過(guò)程不唯一，相應(yīng)的技術(shù)系統(tǒng)不同技術(shù)系統(tǒng)及其確定技術(shù)系統(tǒng)及其確定n技術(shù)過(guò)程的完成人技術(shù)系統(tǒng)環(huán)境n技術(shù)系統(tǒng)的單元作業(yè)單元?jiǎng)恿卧刂茊卧獧z測(cè)單元結(jié)構(gòu)單元技術(shù)系統(tǒng)及其確定技術(shù)系統(tǒng)及其確定n情報(bào)部門(mén)n開(kāi)發(fā)部門(mén)n制造部門(mén)n營(yíng)銷(xiāo)部門(mén)n公關(guān)部門(mén)n社會(huì)部門(mén)2 2 信息集約信息集約技術(shù)系統(tǒng)及其確定技術(shù)系統(tǒng)及其確定n市場(chǎng)調(diào)研用戶(hù)對(duì)象，用戶(hù)需求，產(chǎn)品的市場(chǎng)位置，同行，外購(gòu)件供應(yīng)；n技術(shù)調(diào)研現(xiàn)有產(chǎn)品存在的問(wèn)題，新材料，新工藝，新技術(shù)，相關(guān)科技成果，標(biāo)準(zhǔn)，法規(guī)，專(zhuān)利，情報(bào)。n社會(huì)環(huán)境調(diào)研國(guó)家政策，產(chǎn)品使用環(huán)境，用戶(hù)社

4、會(huì)心理與需求；n企業(yè)內(nèi)部調(diào)研開(kāi)發(fā)能力，生產(chǎn)能力，供應(yīng)能力，營(yíng)銷(xiāo)能力；3 3 調(diào)研預(yù)測(cè)調(diào)研預(yù)測(cè)技術(shù)系統(tǒng)及其確定技術(shù)系統(tǒng)及其確定n產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的必要性和可能性n產(chǎn)品國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀及水平n確定產(chǎn)品的技術(shù)規(guī)格、性能參數(shù)和約束條件n提出該產(chǎn)品的技術(shù)關(guān)鍵和解決途徑n預(yù)期達(dá)到的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益n預(yù)算投資費(fèi)用及項(xiàng)目進(jìn)度、期限4 4 可行性報(bào)告可行性報(bào)告設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)作為可行性報(bào)告的附件，設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)的原則是詳細(xì)而明確，先進(jìn)而合理。三、功能分析設(shè)計(jì)法三、功能分析設(shè)計(jì)法例例車(chē)床加工零件1 1 功能分析和總功能分解功能分析和總功能分解把多余材料從毛坯上分離出去獲得合格表面車(chē)削強(qiáng)力磨削激光加工成型擠壓冷軋用抽象的概念來(lái)表述系統(tǒng)

5、的功能，才能深入認(rèn)識(shí)需求的本質(zhì)?；竟δ茉胺?hào)表示基本功能元及符號(hào)表示絲杠冷軋機(jī)的功能樹(shù)絲杠冷軋機(jī)的功能樹(shù)冷軋軋制力測(cè)量控制坯料軋制運(yùn)動(dòng)自動(dòng)停止夾緊松開(kāi)運(yùn)動(dòng)徑向軸向旋轉(zhuǎn)取信號(hào)轉(zhuǎn)換放大顯示啟動(dòng)停止運(yùn)動(dòng)到位超載總功能總功能分功能分功能分功能分功能功能元功能元徑向軸向旋轉(zhuǎn)功能分析功能分析例例1 齒輪加工方法齒輪加工方法 無(wú)屑加工(精密鑄造、粉末冶金成型、滾壓成型)、 切削加工(成型法、展成法)、 成型法加工的盤(pán)狀齒輪銑刀和指狀齒輪銑刀、展成法的滾齒和插齒。例例 糖果包裝機(jī)設(shè)計(jì)糖果包裝機(jī)設(shè)計(jì)例例 自動(dòng)輸送料板的裝置自動(dòng)輸送料板的裝置 紐結(jié)式紐結(jié)式折疊式折疊式接縫式接縫式機(jī)械推拉機(jī)械推拉平板摩擦平板摩

6、擦 工藝動(dòng)作分解與運(yùn)動(dòng)方案選擇有著密切關(guān)系。實(shí)現(xiàn)同一機(jī)器功能工藝動(dòng)作分解與運(yùn)動(dòng)方案選擇有著密切關(guān)系。實(shí)現(xiàn)同一機(jī)器功能時(shí)，應(yīng)盡可能采用動(dòng)作簡(jiǎn)單、工序少數(shù)的動(dòng)作過(guò)程。時(shí)，應(yīng)盡可能采用動(dòng)作簡(jiǎn)單、工序少數(shù)的動(dòng)作過(guò)程。 例例 加工內(nèi)孔加工內(nèi)孔 摩擦輪摩擦輪底部氣吸底部氣吸頂部氣吸頂部氣吸車(chē)床車(chē)床鏜床鏜床鉆床鉆床拉床拉床 例例 加工平面加工平面 牛頭刨床刀具往復(fù)運(yùn)動(dòng)牛頭刨床刀具往復(fù)運(yùn)動(dòng)龍門(mén)刨床工件往復(fù)運(yùn)動(dòng)龍門(mén)刨床工件往復(fù)運(yùn)動(dòng)即使對(duì)于同一功能原理，也會(huì)有不同的運(yùn)動(dòng)方案。即使對(duì)于同一功能原理，也會(huì)有不同的運(yùn)動(dòng)方案。三、功能分析設(shè)計(jì)法三、功能分析設(shè)計(jì)法n選擇工作原理不應(yīng)局限于機(jī)械學(xué)科 選擇先進(jìn)的工作原理選擇先進(jìn)

7、的工作原理: 磁力軸承代替液壓軸承，帶編碼器的伺服電機(jī)代磁力軸承代替液壓軸承，帶編碼器的伺服電機(jī)代替帶交流電機(jī)的齒輪軸系，激光器代替切削機(jī)床等。替帶交流電機(jī)的齒輪軸系，激光器代替切削機(jī)床等。 必須分析工作條件：必須分析工作條件：普通鋼材在超低溫的冷脆性使強(qiáng)度大大降低，而在普通鋼材在超低溫的冷脆性使強(qiáng)度大大降低，而在超高壓下的高塑性使硬度大大降低。脆性材料在高振頻下加工。超高壓下的高塑性使硬度大大降低。脆性材料在高振頻下加工。n構(gòu)思功能載體2 2 功能元求解功能元求解 檢索: 利用設(shè)計(jì)目錄、信息庫(kù)、手冊(cè)等設(shè)計(jì)工具。 集成：耐拉纖維和耐高溫陶瓷有機(jī)結(jié)合成為高強(qiáng)度陶瓷，多功能收音機(jī)，多功能手拉行李車(chē)

8、。 縮放：機(jī)器人縮小到進(jìn)入血管，成為微機(jī)械。 變換：電動(dòng)機(jī)的部分矽鋼片變換為永磁材料，成為高響應(yīng)特性的控制電動(dòng)機(jī)。三、功能分析設(shè)計(jì)法三、功能分析設(shè)計(jì)法3 3 方案綜合方案綜合功能元功能載體aa1a2akbb1b2bkblnn1n2nknlnm功能原理方案的形態(tài)學(xué)矩陣功能原理方案的形態(tài)學(xué)矩陣加壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)功能形態(tài)學(xué)矩陣加壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)功能形態(tài)學(xué)矩陣方案綜合方案綜合n各功能元解必須相容，不相容者淘汰；n淘汰與國(guó)家政策，民族習(xí)性有矛盾的解；n優(yōu)先選擇主要功能元的技術(shù)先進(jìn)的解。100.8沖床功能分解：送料沖床功能分解：送料 沖制沖制 退回退回沖頭功能細(xì)分：往復(fù)運(yùn)動(dòng)、增力、急回、減速；沖頭功能細(xì)分：往復(fù)運(yùn)動(dòng)、

9、增力、急回、減速；送料功能細(xì)分：間歇送料；送料功能細(xì)分：間歇送料；1 1）往復(fù)運(yùn)動(dòng)、增力、急回功能元可）往復(fù)運(yùn)動(dòng)、增力、急回功能元可 用以下兩種機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)：用以下兩種機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)：凸輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)六桿肘桿機(jī)構(gòu)六桿肘桿機(jī)構(gòu)例：例：2 2）為了實(shí)現(xiàn)沖頭的減速功能，可以采用如下方案；）為了實(shí)現(xiàn)沖頭的減速功能，可以采用如下方案；兩級(jí)帶傳動(dòng)；兩級(jí)帶傳動(dòng)；兩級(jí)齒輪傳動(dòng)；兩級(jí)齒輪傳動(dòng)；一級(jí)帶傳動(dòng)一級(jí)帶傳動(dòng) 一級(jí)齒輪傳動(dòng)；一級(jí)齒輪傳動(dòng)；3 3）為了實(shí)現(xiàn)間歇送功能料，可以采用如下方案；）為了實(shí)現(xiàn)間歇送功能料，可以采用如下方案；間歇滾輪傳動(dòng)間歇滾輪傳動(dòng)棘輪機(jī)構(gòu)棘輪機(jī)構(gòu)推勾式送料機(jī)構(gòu)推勾式送料機(jī)構(gòu)將上述各種機(jī)構(gòu)進(jìn)行組

10、合，就能得到多種方案。將上述各種機(jī)構(gòu)進(jìn)行組合，就能得到多種方案。三、功能分析設(shè)計(jì)法三、功能分析設(shè)計(jì)法n設(shè)計(jì)目錄4 4 設(shè)計(jì)工具設(shè)計(jì)工具 對(duì)象目錄：對(duì)象目錄：提供有關(guān)物理、幾何、材料、工藝等設(shè)計(jì)對(duì)象的知識(shí)和信息。 作業(yè)目錄：作業(yè)目錄：提供各種單項(xiàng)設(shè)計(jì)工作步驟和工作過(guò)程及其使用條件和判斷準(zhǔn)則等，如構(gòu)形規(guī)則、解法選用等。 解法目錄：解法目錄：列入特定功能、任務(wù)或附帶一定的邊界條件，如產(chǎn)生某種功能的效應(yīng)、載體、外形及制造方法等。三、功能分析設(shè)計(jì)法三、功能分析設(shè)計(jì)法n知識(shí)庫(kù) 數(shù)據(jù)庫(kù) 設(shè)計(jì)詞典 手冊(cè)四、評(píng)價(jià)決策四、評(píng)價(jià)決策評(píng)價(jià)目標(biāo)評(píng)價(jià)目標(biāo)1 1 評(píng)價(jià)目標(biāo)樹(shù)評(píng)價(jià)目標(biāo)樹(shù)技術(shù)目標(biāo)：技術(shù)性能、工藝性、可靠性、自動(dòng)

11、化程度等。經(jīng)濟(jì)目標(biāo)：成本、利潤(rùn)、投資額、回報(bào)率、市場(chǎng)壽命等。社會(huì)目標(biāo)：國(guó)家政策、國(guó)際慣例、資源、節(jié)能、環(huán)境污染等。q11b11q12b12q13b13q21b21q22b22q1b1q2b2b評(píng)價(jià)決策樹(shù)評(píng)價(jià)決策樹(shù)建立目標(biāo)樹(shù)需要滿(mǎn)足下列要求：建立目標(biāo)樹(shù)需要滿(mǎn)足下列要求：n把起決定作用的設(shè)計(jì)要求和條件，作為主要目標(biāo)，避免面面俱到和主次不分；n各目標(biāo)之間相互獨(dú)立，不能相互矛盾；n高一級(jí)子目標(biāo)只同低一級(jí)中相關(guān)聯(lián)的子目標(biāo)聯(lián)系。簡(jiǎn)單評(píng)價(jià)法簡(jiǎn)單評(píng)價(jià)法ABCDEF總分0155545529024445432403321324150423323114051121128)(12C32nnmSm專(zhuān)家數(shù)；n方案數(shù)；S各

12、方案總分的差分和；Xi第i個(gè)方案的總分。nXXSii22)(評(píng)分法評(píng)分法n根據(jù)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)用分值作為衡量方案優(yōu)劣的尺度，對(duì)方案進(jìn)行定量評(píng)價(jià)。0.5壽命0.3電壓0.8性能0.2成本電池評(píng)價(jià)目標(biāo)成本元電壓 v壽命h理想值1.69.1120優(yōu)等值28.9100及格值3.28.685加權(quán)系數(shù)實(shí)際值A(chǔ)2.49100B2.28.6110C1.68.990評(píng)分法評(píng)分法評(píng)價(jià)目標(biāo)成本電壓壽命總分加權(quán)系數(shù)分值相加 加權(quán)方案評(píng)分A34.5411.53.95B3.514.593.25C542113.2技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)max1/ PgPwniiit技術(shù)評(píng)價(jià)Pi-第i個(gè)技術(shù)評(píng)價(jià)

13、指標(biāo)的評(píng)分值gi-第i個(gè)技術(shù)評(píng)價(jià)指標(biāo)的加權(quán)系數(shù)Pmax-最高分值技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)HHwIw/經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)H-實(shí)際制造成本HI-理想制造成本wtwww 相對(duì)價(jià)相對(duì)價(jià)高速專(zhuān)用磨床的主軸前支承有三排深溝球軸承、三瓦液體動(dòng)壓軸承和球面液體靜壓軸承三種方案。試評(píng)價(jià)和決策出較好方案。技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)模糊評(píng)價(jià)法模糊評(píng)價(jià)法l評(píng)價(jià)目標(biāo)集X=X1,X2,Xnl加權(quán)系數(shù)集G=g1,g2,gnl評(píng)價(jià)集P=P1,P2,Pn求出各方案評(píng)價(jià)目標(biāo)對(duì)于不同評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的隸屬度，建立各方案的模糊評(píng)價(jià)矩陣，按一定模型合成模糊矩陣，求出考慮加權(quán)的綜合模糊評(píng)價(jià)，折算為按百分比表示的隸屬度。模糊評(píng)價(jià)法模糊評(píng)價(jià)法n例：對(duì)建立某計(jì)算

14、機(jī)管理系統(tǒng)的三個(gè)方案進(jìn)行評(píng)價(jià)決策。投資控制在30萬(wàn)元以?xún)?nèi)，15萬(wàn)元為中，低于5萬(wàn)元為優(yōu)。要求性能完善、建成周期短。投資性能周期1、購(gòu)買(mǎi)專(zhuān)用軟件28優(yōu)短2、購(gòu)買(mǎi)通用軟件12中中3、自行開(kāi)發(fā)6差長(zhǎng)0.55性能0.2投資管理系統(tǒng)0.25周期模糊評(píng)價(jià)法模糊評(píng)價(jià)法n評(píng)價(jià)目標(biāo)集B投資，性能，周期n評(píng)價(jià)集P優(yōu)，中，差n加權(quán)系數(shù)集Q0.2，0.55，0.25模糊評(píng)價(jià)法模糊評(píng)價(jià)法模糊評(píng)價(jià)法模糊評(píng)價(jià)法五、設(shè)計(jì)實(shí)例五、設(shè)計(jì)實(shí)例機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)執(zhí)行系統(tǒng)是直接完成機(jī)械系統(tǒng)預(yù)期工作任務(wù)的部分。由一個(gè)或多個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成。執(zhí)行構(gòu)件的數(shù)量及運(yùn)動(dòng)形式、運(yùn)動(dòng)規(guī)律和傳動(dòng)特性等要求，決定了整個(gè)執(zhí)行系統(tǒng)的

15、結(jié)構(gòu)方案。機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)是機(jī)械系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)的核心。 功能原理設(shè)計(jì)功能原理設(shè)計(jì) 考慮選擇何種工作原理來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)械預(yù)期的考慮選擇何種工作原理來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)械預(yù)期的功能。采用的工作原理不同，設(shè)計(jì)出的機(jī)械功能。采用的工作原理不同，設(shè)計(jì)出的機(jī)械會(huì)有很大的差異，因此必須根據(jù)機(jī)械的具體會(huì)有很大的差異，因此必須根據(jù)機(jī)械的具體工作要求，如強(qiáng)度、精度、壽命、效率、產(chǎn)工作要求，如強(qiáng)度、精度、壽命、效率、產(chǎn)量、成本、環(huán)保等諸多因素綜合考慮確定，量、成本、環(huán)保等諸多因素綜合考慮確定，盡可能多采用幾個(gè)方案。盡可能多采用幾個(gè)方案。 動(dòng)作及運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)動(dòng)作及運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì) 根據(jù)工藝要求進(jìn)行工藝動(dòng)作的分解及執(zhí)行根據(jù)工藝要求進(jìn)行工藝動(dòng)

16、作的分解及執(zhí)行運(yùn)動(dòng)的確定。同一個(gè)工作原理，可以有多種運(yùn)動(dòng)的確定。同一個(gè)工作原理，可以有多種工藝動(dòng)作分解。不同的工藝動(dòng)作分解，將會(huì)工藝動(dòng)作分解。不同的工藝動(dòng)作分解，將會(huì)得到不同的設(shè)計(jì)結(jié)果。得到不同的設(shè)計(jì)結(jié)果。 執(zhí)行機(jī)構(gòu)型式設(shè)計(jì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)型式設(shè)計(jì) 實(shí)現(xiàn)同一種運(yùn)動(dòng)，可以選擇不同型式的機(jī)實(shí)現(xiàn)同一種運(yùn)動(dòng)，可以選擇不同型式的機(jī)構(gòu)。選用何種機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)所需運(yùn)動(dòng)，這需要構(gòu)。選用何種機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)所需運(yùn)動(dòng)，這需要考慮機(jī)構(gòu)的動(dòng)力特性、機(jī)械效率、制造成本考慮機(jī)構(gòu)的動(dòng)力特性、機(jī)械效率、制造成本等因素。等因素。 執(zhí)行系統(tǒng)的協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)執(zhí)行系統(tǒng)的協(xié)調(diào)設(shè)計(jì) 對(duì)于由多個(gè)執(zhí)行構(gòu)件及執(zhí)行機(jī)構(gòu)組合而成對(duì)于由多個(gè)執(zhí)行構(gòu)件及執(zhí)行機(jī)構(gòu)組合而成的復(fù)雜

17、機(jī)械，必須使這些執(zhí)行構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)以的復(fù)雜機(jī)械，必須使這些執(zhí)行構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)以一定的次序協(xié)調(diào)配合，以完成預(yù)期的工作要一定的次序協(xié)調(diào)配合，以完成預(yù)期的工作要求。求。 機(jī)構(gòu)的尺度設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)的尺度設(shè)計(jì) 對(duì)所選擇的各個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力對(duì)所選擇的各個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力設(shè)計(jì)，確定各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)尺寸，如轉(zhuǎn)設(shè)計(jì)，確定各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)尺寸，如轉(zhuǎn)動(dòng)副間的相對(duì)位置尺寸、移動(dòng)副的導(dǎo)路位動(dòng)副間的相對(duì)位置尺寸、移動(dòng)副的導(dǎo)路位置、高副運(yùn)動(dòng)副元素的幾何形狀及尺寸等置、高副運(yùn)動(dòng)副元素的幾何形狀及尺寸等等。等。 運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力分析運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力分析 對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析和動(dòng)力分析，檢對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析和動(dòng)力分析，檢驗(yàn)是否滿(mǎn)足

18、運(yùn)動(dòng)要求和動(dòng)力性能方面的要驗(yàn)是否滿(mǎn)足運(yùn)動(dòng)要求和動(dòng)力性能方面的要求。求。 方案評(píng)價(jià)與決策方案評(píng)價(jià)與決策 方案評(píng)價(jià)包括定性評(píng)價(jià)和定量評(píng)價(jià)。實(shí)現(xiàn)方案評(píng)價(jià)包括定性評(píng)價(jià)和定量評(píng)價(jià)。實(shí)現(xiàn)同一種功能要求，可以采用不同的工作原同一種功能要求，可以采用不同的工作原理；實(shí)現(xiàn)同一種工作原理，可以選擇不同的理；實(shí)現(xiàn)同一種工作原理，可以選擇不同的運(yùn)動(dòng)規(guī)律；實(shí)現(xiàn)同一種運(yùn)動(dòng)規(guī)律，可以采用運(yùn)動(dòng)規(guī)律；實(shí)現(xiàn)同一種運(yùn)動(dòng)規(guī)律，可以采用不同型式的機(jī)構(gòu)。因此，為了實(shí)現(xiàn)同一種預(yù)不同型式的機(jī)構(gòu)。因此，為了實(shí)現(xiàn)同一種預(yù)期的功能要求，可以有多種不同的方案。機(jī)期的功能要求，可以有多種不同的方案。機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)所要研究的課題，就是械執(zhí)行系統(tǒng)方

19、案設(shè)計(jì)所要研究的課題，就是如何合理地利用設(shè)計(jì)者的專(zhuān)業(yè)知識(shí)和分析能如何合理地利用設(shè)計(jì)者的專(zhuān)業(yè)知識(shí)和分析能力，創(chuàng)造性地構(gòu)思出各種可能的方案，并從力，創(chuàng)造性地構(gòu)思出各種可能的方案，并從中選出最佳方案。中選出最佳方案。 機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)舉例機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)舉例一、一、C1325C1325自動(dòng)車(chē)床刀架機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的分析自動(dòng)車(chē)床刀架機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的分析1 1）功能分析）功能分析功能要求：功能要求：自動(dòng)換刀，并能沿工件軸向完成進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。自動(dòng)換刀，并能沿工件軸向完成進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。進(jìn)刀凸進(jìn)刀凸輪機(jī)構(gòu)輪機(jī)構(gòu)刀具刀具主軸主軸轉(zhuǎn)塔刀架轉(zhuǎn)塔刀架9工件工件齒條齒條714壓簧壓簧12圓柱凸輪機(jī)圓柱凸輪機(jī)構(gòu)構(gòu)4曲柄曲柄5圓錐齒輪傳

20、動(dòng)圓錐齒輪傳動(dòng)3寬齒輪寬齒輪2齒輪齒輪1活動(dòng)支架活動(dòng)支架8定位銷(xiāo)定位銷(xiāo)10六槽輪機(jī)構(gòu)六槽輪機(jī)構(gòu)11613功能要求：功能要求：自動(dòng)換刀，自動(dòng)換刀，軸向進(jìn)給軸向進(jìn)給功能分解：功能分解： 轉(zhuǎn)位轉(zhuǎn)位轉(zhuǎn)塔刀架每次轉(zhuǎn)過(guò)轉(zhuǎn)塔刀架每次轉(zhuǎn)過(guò)6060 ；讓刀讓刀轉(zhuǎn)位前刀架先右退，以免刀具與工件干涉；轉(zhuǎn)位前刀架先右退，以免刀具與工件干涉；定位定位將保證加工精度的定位銷(xiāo)，轉(zhuǎn)位之前拔出；將保證加工精度的定位銷(xiāo)，轉(zhuǎn)位之前拔出；進(jìn)、退刀進(jìn)、退刀不轉(zhuǎn)時(shí)，精確實(shí)現(xiàn)預(yù)定的進(jìn)退刀運(yùn)動(dòng)。不轉(zhuǎn)時(shí)，精確實(shí)現(xiàn)預(yù)定的進(jìn)退刀運(yùn)動(dòng)。進(jìn)刀凸進(jìn)刀凸輪機(jī)構(gòu)輪機(jī)構(gòu)刀具刀具主軸主軸轉(zhuǎn)塔刀架轉(zhuǎn)塔刀架9工件工件齒條齒條714壓簧壓簧12圓柱凸輪機(jī)圓柱凸輪機(jī)構(gòu)

21、構(gòu)4曲柄曲柄5圓錐齒輪傳動(dòng)圓錐齒輪傳動(dòng)3寬齒輪寬齒輪2齒輪齒輪1活動(dòng)支架活動(dòng)支架8定位銷(xiāo)定位銷(xiāo)10六槽輪機(jī)構(gòu)六槽輪機(jī)構(gòu)11613退刀：壓簧退刀：壓簧12 12 推桿推桿1313回程回程齒輪齒輪6 6 齒條齒條7 7 活動(dòng)活動(dòng) 支架支架8 8向右完成退刀。向右完成退刀。2 2）刀架機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的工作過(guò)程）刀架機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的工作過(guò)程讓刀：退刀的同時(shí)，齒輪讓刀：退刀的同時(shí)，齒輪1 1 的離合器結(jié)合并開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)的離合器結(jié)合并開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng) 過(guò)寬齒輪過(guò)寬齒輪2 2 圓錐齒輪圓錐齒輪3 3 圓柱凸輪機(jī)構(gòu)圓柱凸輪機(jī)構(gòu)4 4 拔出銷(xiāo)拔出銷(xiāo)10 10 ； 同時(shí)，曲柄同時(shí)，曲柄5 5旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)支架支架8 8快速向右讓刀?？?/p>

22、速向右讓刀。進(jìn)刀凸進(jìn)刀凸輪機(jī)構(gòu)輪機(jī)構(gòu)刀具刀具主軸主軸轉(zhuǎn)塔刀架轉(zhuǎn)塔刀架9工件工件齒條齒條714壓簧壓簧12圓柱凸輪機(jī)圓柱凸輪機(jī)構(gòu)構(gòu)4曲柄曲柄5圓錐齒輪傳動(dòng)圓錐齒輪傳動(dòng)3寬齒輪寬齒輪2齒輪齒輪1活動(dòng)支架活動(dòng)支架8定位銷(xiāo)定位銷(xiāo)10六槽輪機(jī)構(gòu)六槽輪機(jī)構(gòu)11613轉(zhuǎn)位：讓刀快結(jié)束時(shí)，槽輪開(kāi)始轉(zhuǎn)位轉(zhuǎn)位：讓刀快結(jié)束時(shí)，槽輪開(kāi)始轉(zhuǎn)位曲柄曲柄5 5的后半圈的后半圈 支架支架8 8向左移動(dòng)完成復(fù)位。向左移動(dòng)完成復(fù)位。2 2）刀架機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的工作過(guò)程）刀架機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的工作過(guò)程定位：轉(zhuǎn)位結(jié)束時(shí)，凸輪機(jī)構(gòu)定位：轉(zhuǎn)位結(jié)束時(shí)，凸輪機(jī)構(gòu)4 4的推桿擺動(dòng)的推桿擺動(dòng)插入定插入定 位銷(xiāo)位銷(xiāo)10 10 ，齒輪，齒輪1 1離合器脫

23、開(kāi)并停止運(yùn)轉(zhuǎn)。離合器脫開(kāi)并停止運(yùn)轉(zhuǎn)。進(jìn)刀凸進(jìn)刀凸輪機(jī)構(gòu)輪機(jī)構(gòu)刀具刀具主軸主軸轉(zhuǎn)塔刀架轉(zhuǎn)塔刀架9工件工件齒條齒條714壓簧壓簧12圓柱凸輪機(jī)圓柱凸輪機(jī)構(gòu)構(gòu)4曲柄曲柄5圓錐齒輪傳動(dòng)圓錐齒輪傳動(dòng)3寬齒輪寬齒輪2齒輪齒輪1活動(dòng)支架活動(dòng)支架8定位銷(xiāo)定位銷(xiāo)10六槽輪機(jī)構(gòu)六槽輪機(jī)構(gòu)11613轉(zhuǎn)位轉(zhuǎn)位2 2）刀架機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的工作過(guò)程）刀架機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的工作過(guò)程定位定位進(jìn)給：推桿進(jìn)給：推桿1313推程推程齒輪齒輪6 6 齒條齒條7 7 活動(dòng)支架活動(dòng)支架8 8向左向左 完成進(jìn)給。完成進(jìn)給。進(jìn)刀凸進(jìn)刀凸輪機(jī)構(gòu)輪機(jī)構(gòu)刀具刀具主軸主軸轉(zhuǎn)塔刀架轉(zhuǎn)塔刀架9工件工件齒條齒條714壓簧壓簧12圓柱凸輪機(jī)圓柱凸輪機(jī)構(gòu)構(gòu)4曲柄曲

24、柄5圓錐齒輪傳動(dòng)圓錐齒輪傳動(dòng)3寬齒輪寬齒輪2齒輪齒輪1活動(dòng)支架活動(dòng)支架8定位銷(xiāo)定位銷(xiāo)10六槽輪機(jī)構(gòu)六槽輪機(jī)構(gòu)11613刀架機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的工作循環(huán)圖：刀架機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的工作循環(huán)圖：定位銷(xiāo)定位銷(xiāo)轉(zhuǎn)塔轉(zhuǎn)塔活動(dòng)活動(dòng)支架支架定位定位拔出拔出靜止靜止轉(zhuǎn)位轉(zhuǎn)位后退后退復(fù)位復(fù)位圓柱凸輪轉(zhuǎn)角圓柱凸輪轉(zhuǎn)角0 90 180 270 360 組合方式分析：組合方式主要以串聯(lián)方式為主，但在組合方式分析：組合方式主要以串聯(lián)方式為主，但在I I、IIII處采用了特殊的并聯(lián)方式。處采用了特殊的并聯(lián)方式。進(jìn)刀凸進(jìn)刀凸輪機(jī)構(gòu)輪機(jī)構(gòu)齒輪齒齒輪齒條機(jī)構(gòu)條機(jī)構(gòu)曲柄滑曲柄滑塊機(jī)構(gòu)塊機(jī)構(gòu)圓柱凸圓柱凸輪機(jī)構(gòu)輪機(jī)構(gòu)槽輪機(jī)構(gòu)槽輪機(jī)構(gòu)連桿機(jī)構(gòu)連桿機(jī)構(gòu)圓柱圓柱齒輪齒輪機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)圓錐圓錐齒輪齒輪機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)活動(dòng)支架進(jìn)退活動(dòng)支架進(jìn)退轉(zhuǎn)塔刀架轉(zhuǎn)位轉(zhuǎn)塔刀架轉(zhuǎn)位定位銷(xiāo)進(jìn)退定位銷(xiāo)進(jìn)退I IIIII3 3）刀架機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)各機(jī)構(gòu)的組合方式及特點(diǎn)）刀架機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)各機(jī)構(gòu)的組合方式及特點(diǎn) 機(jī)構(gòu)功用分析：機(jī)構(gòu)功用分析：進(jìn)刀凸輪機(jī)構(gòu)控制整個(gè)工件的加工過(guò)程，不同的工進(jìn)刀凸輪