第二章 機(jī)械系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)與總體設(shè)計(jì)

1、機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)制造銷售制造銷售內(nèi)部設(shè)計(jì)內(nèi)部設(shè)計(jì)外部設(shè)計(jì)外部設(shè)計(jì)計(jì)劃計(jì)劃研究計(jì)劃書(shū)、設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)研究計(jì)劃書(shū)、設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)調(diào)查研究調(diào)查研究可行性研究可行性研究系統(tǒng)計(jì)劃系統(tǒng)計(jì)劃可行性報(bào)告可行性報(bào)告系統(tǒng)開(kāi)發(fā)計(jì)劃書(shū)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)計(jì)劃書(shū)工作圖設(shè)計(jì)工作圖設(shè)計(jì)技術(shù)設(shè)計(jì)技術(shù)設(shè)計(jì)系統(tǒng)分析系統(tǒng)分析系統(tǒng)分解系統(tǒng)分解初步設(shè)計(jì)、方案設(shè)計(jì)初步設(shè)計(jì)、方案設(shè)計(jì)鑒定和評(píng)審鑒定和評(píng)審定型設(shè)計(jì)定型設(shè)計(jì)小批試制小批試制改進(jìn)設(shè)計(jì)改進(jìn)設(shè)計(jì)樣機(jī)鑒定和評(píng)審樣機(jī)鑒定和評(píng)審樣機(jī)試制樣機(jī)試制銷售銷售第二章第二章 機(jī)械系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)與總體設(shè)計(jì)機(jī)械系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)與總體設(shè)計(jì) 2-1 機(jī)械系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)機(jī)械系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)制造銷售制造

2、銷售內(nèi)部設(shè)計(jì)內(nèi)部設(shè)計(jì)外部設(shè)計(jì)外部設(shè)計(jì)計(jì)劃計(jì)劃工作圖設(shè)計(jì)工作圖設(shè)計(jì)技術(shù)設(shè)計(jì)技術(shù)設(shè)計(jì)系統(tǒng)分析系統(tǒng)分析系統(tǒng)分解系統(tǒng)分解初步設(shè)計(jì)、初步設(shè)計(jì)、方案設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)鑒定和評(píng)審鑒定和評(píng)審 方案設(shè)計(jì)是整個(gè)機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方案設(shè)計(jì)是整個(gè)機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心環(huán)節(jié)核心環(huán)節(jié)，方案設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)是保證設(shè)計(jì)水平和是保證設(shè)計(jì)水平和質(zhì)量的重要工作，在很大程度上決定了機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)的成敗。質(zhì)量的重要工作，在很大程度上決定了機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)的成敗。 方案設(shè)計(jì)是一個(gè)方案設(shè)計(jì)是一個(gè)創(chuàng)造性思維創(chuàng)造性思維的過(guò)程，在進(jìn)行方案設(shè)計(jì)時(shí)，重要的是要?jiǎng)?chuàng)的過(guò)程，在進(jìn)行方案設(shè)計(jì)時(shí)，重要的是要?jiǎng)?chuàng)新，采用新，采用新原理、新技術(shù)、新機(jī)構(gòu)、新工藝新原理、新技術(shù)、新機(jī)構(gòu)、新工

3、藝，才能設(shè)計(jì)出有突破性的新產(chǎn)品。，才能設(shè)計(jì)出有突破性的新產(chǎn)品。 方案設(shè)計(jì)的方案設(shè)計(jì)的內(nèi)容內(nèi)容包括：包括： ( (1) )研究給定的設(shè)計(jì)任務(wù)，對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的功能進(jìn)行分析和分解；研究給定的設(shè)計(jì)任務(wù)，對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的功能進(jìn)行分析和分解； ( (2) )提出實(shí)現(xiàn)功能的工藝原理；提出實(shí)現(xiàn)功能的工藝原理；( (3) )確定技術(shù)過(guò)程，引進(jìn)技術(shù)系統(tǒng)；確定技術(shù)過(guò)程，引進(jìn)技術(shù)系統(tǒng)；( (4) )分析結(jié)構(gòu)布局，擬定設(shè)計(jì)方案；分析結(jié)構(gòu)布局，擬定設(shè)計(jì)方案； ( (5) )綜合評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)方案，找出最佳方案。綜合評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)方案，找出最佳方案。 一、研究給定的設(shè)計(jì)任務(wù)一、研究給定的設(shè)計(jì)任務(wù) 方案設(shè)計(jì)之前，我們已經(jīng)通過(guò)方案設(shè)計(jì)之前，我們

4、已經(jīng)通過(guò)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)，明確了設(shè)計(jì)任務(wù)、目的和要，明確了設(shè)計(jì)任務(wù)、目的和要求，并且提出了產(chǎn)品設(shè)計(jì)的求，并且提出了產(chǎn)品設(shè)計(jì)的可行性報(bào)告可行性報(bào)告以及以及系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的計(jì)劃書(shū)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的計(jì)劃書(shū)。 在系統(tǒng)開(kāi)發(fā)計(jì)劃書(shū)中說(shuō)明了對(duì)設(shè)計(jì)的各項(xiàng)要求，但這些要求尚未實(shí)現(xiàn)，在系統(tǒng)開(kāi)發(fā)計(jì)劃書(shū)中說(shuō)明了對(duì)設(shè)計(jì)的各項(xiàng)要求，但這些要求尚未實(shí)現(xiàn)，其中有其中有不確定的，過(guò)高或過(guò)低的，甚至有些是相互矛盾的不確定的，過(guò)高或過(guò)低的，甚至有些是相互矛盾的。 設(shè)計(jì)人員要仔細(xì)研究設(shè)計(jì)任務(wù)，對(duì)各項(xiàng)要求逐個(gè)分析，明確核心要求和設(shè)計(jì)人員要仔細(xì)研究設(shè)計(jì)任務(wù)，對(duì)各項(xiàng)要求逐個(gè)分析，明確核心要求和約束條件，對(duì)約束條件，對(duì)相互矛盾的要求相互矛盾的要求要能

5、夠提出要能夠提出修改、補(bǔ)充和完善修改、補(bǔ)充和完善的建議，要能夠的建議，要能夠獲得獲得兩方面都可兼顧的折衷的兩方面都可兼顧的折衷的解決辦法。解決辦法。T2T1，n2n1能量不滅定理能量不滅定理系統(tǒng)系統(tǒng)T1n1T2n2二、設(shè)計(jì)任務(wù)的抽象化（二、設(shè)計(jì)任務(wù)的抽象化（“思維方式和工作方法思維方式和工作方法”） 思維可以有思維可以有定勢(shì)思維定勢(shì)思維和和創(chuàng)造性思維創(chuàng)造性思維。1 0 0 04 01 01 0 0 02 01 0 0 01 0 0 03 0+?1 4 4 9 91+?5 0 0 01 5 0 0 0 定勢(shì)思維是定勢(shì)思維是“懶漢懶漢”的思維方法，由于其在設(shè)計(jì)的過(guò)程中會(huì)扼殺許多新的思維方法，由于其

6、在設(shè)計(jì)的過(guò)程中會(huì)扼殺許多新的創(chuàng)造發(fā)明，因此，我們只有有意識(shí)地破除它，這樣才會(huì)有許多發(fā)現(xiàn)和發(fā)明。的創(chuàng)造發(fā)明，因此，我們只有有意識(shí)地破除它，這樣才會(huì)有許多發(fā)現(xiàn)和發(fā)明。4 1 0 01 4 5 0 0 機(jī)械系統(tǒng)的抽象：任何機(jī)械系統(tǒng)都可以看成是實(shí)現(xiàn)某種機(jī)械系統(tǒng)的抽象：任何機(jī)械系統(tǒng)都可以看成是實(shí)現(xiàn)某種能量流能量流、物料流物料流和和信息流信息流傳遞和轉(zhuǎn)化的裝置。傳遞和轉(zhuǎn)化的裝置?；瘜W(xué)能化學(xué)能熱能熱能機(jī)械能機(jī)械能內(nèi)燃機(jī)能量流內(nèi)燃機(jī)能量流包裝機(jī)械包裝機(jī)械包裝容器包裝容器包裝物件包裝物件包裝后成品包裝后成品包裝機(jī)械物料流包裝機(jī)械物料流 創(chuàng)造性思維創(chuàng)造性思維則是則是創(chuàng)作發(fā)明創(chuàng)作發(fā)明的基礎(chǔ)。的基礎(chǔ)。 發(fā)明有發(fā)明有原

7、創(chuàng)性發(fā)明原創(chuàng)性發(fā)明和和組合式發(fā)明組合式發(fā)明，原創(chuàng)性發(fā)明是指在原理上具有新突破，原創(chuàng)性發(fā)明是指在原理上具有新突破的發(fā)明，對(duì)于世界和人類來(lái)講具有一定的難度，是比較少見(jiàn)的。而我們所聽(tīng)的發(fā)明，對(duì)于世界和人類來(lái)講具有一定的難度，是比較少見(jiàn)的。而我們所聽(tīng)到的發(fā)明多數(shù)都屬于組合式發(fā)明，也就是在成熟理論的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步的改到的發(fā)明多數(shù)都屬于組合式發(fā)明，也就是在成熟理論的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步的改進(jìn)和完善，從而得到一種新的技術(shù)和理論。進(jìn)和完善，從而得到一種新的技術(shù)和理論。照相機(jī)照相機(jī)光強(qiáng)信號(hào)光強(qiáng)信號(hào)圖像信號(hào)圖像信號(hào)光圈電機(jī)信號(hào)光圈電機(jī)信號(hào)調(diào)整電機(jī)控制信號(hào)調(diào)整電機(jī)控制信號(hào)傻瓜照相機(jī)信息流傻瓜照相機(jī)信息流 在一些較復(fù)雜的機(jī)

8、械系統(tǒng)中，能量流、物料流和信息流都存在，如自走在一些較復(fù)雜的機(jī)械系統(tǒng)中，能量流、物料流和信息流都存在，如自走式合物聯(lián)合收獲機(jī)。式合物聯(lián)合收獲機(jī)。 從這個(gè)意義上講，機(jī)械系統(tǒng)可抽象為：從這個(gè)意義上講，機(jī)械系統(tǒng)可抽象為：實(shí)現(xiàn)輸入的能量、物料、信息實(shí)現(xiàn)輸入的能量、物料、信息和和輸出的能量、物料、信息轉(zhuǎn)化輸出的能量、物料、信息轉(zhuǎn)化的機(jī)械裝置。的機(jī)械裝置。 機(jī)機(jī) 械械 裝裝 置置（待定的技術(shù)系統(tǒng)）（待定的技術(shù)系統(tǒng)） 物料物料能量能量信息信息物料物料能量能量信息信息來(lái)自外界的影響來(lái)自外界的影響輸輸 入入對(duì)外界的影響對(duì)外界的影響輸輸 出出 在方案設(shè)計(jì)的初期，把要設(shè)計(jì)的機(jī)械系統(tǒng)看成只知道輸入量、輸出量以在方案設(shè)

9、計(jì)的初期，把要設(shè)計(jì)的機(jī)械系統(tǒng)看成只知道輸入量、輸出量以及與外界的相互影響的及與外界的相互影響的“黑箱黑箱”，“黑箱黑箱”內(nèi)部是全然不知待定的技術(shù)系統(tǒng)，內(nèi)部是全然不知待定的技術(shù)系統(tǒng)，這就是設(shè)計(jì)任務(wù)抽象化的方法。這就是設(shè)計(jì)任務(wù)抽象化的方法。（黑箱）（黑箱） 用用“黑箱黑箱”抽象地表示技術(shù)過(guò)程，不需要事先涉及具體的解決方法，就抽象地表示技術(shù)過(guò)程，不需要事先涉及具體的解決方法，就可以知道機(jī)械系統(tǒng)的基本功能和約束條件：可以知道機(jī)械系統(tǒng)的基本功能和約束條件：基本功能為物料、能量、信息的基本功能為物料、能量、信息的傳遞和轉(zhuǎn)化傳遞和轉(zhuǎn)化，約束條件表現(xiàn)為內(nèi)、外部系統(tǒng)的相互作用和相互影響約束條件表現(xiàn)為內(nèi)、外部系統(tǒng)

10、的相互作用和相互影響。這樣可。這樣可以突出設(shè)計(jì)中的主要矛盾，明確設(shè)計(jì)追求的主要目標(biāo)，明確影響產(chǎn)品性能的以突出設(shè)計(jì)中的主要矛盾，明確設(shè)計(jì)追求的主要目標(biāo)，明確影響產(chǎn)品性能的主要因素；避免設(shè)計(jì)者受一些框文的約束。主要因素；避免設(shè)計(jì)者受一些框文的約束。 確定確定“黑箱黑箱”作業(yè)對(duì)象（物料、能量、信息）轉(zhuǎn)化的作業(yè)對(duì)象（物料、能量、信息）轉(zhuǎn)化的工藝原理工藝原理，是打開(kāi)，是打開(kāi)“黑箱黑箱”的先決條件。的先決條件。 三、確定工藝原理三、確定工藝原理所謂工藝原理是所謂工藝原理是指自然科學(xué)中各種定理、定律、原理及效應(yīng)的具體應(yīng)用指自然科學(xué)中各種定理、定律、原理及效應(yīng)的具體應(yīng)用。 機(jī)械系統(tǒng)的機(jī)械系統(tǒng)的“黑箱黑箱”建立

11、以后，打開(kāi)建立以后，打開(kāi)“黑箱黑箱”， 實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)“黑箱黑箱”的透明化的透明化就成為了主要工作。就成為了主要工作。對(duì)于同一種作業(yè)對(duì)象的轉(zhuǎn)化，可以采用不同的工藝原理。對(duì)于同一種作業(yè)對(duì)象的轉(zhuǎn)化，可以采用不同的工藝原理。 采用不同的工藝原理，就會(huì)設(shè)計(jì)出不同的機(jī)械系統(tǒng)，它們的性能和經(jīng)濟(jì)采用不同的工藝原理，就會(huì)設(shè)計(jì)出不同的機(jī)械系統(tǒng)，它們的性能和經(jīng)濟(jì)效益各不相同。效益各不相同。 以齒輪齒廓曲線的切制為例，可采用以齒輪齒廓曲線的切制為例，可采用仿形法仿形法，在銑床上用銑刀銑削；也，在銑床上用銑刀銑削；也可用可用范成法范成法，在滾齒機(jī)、插齒機(jī)或刨齒機(jī)上用專用刀具滾削、插削或刨削加，在滾齒機(jī)、插齒機(jī)或刨齒機(jī)上用專

12、用刀具滾削、插削或刨削加工。工。齒輪加工齒輪加工范成原理范成原理仿形原理仿形原理工作原理不同，運(yùn)動(dòng)方案不同工作原理不同，運(yùn)動(dòng)方案不同剃齒剃齒工作原理相同，運(yùn)動(dòng)方案不同工作原理相同，運(yùn)動(dòng)方案不同插齒插齒滾齒滾齒切斷作切斷作物桔桿物桔桿沖擊沖擊搓擦搓擦 使谷粒和谷穗分離使谷粒和谷穗分離滾壓滾壓篩分、振動(dòng)、重篩分、振動(dòng)、重力、氣流使谷粒、力、氣流使谷粒、莖桿、穎殼雜物莖桿、穎殼雜物分離分離 在聯(lián)合收割機(jī)的機(jī)械系統(tǒng)中，采用了多種工藝原理，工作過(guò)程中完成了在聯(lián)合收割機(jī)的機(jī)械系統(tǒng)中，采用了多種工藝原理，工作過(guò)程中完成了多次轉(zhuǎn)化，設(shè)計(jì)的關(guān)鍵則是多次轉(zhuǎn)化，設(shè)計(jì)的關(guān)鍵則是不同工藝原理的組合與連接不同工藝原理的組

13、合與連接，以及它們之間的，以及它們之間的適適應(yīng)性與相容性應(yīng)性與相容性。 作業(yè)對(duì)象的作業(yè)對(duì)象的簡(jiǎn)單轉(zhuǎn)化簡(jiǎn)單轉(zhuǎn)化，可以只采用，可以只采用一個(gè)工藝原理一個(gè)工藝原理就完成；但作業(yè)對(duì)象的就完成；但作業(yè)對(duì)象的復(fù)雜轉(zhuǎn)化，復(fù)雜轉(zhuǎn)化，往往要采用往往要采用多種工藝原理經(jīng)多次轉(zhuǎn)化多種工藝原理經(jīng)多次轉(zhuǎn)化才能完成。才能完成。以谷物聯(lián)合收割機(jī)為例，它的工藝原理可用下圖所示：以谷物聯(lián)合收割機(jī)為例，它的工藝原理可用下圖所示：四、確定技術(shù)過(guò)程四、確定技術(shù)過(guò)程 技術(shù)過(guò)程是按選定的工藝原理，確定作業(yè)對(duì)象轉(zhuǎn)化的流程，規(guī)定每一個(gè)技術(shù)過(guò)程是按選定的工藝原理，確定作業(yè)對(duì)象轉(zhuǎn)化的流程，規(guī)定每一個(gè)轉(zhuǎn)化程序的相應(yīng)功能要求。轉(zhuǎn)化程序的相應(yīng)功能要求

14、。 技術(shù)過(guò)程的技術(shù)過(guò)程的主線主線是作業(yè)對(duì)象（物料）是作業(yè)對(duì)象（物料）的轉(zhuǎn)化的轉(zhuǎn)化，用，用雙線箭頭雙線箭頭表示表示。在轉(zhuǎn)化過(guò)程中，。在轉(zhuǎn)化過(guò)程中，不斷有不斷有物料、能量和物料、能量和信息的支持和補(bǔ)充信息的支持和補(bǔ)充，要產(chǎn)生許多輔助功能，要產(chǎn)生許多輔助功能，如要解決各轉(zhuǎn)化程序如要解決各轉(zhuǎn)化程序間的連接和支承問(wèn)題，間的連接和支承問(wèn)題，要解決檢測(cè)、操縱、要解決檢測(cè)、操縱、調(diào)整和控制的問(wèn)題。調(diào)整和控制的問(wèn)題。技術(shù)過(guò)程的一般模式如下圖：技術(shù)過(guò)程的一般模式如下圖： 技術(shù)過(guò)程是若干個(gè)分過(guò)程和工序組合而成的復(fù)合技術(shù)過(guò)程是若干個(gè)分過(guò)程和工序組合而成的復(fù)合過(guò)程過(guò)程。谷物谷物 扶持谷物莖桿扶持谷物莖桿 切斷谷物莖桿切

15、斷谷物莖桿 脫脫 粒粒長(zhǎng)莖桿長(zhǎng)莖桿圖圖2-4 自走式谷物聯(lián)合收獲機(jī)的技術(shù)過(guò)程流程方框圖自走式谷物聯(lián)合收獲機(jī)的技術(shù)過(guò)程流程方框圖清選清選篩分篩分氣流氣流振動(dòng)振動(dòng)雜余（斷穗）雜余（斷穗）等等復(fù)脫復(fù)脫谷粒谷粒短 莖 桿 輕 混短 莖 桿 輕 混合物（穎殼、合物（穎殼、灰塵）等等灰塵）等等下圖是根據(jù)工藝原理圖畫(huà)出的自走式聯(lián)合收獲機(jī)的技術(shù)過(guò)程主流程圖。下圖是根據(jù)工藝原理圖畫(huà)出的自走式聯(lián)合收獲機(jī)的技術(shù)過(guò)程主流程圖。 對(duì)對(duì)設(shè)計(jì)對(duì)象的目標(biāo)和要求不同設(shè)計(jì)對(duì)象的目標(biāo)和要求不同，技術(shù)系統(tǒng)的組成、相應(yīng)的功能結(jié)構(gòu)以及，技術(shù)系統(tǒng)的組成、相應(yīng)的功能結(jié)構(gòu)以及系統(tǒng)邊界的劃分就不相同；即便是設(shè)計(jì)對(duì)象的目標(biāo)和要求相同，由于設(shè)計(jì)者系

16、統(tǒng)邊界的劃分就不相同；即便是設(shè)計(jì)對(duì)象的目標(biāo)和要求相同，由于設(shè)計(jì)者的的著眼點(diǎn)不同著眼點(diǎn)不同，技術(shù)系統(tǒng)及系統(tǒng)邊界劃分也會(huì)有較大差別。，技術(shù)系統(tǒng)及系統(tǒng)邊界劃分也會(huì)有較大差別。五、引進(jìn)技術(shù)系統(tǒng)并確定系統(tǒng)邊界五、引進(jìn)技術(shù)系統(tǒng)并確定系統(tǒng)邊界技術(shù)系統(tǒng)是技術(shù)系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)技術(shù)過(guò)程各項(xiàng)轉(zhuǎn)化的實(shí)現(xiàn)技術(shù)過(guò)程各項(xiàng)轉(zhuǎn)化的人為系統(tǒng)。人為系統(tǒng)。 技術(shù)過(guò)程中作業(yè)對(duì)象的轉(zhuǎn)化，有一些是完全靠機(jī)械系統(tǒng)來(lái)完成，而有一技術(shù)過(guò)程中作業(yè)對(duì)象的轉(zhuǎn)化，有一些是完全靠機(jī)械系統(tǒng)來(lái)完成，而有一些是在人的參與下完成。些是在人的參與下完成。良好的技術(shù)系統(tǒng)應(yīng)是機(jī)械系統(tǒng)與人的完美結(jié)合良好的技術(shù)系統(tǒng)應(yīng)是機(jī)械系統(tǒng)與人的完美結(jié)合。 以洗衣機(jī)為例，對(duì)人的參與程度要求不

17、同，可設(shè)計(jì)出全自動(dòng)、半自動(dòng)和以洗衣機(jī)為例，對(duì)人的參與程度要求不同，可設(shè)計(jì)出全自動(dòng)、半自動(dòng)和非自動(dòng)的洗衣機(jī)；就全自動(dòng)洗衣機(jī)而言，由于設(shè)計(jì)者的著眼點(diǎn)不同，可設(shè)計(jì)非自動(dòng)的洗衣機(jī)；就全自動(dòng)洗衣機(jī)而言，由于設(shè)計(jì)者的著眼點(diǎn)不同，可設(shè)計(jì)出立式和臥式洗衣機(jī)，它們各有優(yōu)缺點(diǎn)。出立式和臥式洗衣機(jī)，它們各有優(yōu)缺點(diǎn)。 引進(jìn)技術(shù)系統(tǒng)就是根據(jù)技術(shù)過(guò)程的要求，引進(jìn)技術(shù)系統(tǒng)就是根據(jù)技術(shù)過(guò)程的要求，確定機(jī)械系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)和功確定機(jī)械系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)和功能載體的組合能載體的組合。( (一一) )引進(jìn)技術(shù)系統(tǒng)引進(jìn)技術(shù)系統(tǒng)1 1確定機(jī)械系統(tǒng)的確定機(jī)械系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)功能結(jié)構(gòu) 引進(jìn)技術(shù)系統(tǒng)一般分兩步進(jìn)行：引進(jìn)技術(shù)系統(tǒng)一般分兩步進(jìn)行： 功能

18、是機(jī)械系統(tǒng)的屬性，是機(jī)械系統(tǒng)價(jià)值的體現(xiàn)。機(jī)械系統(tǒng)的功能表現(xiàn)功能是機(jī)械系統(tǒng)的屬性，是機(jī)械系統(tǒng)價(jià)值的體現(xiàn)。機(jī)械系統(tǒng)的功能表現(xiàn)為可以實(shí)現(xiàn)物料、能量、信息的傳遞和轉(zhuǎn)化。為可以實(shí)現(xiàn)物料、能量、信息的傳遞和轉(zhuǎn)化。 機(jī)械系統(tǒng)的功能往往有多種形式，為便于分析和研究，應(yīng)進(jìn)行機(jī)械系統(tǒng)的功能往往有多種形式，為便于分析和研究，應(yīng)進(jìn)行功能分解功能分解。 功能載體功能載體是實(shí)現(xiàn)功能轉(zhuǎn)化的實(shí)體結(jié)構(gòu)。是實(shí)現(xiàn)功能轉(zhuǎn)化的實(shí)體結(jié)構(gòu)。 功能分解是在功能分解是在系統(tǒng)分解系統(tǒng)分解的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。對(duì)各子系統(tǒng)的功能可逐項(xiàng)分解，的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。對(duì)各子系統(tǒng)的功能可逐項(xiàng)分解，直至得到不能再分解的直至得到不能再分解的功能元功能元為止。為止。進(jìn)行功能

19、分解的要注意以下兩點(diǎn)：進(jìn)行功能分解的要注意以下兩點(diǎn)： (1) (1)總功能的分解程度以能找到相應(yīng)的總功能的分解程度以能找到相應(yīng)的技術(shù)物理效應(yīng)技術(shù)物理效應(yīng)和和功能載體功能載體來(lái)實(shí)現(xiàn)該來(lái)實(shí)現(xiàn)該功能為依據(jù)；功能為依據(jù)；(2)(2)同級(jí)功能的組合應(yīng)能滿足上級(jí)功能的要求。同級(jí)功能的組合應(yīng)能滿足上級(jí)功能的要求。 技術(shù)物理效應(yīng)技術(shù)物理效應(yīng)是將物理學(xué)原理通過(guò)一定的結(jié)構(gòu)形式，在工程技術(shù)上加是將物理學(xué)原理通過(guò)一定的結(jié)構(gòu)形式，在工程技術(shù)上加以應(yīng)用。以應(yīng)用。功能元是指有確定功能的不可功能元是指有確定功能的不可再分解的單元功能。再分解的單元功能。 對(duì)總功能進(jìn)行分解，可得出如下一對(duì)總功能進(jìn)行分解，可得出如下一些分功能：些

20、分功能：容納衣物和水容納衣物和水、添加洗滌劑添加洗滌劑、攪動(dòng)衣物和水?dāng)噭?dòng)衣物和水，控制旋轉(zhuǎn)方向控制旋轉(zhuǎn)方向、時(shí)時(shí)間和速度間和速度，甩干衣物上的水甩干衣物上的水，排出臟水排出臟水，能量供應(yīng)能量供應(yīng)、轉(zhuǎn)化和傳遞轉(zhuǎn)化和傳遞、聯(lián)接與支聯(lián)接與支承承等。等。 洗洗 衣衣 機(jī)機(jī)（黑（黑 箱）箱）地基地基濕度濕度溫度溫度噪噪聲聲振振動(dòng)動(dòng)信息信息能量能量洗滌劑洗滌劑清水清水臟衣物臟衣物顯示信號(hào)顯示信號(hào)驅(qū)動(dòng)能驅(qū)動(dòng)能臟水臟水干凈衣物干凈衣物洗衣機(jī)的黑箱示意圖洗衣機(jī)的黑箱示意圖 洗衣機(jī)，它的洗衣機(jī)，它的總功能是洗滌臟衣物總功能是洗滌臟衣物。 可以用可以用樹(shù)狀圖像模型功能圖樹(shù)狀圖像模型功能圖形象地表達(dá)功能分解的結(jié)果。形

21、象地表達(dá)功能分解的結(jié)果。 能量運(yùn)動(dòng)傳遞能量運(yùn)動(dòng)傳遞轉(zhuǎn)向控制轉(zhuǎn)向控制轉(zhuǎn)速控制轉(zhuǎn)速控制時(shí)間控制時(shí)間控制雙向旋轉(zhuǎn)雙向旋轉(zhuǎn)單向旋轉(zhuǎn)單向旋轉(zhuǎn)波輪旋轉(zhuǎn)波輪旋轉(zhuǎn)攪動(dòng)衣物和水?dāng)噭?dòng)衣物和水聯(lián)接與支承聯(lián)接與支承能量供應(yīng)與轉(zhuǎn)換能量供應(yīng)與轉(zhuǎn)換排水排水甩干脫水甩干脫水旋轉(zhuǎn)控制旋轉(zhuǎn)控制添加洗滌劑添加洗滌劑容納衣物和水容納衣物和水臟衣物臟衣物的洗滌的洗滌洗衣機(jī)的功能結(jié)構(gòu)圖洗衣機(jī)的功能結(jié)構(gòu)圖 聯(lián)接與支承聯(lián)接與支承能量轉(zhuǎn)換能量轉(zhuǎn)換能量傳遞能量傳遞能量能量攪動(dòng)臟衣攪動(dòng)臟衣物和水物和水容納臟衣容納臟衣物和水物和水排水排水甩干甩干洗滌劑洗滌劑洗滌劑洗滌劑臟衣臟衣物水物水臟水臟水干凈干凈衣物衣物信息信息控制控制決策決策調(diào)整定時(shí)調(diào)整定時(shí)

22、方向、速度、方向、速度、時(shí)間選擇時(shí)間選擇顯示顯示信號(hào)信號(hào)按樹(shù)狀功能圖還可以作出按樹(shù)狀功能圖還可以作出功能結(jié)構(gòu)圖功能結(jié)構(gòu)圖。如洗衣機(jī)的功能結(jié)構(gòu)圖如下：。如洗衣機(jī)的功能結(jié)構(gòu)圖如下： 從樹(shù)狀功能圖可看出功能分解的過(guò)程，從功能結(jié)構(gòu)圖可看出各項(xiàng)功能元從樹(shù)狀功能圖可看出功能分解的過(guò)程，從功能結(jié)構(gòu)圖可看出各項(xiàng)功能元以及分功能之間的結(jié)構(gòu)關(guān)系。以及分功能之間的結(jié)構(gòu)關(guān)系。 由洗衣機(jī)的樹(shù)狀功能圖和功能結(jié)構(gòu)圖可以看出洗衣機(jī)具有的主要分功能：由洗衣機(jī)的樹(shù)狀功能圖和功能結(jié)構(gòu)圖可以看出洗衣機(jī)具有的主要分功能：容納衣物和水（容納衣物和水（A）、攪動(dòng)衣物和水（攪動(dòng)衣物和水（B）、運(yùn)動(dòng)傳遞（運(yùn)動(dòng)傳遞（C）和和控制（控制（D），通

23、過(guò)對(duì)各個(gè)分功能尋找功能載體，便可以做出洗衣機(jī)相應(yīng)的通過(guò)對(duì)各個(gè)分功能尋找功能載體，便可以做出洗衣機(jī)相應(yīng)的形態(tài)學(xué)矩陣形態(tài)學(xué)矩陣（用（用其來(lái)表示所有可能組成的總體方案）。其來(lái)表示所有可能組成的總體方案）。電腦自控電腦自控機(jī)械定時(shí)機(jī)械定時(shí)人工控制人工控制齒輪傳動(dòng)齒輪傳動(dòng)帶傳動(dòng)帶傳動(dòng)超聲波超聲波電磁振蕩電磁振蕩機(jī)械摩擦機(jī)械摩擦陶瓷桶陶瓷桶玻璃鋼桶玻璃鋼桶塑料桶塑料桶金屬桶金屬桶D（控制）（控制）C（運(yùn)動(dòng)傳遞）（運(yùn)動(dòng)傳遞）B（洗滌原理）（洗滌原理）A（容納衣物水）（容納衣物水）4321功能載體功能載體分功能分功能洗衣機(jī)的形態(tài)學(xué)矩陣洗衣機(jī)的形態(tài)學(xué)矩陣電腦自控電腦自控機(jī)械定時(shí)機(jī)械定時(shí)人工控制人工控制齒輪傳動(dòng)齒

24、輪傳動(dòng)帶傳動(dòng)帶傳動(dòng)超聲波超聲波電磁振蕩電磁振蕩機(jī)械摩擦機(jī)械摩擦陶瓷桶陶瓷桶玻璃鋼桶玻璃鋼桶塑料桶塑料桶金屬桶金屬桶D（控制）（控制）C（運(yùn)動(dòng)傳遞）（運(yùn)動(dòng)傳遞）B（洗滌原理）（洗滌原理）A（容納衣物水）（容納衣物水）4321功能載體功能載體分功能分功能洗衣機(jī)的形態(tài)學(xué)矩陣洗衣機(jī)的形態(tài)學(xué)矩陣?yán)碚撋峡山M合出技術(shù)方案：理論上可組合出技術(shù)方案：N=4323=72 功能結(jié)構(gòu)圖如何建立？功能結(jié)構(gòu)圖如何建立？下圖是材料試驗(yàn)機(jī)的功能結(jié)構(gòu)圖的制作過(guò)程：下圖是材料試驗(yàn)機(jī)的功能結(jié)構(gòu)圖的制作過(guò)程： 材料試驗(yàn)機(jī)的總功能：利用力和變形的關(guān)系，檢驗(yàn)試件的力學(xué)性能。材料試驗(yàn)機(jī)的總功能：利用力和變形的關(guān)系，檢驗(yàn)試件的力學(xué)性能。建立

25、材料試驗(yàn)機(jī)的建立材料試驗(yàn)機(jī)的“黑箱黑箱”示意圖：示意圖：材料試驗(yàn)機(jī)材料試驗(yàn)機(jī)（黑箱）（黑箱）a a）材料試驗(yàn)機(jī)的）材料試驗(yàn)機(jī)的“黑箱黑箱”示意圖示意圖加載能量加載能量試件試件信號(hào)信號(hào)變形試件變形試件變形能變形能變形信號(hào)變形信號(hào)力信號(hào)力信號(hào)噪聲噪聲振動(dòng)振動(dòng)溫度溫度風(fēng)力風(fēng)力 材料試驗(yàn)機(jī)的材料試驗(yàn)機(jī)的“黑箱黑箱”示意圖中，涉及到示意圖中，涉及到3個(gè)輸入元素、個(gè)輸入元素、4個(gè)輸出元素以個(gè)輸出元素以及內(nèi)、外系統(tǒng)間的相互作用和影響。及內(nèi)、外系統(tǒng)間的相互作用和影響。b）材料試驗(yàn)機(jī)的功能分解圖）材料試驗(yàn)機(jī)的功能分解圖建立材料試驗(yàn)機(jī)的功能分解圖（初步簡(jiǎn)單的功能結(jié)構(gòu)圖）：建立材料試驗(yàn)機(jī)的功能分解圖（初步簡(jiǎn)單的功能

26、結(jié)構(gòu)圖）：通過(guò)功能分解，可以把材料試驗(yàn)機(jī)的總功能分解成通過(guò)功能分解，可以把材料試驗(yàn)機(jī)的總功能分解成4個(gè)主要的分功能：個(gè)主要的分功能：把能量轉(zhuǎn)換為力和位移；把能量轉(zhuǎn)換為力和位移；試件加載；試件加載；測(cè)力；測(cè)力；測(cè)變形。測(cè)變形。能量轉(zhuǎn)換為能量轉(zhuǎn)換為力和位移力和位移控制信號(hào)控制信號(hào)加載能量加載能量試件加載試件加載試件試件變形能變形能變形后的試件變形后的試件測(cè)變形測(cè)變形變形信號(hào)變形信號(hào)測(cè)力測(cè)力力信號(hào)力信號(hào)b）材料試驗(yàn)機(jī)的功能分解圖）材料試驗(yàn)機(jī)的功能分解圖能量轉(zhuǎn)換為能量轉(zhuǎn)換為力和位移力和位移控制信號(hào)控制信號(hào)加載能量加載能量試件加載試件加載試件試件變形能變形能變形后的試件變形后的試件測(cè)變形測(cè)變形變形信號(hào)變

27、形信號(hào)測(cè)力測(cè)力力信號(hào)力信號(hào)建立材料試驗(yàn)機(jī)完善的功能結(jié)構(gòu)圖：建立材料試驗(yàn)機(jī)完善的功能結(jié)構(gòu)圖：c c）材料試驗(yàn)機(jī)的功能結(jié)構(gòu)圖）材料試驗(yàn)機(jī)的功能結(jié)構(gòu)圖通過(guò)增加分功能進(jìn)一步完善其功能結(jié)構(gòu)：通過(guò)增加分功能進(jìn)一步完善其功能結(jié)構(gòu)：調(diào)節(jié)能量的大??；調(diào)節(jié)能量的大?。谎b卡裝卡試件試件試件試件加載加載變形能變形能變形后變形后試件試件試件試件調(diào)節(jié)能調(diào)節(jié)能量大小量大小加載能量加載能量控制信號(hào)控制信號(hào)能量轉(zhuǎn)能量轉(zhuǎn)換為力換為力和位移和位移各測(cè)量值的放大；各測(cè)量值的放大； 比較標(biāo)準(zhǔn)值和實(shí)際值。比較標(biāo)準(zhǔn)值和實(shí)際值。測(cè)量值放大測(cè)量值放大測(cè)力測(cè)力測(cè)變形測(cè)變形力信號(hào)力信號(hào)變形信號(hào)變形信號(hào)比較標(biāo)準(zhǔn)值和比較標(biāo)準(zhǔn)值和實(shí)際值實(shí)際值輔助輔助能

28、量能量標(biāo)準(zhǔn)量標(biāo)準(zhǔn)量試件加載前要裝卡；試件加載前要裝卡；b）材料試驗(yàn)機(jī)的功能分解圖）材料試驗(yàn)機(jī)的功能分解圖能量轉(zhuǎn)換為能量轉(zhuǎn)換為力和位移力和位移控制信號(hào)控制信號(hào)加載能量加載能量試件加載試件加載試件試件變形能變形能變形后的試件變形后的試件測(cè)變形測(cè)變形變形信號(hào)變形信號(hào)測(cè)力測(cè)力力信號(hào)力信號(hào)材料試驗(yàn)機(jī)的功能結(jié)構(gòu)圖材料試驗(yàn)機(jī)的功能結(jié)構(gòu)圖裝卡裝卡試件試件試件試件加載加載變形能變形能變形后變形后試件試件試件試件調(diào)節(jié)能調(diào)節(jié)能量大小量大小加載能量加載能量控制信號(hào)控制信號(hào)能量轉(zhuǎn)能量轉(zhuǎn)換為力換為力和位移和位移測(cè)量值放大測(cè)量值放大測(cè)力測(cè)力測(cè)變形測(cè)變形力信號(hào)力信號(hào)變形信號(hào)變形信號(hào)比較標(biāo)準(zhǔn)值和比較標(biāo)準(zhǔn)值和實(shí)際值實(shí)際值輔助輔助

29、能量能量標(biāo)準(zhǔn)量標(biāo)準(zhǔn)量 經(jīng)過(guò)功能分解后，各個(gè)分功能或功能元與相應(yīng)的技術(shù)物理效應(yīng)及功能載經(jīng)過(guò)功能分解后，各個(gè)分功能或功能元與相應(yīng)的技術(shù)物理效應(yīng)及功能載體相對(duì)應(yīng)，得到功能分解圖和功能結(jié)構(gòu)圖。體相對(duì)應(yīng)，得到功能分解圖和功能結(jié)構(gòu)圖。 對(duì)于像自走式聯(lián)合收割機(jī)等對(duì)于像自走式聯(lián)合收割機(jī)等結(jié)構(gòu)過(guò)于復(fù)雜的機(jī)械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)過(guò)于復(fù)雜的機(jī)械產(chǎn)品，要用一張圖表示，要用一張圖表示它的功能結(jié)構(gòu)，不僅繪制困難，而且看起來(lái)也顯得雜亂無(wú)章。這時(shí)把它的功能結(jié)構(gòu)，不僅繪制困難，而且看起來(lái)也顯得雜亂無(wú)章。這時(shí)把機(jī)械系機(jī)械系統(tǒng)分解成幾個(gè)子系統(tǒng)統(tǒng)分解成幾個(gè)子系統(tǒng)，如把谷物聯(lián)合收獲機(jī)分解成：收割系統(tǒng)、脫粒系統(tǒng)、，如把谷物聯(lián)合收獲機(jī)分解成：收割系統(tǒng)

30、、脫粒系統(tǒng)、清糧系統(tǒng)、行走系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、輸送系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、支承系統(tǒng)等清糧系統(tǒng)、行走系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、輸送系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、支承系統(tǒng)等8個(gè)子系個(gè)子系統(tǒng)，統(tǒng)，分別畫(huà)出各子系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)圖分別畫(huà)出各子系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)圖，這樣可使復(fù)雜的問(wèn)題簡(jiǎn)化。，這樣可使復(fù)雜的問(wèn)題簡(jiǎn)化。 繪制子系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖時(shí)，可與功能相當(dāng)?shù)臋C(jī)械系統(tǒng)作比較。對(duì)谷物聯(lián)繪制子系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖時(shí)，可與功能相當(dāng)?shù)臋C(jī)械系統(tǒng)作比較。對(duì)谷物聯(lián)合收獲機(jī)的子系統(tǒng)，收割系統(tǒng)與收割機(jī)，脫粒系統(tǒng)與脫粒機(jī)，清糧系統(tǒng)與清合收獲機(jī)的子系統(tǒng)，收割系統(tǒng)與收割機(jī)，脫粒系統(tǒng)與脫粒機(jī)，清糧系統(tǒng)與清選機(jī)、行走系統(tǒng)與拖拉機(jī)汽車作對(duì)比。選機(jī)、行走系統(tǒng)與拖拉機(jī)汽車作對(duì)比。 用形態(tài)學(xué)方

31、法建立形態(tài)學(xué)矩陣，可找出所有的組合方案。在做這項(xiàng)工作用形態(tài)學(xué)方法建立形態(tài)學(xué)矩陣，可找出所有的組合方案。在做這項(xiàng)工作時(shí)，要集思廣義，廣開(kāi)言路，避免犯偏聽(tīng)偏信、先入為主、主觀片面的錯(cuò)誤。時(shí)，要集思廣義，廣開(kāi)言路，避免犯偏聽(tīng)偏信、先入為主、主觀片面的錯(cuò)誤。 2功能載體的組合功能載體的組合實(shí)現(xiàn)一項(xiàng)功能可采用多種功能載體，這就是機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)一項(xiàng)功能可采用多種功能載體，這就是機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)的多解性多解性。 對(duì)機(jī)械系統(tǒng)按功能進(jìn)行分解，對(duì)分解出的每一項(xiàng)功能找到可行的功能載對(duì)機(jī)械系統(tǒng)按功能進(jìn)行分解，對(duì)分解出的每一項(xiàng)功能找到可行的功能載體，將這些功能載體組合起來(lái)，就得到了機(jī)械系統(tǒng)一系列的總體方案。體，將這些功

32、能載體組合起來(lái)，就得到了機(jī)械系統(tǒng)一系列的總體方案。引進(jìn)技術(shù)系統(tǒng)一般分兩步進(jìn)行：引進(jìn)技術(shù)系統(tǒng)一般分兩步進(jìn)行：以行走式挖掘機(jī)為例，說(shuō)明機(jī)械系統(tǒng)技術(shù)方案確定的過(guò)程：以行走式挖掘機(jī)為例，說(shuō)明機(jī)械系統(tǒng)技術(shù)方案確定的過(guò)程： 位置位置1的物料的物料 位置位置2的物料的物料能量能量 驅(qū)動(dòng)能驅(qū)動(dòng)能信息信息顯示信號(hào)顯示信號(hào)噪聲噪聲廢氣廢氣振動(dòng)振動(dòng)溫度溫度濕度濕度道路道路 行走式挖掘機(jī)行走式挖掘機(jī) （黑箱）（黑箱）行走式挖掘機(jī)的黑箱示意圖行走式挖掘機(jī)的黑箱示意圖1）作出行走式挖掘機(jī)的）作出行走式挖掘機(jī)的“黑箱黑箱”示意圖。示意圖。行走式挖掘機(jī)的功能結(jié)構(gòu)圖行走式挖掘機(jī)的功能結(jié)構(gòu)圖2）功能分解：）功能分解：移物移物C（

33、挖掘機(jī)移動(dòng)）（挖掘機(jī)移動(dòng)）放物傳動(dòng)放物傳動(dòng)D（挖掘斗運(yùn)動(dòng)）（挖掘斗運(yùn)動(dòng)）驅(qū)動(dòng)能驅(qū)動(dòng)能顯示信號(hào)顯示信號(hào)信號(hào)信號(hào)能量能量移物傳動(dòng)移物傳動(dòng)B（將動(dòng)力傳動(dòng)（將動(dòng)力傳動(dòng)至行走裝置）至行走裝置）驅(qū)動(dòng)能驅(qū)動(dòng)能顯示信號(hào)顯示信號(hào)信號(hào)信號(hào)能量能量取物傳動(dòng)取物傳動(dòng)D（挖掘斗的運(yùn)動(dòng)）（挖掘斗的運(yùn)動(dòng)）驅(qū)動(dòng)能驅(qū)動(dòng)能顯示信號(hào)顯示信號(hào)信號(hào)信號(hào)能量能量放物放物E（堆放）（堆放）（位置（位置2）物料物料取物取物E（挖?。ㄍ谌。ㄎ恢茫ㄎ恢?）物料物料行走式挖掘機(jī)有行走式挖掘機(jī)有3個(gè)基本功能：挖取物料、移動(dòng)物料和堆放物料。個(gè)基本功能：挖取物料、移動(dòng)物料和堆放物料。 由功能結(jié)構(gòu)圖可知，行走式挖掘機(jī)有由功能結(jié)構(gòu)圖可知，行走式挖掘機(jī)有

34、5項(xiàng)分功能：動(dòng)力源項(xiàng)分功能：動(dòng)力源( (A) )、移位傳動(dòng)、移位傳動(dòng)( (B) )、移物、移物( (C) )、取物傳動(dòng)、取物傳動(dòng)( (D) )、取放物、取放物( (E)()(取物、放物合二為一，用一個(gè)功取物、放物合二為一，用一個(gè)功能載體實(shí)現(xiàn)能載體實(shí)現(xiàn)) )。行走式挖掘機(jī)的功能結(jié)構(gòu)圖行走式挖掘機(jī)的功能結(jié)構(gòu)圖移物移物C（挖掘機(jī)移動(dòng)）（挖掘機(jī)移動(dòng)）放物傳動(dòng)放物傳動(dòng)D（挖掘斗運(yùn)動(dòng)）（挖掘斗運(yùn)動(dòng)）驅(qū)動(dòng)能驅(qū)動(dòng)能顯示信號(hào)顯示信號(hào)信號(hào)信號(hào)能量能量移物傳動(dòng)移物傳動(dòng)B（將動(dòng)力傳動(dòng)（將動(dòng)力傳動(dòng)至行走裝置）至行走裝置）驅(qū)動(dòng)能驅(qū)動(dòng)能顯示信號(hào)顯示信號(hào)信號(hào)信號(hào)能量能量取物傳動(dòng)取物傳動(dòng)D（挖掘斗的運(yùn)動(dòng)）（挖掘斗的運(yùn)動(dòng)）驅(qū)動(dòng)能

35、驅(qū)動(dòng)能顯示信號(hào)顯示信號(hào)信號(hào)信號(hào)能量能量放物放物E（堆放）（堆放）（位置（位置2）物料物料取物取物E（挖取）（挖?。ㄎ恢茫ㄎ恢?）物料物料方案總數(shù)：方案總數(shù)：N=ABCDE=65443=1440鉗式斗鉗式斗抓斗抓斗挖斗挖斗液壓缸液壓缸傳動(dòng)傳動(dòng)氣缸傳動(dòng)氣缸傳動(dòng)繩傳動(dòng)繩傳動(dòng)拉桿拉桿氣墊氣墊履帶履帶輪胎輪胎軌道及車輪軌道及車輪液力耦液力耦合器合器鏈傳動(dòng)鏈傳動(dòng)帶傳動(dòng)帶傳動(dòng)蝸桿傳蝸桿傳動(dòng)動(dòng)齒輪傳動(dòng)齒輪傳動(dòng)氣動(dòng)馬達(dá)氣動(dòng)馬達(dá)液動(dòng)機(jī)液動(dòng)機(jī)透平機(jī)透平機(jī)柴油機(jī)柴油機(jī)汽油機(jī)汽油機(jī)電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)挖掘機(jī)的形態(tài)學(xué)矩陣挖掘機(jī)的形態(tài)學(xué)矩陣E(取放物取放物)D(取放物傳動(dòng)取放物傳動(dòng))C(移位移位)B(移物傳動(dòng)移物傳動(dòng))A(動(dòng)力源

36、動(dòng)力源)654321功能載體功能載體分功能分功能A3 +B4+C3+D2+E1柴油機(jī)柴油機(jī) 鏈傳動(dòng)鏈傳動(dòng) 履帶履帶 繩傳動(dòng)繩傳動(dòng) 挖斗挖斗 3）作出挖掘機(jī)的形態(tài)學(xué)矩陣：）作出挖掘機(jī)的形態(tài)學(xué)矩陣：履帶式挖掘機(jī)履帶式挖掘機(jī)A5+B5 + C2 + D4 + E2 對(duì)那些合理的可行方案，應(yīng)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。可從對(duì)那些合理的可行方案，應(yīng)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)?？蓮奈锢韺W(xué)相容原理物理學(xué)相容原理、技術(shù)技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益經(jīng)濟(jì)效益、功率功率、速度速度、尺寸等功能參數(shù)方面尺寸等功能參數(shù)方面，對(duì)這些方案進(jìn)行，對(duì)這些方案進(jìn)行復(fù)核、檢驗(yàn)、復(fù)核、檢驗(yàn)、評(píng)審評(píng)審，從中找出幾個(gè)較好的方案。，從中找出幾個(gè)較好的方案。 對(duì)于對(duì)于像自走式聯(lián)合收獲機(jī)

37、這類像自走式聯(lián)合收獲機(jī)這類比較復(fù)雜比較復(fù)雜的機(jī)械產(chǎn)品的機(jī)械產(chǎn)品，如果對(duì)整機(jī)采用一，如果對(duì)整機(jī)采用一個(gè)形態(tài)學(xué)矩陣，就過(guò)于龐大了，這時(shí)個(gè)形態(tài)學(xué)矩陣，就過(guò)于龐大了，這時(shí)可可分別分別建立各子系統(tǒng)的形態(tài)學(xué)矩陣，考建立各子系統(tǒng)的形態(tài)學(xué)矩陣，考慮各子系統(tǒng)的方案，然后再慮各子系統(tǒng)的方案，然后再綜合綜合成整個(gè)機(jī)械產(chǎn)品的方案成整個(gè)機(jī)械產(chǎn)品的方案。 通過(guò)形態(tài)學(xué)矩陣得到的某一些方案，可能沒(méi)有實(shí)際意義，甚至有一些功通過(guò)形態(tài)學(xué)矩陣得到的某一些方案，可能沒(méi)有實(shí)際意義，甚至有一些功能載體無(wú)法匹配，所以應(yīng)首先舍去那些不合理或沒(méi)有實(shí)際意義的方案。能載體無(wú)法匹配，所以應(yīng)首先舍去那些不合理或沒(méi)有實(shí)際意義的方案。液壓輪胎式挖掘機(jī)液壓輪

38、胎式挖掘機(jī)液動(dòng)機(jī)液動(dòng)機(jī) 液力耦合器液力耦合器 輪胎輪胎 液壓缸傳動(dòng)液壓缸傳動(dòng) 抓斗抓斗( (二二) )確定系統(tǒng)邊界確定系統(tǒng)邊界系統(tǒng)邊界是技術(shù)系統(tǒng)功能范圍的界限，即內(nèi)部系統(tǒng)與外部系統(tǒng)的分界系統(tǒng)邊界是技術(shù)系統(tǒng)功能范圍的界限，即內(nèi)部系統(tǒng)與外部系統(tǒng)的分界。 外部環(huán)境的溫度、濕度、塵埃、振動(dòng)、噪聲、外部輸入能量的穩(wěn)定性等外部環(huán)境的溫度、濕度、塵埃、振動(dòng)、噪聲、外部輸入能量的穩(wěn)定性等因素，都會(huì)影響或干擾技術(shù)過(guò)程的轉(zhuǎn)化；同樣，技術(shù)過(guò)程的轉(zhuǎn)化也會(huì)影響外因素，都會(huì)影響或干擾技術(shù)過(guò)程的轉(zhuǎn)化；同樣，技術(shù)過(guò)程的轉(zhuǎn)化也會(huì)影響外部環(huán)境。部環(huán)境。是否對(duì)這些影響和干擾進(jìn)行控制，就涉及到系統(tǒng)的邊界是否對(duì)這些影響和干擾進(jìn)行控制，

39、就涉及到系統(tǒng)的邊界。 1 1人參與技術(shù)系統(tǒng)的程度人參與技術(shù)系統(tǒng)的程度 人參與技術(shù)系統(tǒng)的程度涉及到人參與技術(shù)系統(tǒng)的程度涉及到操縱系統(tǒng)操縱系統(tǒng)和和控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)的功能。有許多分功的功能。有許多分功能如機(jī)床加工機(jī)械零件時(shí)，被加工工件的定位、夾緊、移位、調(diào)整和測(cè)量等能如機(jī)床加工機(jī)械零件時(shí)，被加工工件的定位、夾緊、移位、調(diào)整和測(cè)量等分功能可以分功能可以由人完成由人完成也可也可由機(jī)械系統(tǒng)完成由機(jī)械系統(tǒng)完成。人和機(jī)械系統(tǒng)的不同分工，就體。人和機(jī)械系統(tǒng)的不同分工，就體現(xiàn)了機(jī)械系統(tǒng)的機(jī)械化和自動(dòng)化程度，人參與程度不同，機(jī)械系統(tǒng)的復(fù)雜程現(xiàn)了機(jī)械系統(tǒng)的機(jī)械化和自動(dòng)化程度，人參與程度不同，機(jī)械系統(tǒng)的復(fù)雜程度和成本也

40、不相同。度和成本也不相同。2 2外部系統(tǒng)和內(nèi)部系統(tǒng)的相互影響外部系統(tǒng)和內(nèi)部系統(tǒng)的相互影響確定系統(tǒng)的邊界時(shí)應(yīng)考慮下面兩個(gè)因素：確定系統(tǒng)的邊界時(shí)應(yīng)考慮下面兩個(gè)因素：六、確定基本結(jié)構(gòu)布局六、確定基本結(jié)構(gòu)布局 技術(shù)方案確定后，功能載體的組合關(guān)系就明確了，但結(jié)構(gòu)元件在空間的技術(shù)方案確定后，功能載體的組合關(guān)系就明確了，但結(jié)構(gòu)元件在空間的相互位置還可以進(jìn)行不同的處理，即相互位置還可以進(jìn)行不同的處理，即相同的功能載體關(guān)系，可以構(gòu)成不同的相同的功能載體關(guān)系，可以構(gòu)成不同的結(jié)構(gòu)布局結(jié)構(gòu)布局。 發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)A后置后置；駕駛臺(tái)駕駛臺(tái)B在發(fā)動(dòng)機(jī)前側(cè)、左方；在發(fā)動(dòng)機(jī)前側(cè)、左方；糧箱糧箱C前置；前置；脫粒機(jī)頂蓋脫粒機(jī)頂蓋D

41、在糧箱在糧箱C下方。下方。優(yōu)點(diǎn)：對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)尺寸沒(méi)有限制，發(fā)動(dòng)機(jī)優(yōu)點(diǎn)：對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)尺寸沒(méi)有限制，發(fā)動(dòng)機(jī)工作條件好，保養(yǎng)空間大，適合布置尺工作條件好，保養(yǎng)空間大，適合布置尺寸大的發(fā)動(dòng)機(jī)。寸大的發(fā)動(dòng)機(jī)。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：缺點(diǎn)：檢查保養(yǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)，需從尾部爬上缺點(diǎn)：檢查保養(yǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)，需從尾部爬上頂蓋；糧箱尺寸受限制。頂蓋；糧箱尺寸受限制。發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)A前置前置；駕駛臺(tái)駕駛臺(tái)B在糧箱在糧箱C的前方、發(fā)動(dòng)機(jī)左側(cè)；的前方、發(fā)動(dòng)機(jī)左側(cè)；脫脫粒粒機(jī)頂蓋機(jī)頂蓋D在糧箱在糧箱C下方。下方。優(yōu)點(diǎn)：發(fā)動(dòng)機(jī)靠近駕駛臺(tái)，保養(yǎng)維護(hù)發(fā)動(dòng)優(yōu)點(diǎn)：發(fā)動(dòng)機(jī)靠近駕駛臺(tái)，保養(yǎng)維護(hù)發(fā)動(dòng)機(jī)方便。機(jī)方便。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：缺點(diǎn)：發(fā)動(dòng)機(jī)尺寸受限制，駕駛員

42、受發(fā)動(dòng)缺點(diǎn)：發(fā)動(dòng)機(jī)尺寸受限制，駕駛員受發(fā)動(dòng)機(jī)影響，有振動(dòng)、噪聲和高溫。機(jī)影響，有振動(dòng)、噪聲和高溫。發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)A后置；后置；糧箱糧箱C位于發(fā)動(dòng)機(jī)位于發(fā)動(dòng)機(jī)A與駕駛臺(tái)與駕駛臺(tái)B之間之間；脫脫粒粒機(jī)頂蓋機(jī)頂蓋D在糧箱在糧箱C下方。下方。優(yōu)點(diǎn)：發(fā)動(dòng)機(jī)尺寸不受限制，發(fā)動(dòng)機(jī)工作優(yōu)點(diǎn)：發(fā)動(dòng)機(jī)尺寸不受限制，發(fā)動(dòng)機(jī)工作條件好，保養(yǎng)空間大；由于糧箱條件好，保養(yǎng)空間大；由于糧箱C的隔離的隔離作用，發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)、噪聲和高溫對(duì)駕駛作用，發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)、噪聲和高溫對(duì)駕駛員影響較小。員影響較小。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：缺點(diǎn)：保養(yǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)要從側(cè)面或后面爬上，缺點(diǎn)：保養(yǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)要從側(cè)面或后面爬上，較困難。較困難。駕駛臺(tái)駕駛臺(tái)B前置；前

43、置； 2）短頭式短頭式：發(fā)動(dòng)機(jī)一小部分伸入駕駛室之下。優(yōu)點(diǎn)：可以改善駕駛員的：發(fā)動(dòng)機(jī)一小部分伸入駕駛室之下。優(yōu)點(diǎn)：可以改善駕駛員的視野，減小軸距和車的長(zhǎng)度，改善機(jī)動(dòng)性，減輕自重。缺點(diǎn)：發(fā)動(dòng)機(jī)保養(yǎng)不視野，減小軸距和車的長(zhǎng)度，改善機(jī)動(dòng)性，減輕自重。缺點(diǎn)：發(fā)動(dòng)機(jī)保養(yǎng)不方便，發(fā)動(dòng)機(jī)工作產(chǎn)生的噪聲、振動(dòng)和高溫對(duì)駕駛員有影響。方便，發(fā)動(dòng)機(jī)工作產(chǎn)生的噪聲、振動(dòng)和高溫對(duì)駕駛員有影響。載重汽車的載重汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)與駕駛室發(fā)動(dòng)機(jī)與駕駛室相對(duì)位置有相對(duì)位置有3種三種方案（型式）：種三種方案（型式）： 1）長(zhǎng)頭式長(zhǎng)頭式：駕駛室在發(fā)動(dòng)機(jī)之后。優(yōu)點(diǎn)：保養(yǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)方便；缺點(diǎn)：駕駛：駕駛室在發(fā)動(dòng)機(jī)之后。優(yōu)點(diǎn)：保養(yǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)方便；缺點(diǎn)

44、：駕駛員的視線受影響，車輛的軸距和長(zhǎng)度較大，機(jī)動(dòng)性不好，自重較大。員的視線受影響，車輛的軸距和長(zhǎng)度較大，機(jī)動(dòng)性不好，自重較大。 3）平頭式平頭式：發(fā)動(dòng)機(jī)在駕駛室之下。優(yōu)點(diǎn)：駕駛員視野開(kāi)闊，車輛的軸距：發(fā)動(dòng)機(jī)在駕駛室之下。優(yōu)點(diǎn)：駕駛員視野開(kāi)闊，車輛的軸距和長(zhǎng)度小，機(jī)動(dòng)性好，自重輕。缺點(diǎn)：保養(yǎng)發(fā)動(dòng)不方便，駕駛員受發(fā)動(dòng)機(jī)工和長(zhǎng)度小，機(jī)動(dòng)性好，自重輕。缺點(diǎn)：保養(yǎng)發(fā)動(dòng)不方便，駕駛員受發(fā)動(dòng)機(jī)工作產(chǎn)生的噪聲、振動(dòng)、高溫的影響。作產(chǎn)生的噪聲、振動(dòng)、高溫的影響。 1）發(fā)動(dòng)機(jī)前置發(fā)動(dòng)機(jī)前置：發(fā)動(dòng)機(jī)在車箱之前。優(yōu)點(diǎn)：操縱簡(jiǎn)單，發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻條件：發(fā)動(dòng)機(jī)在車箱之前。優(yōu)點(diǎn)：操縱簡(jiǎn)單，發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻條件好，保養(yǎng)維修方便。缺點(diǎn)：車

45、箱里噪聲大，有油煙味和熱氣，車輛的面積利好，保養(yǎng)維修方便。缺點(diǎn)：車箱里噪聲大，有油煙味和熱氣，車輛的面積利用較差。用較差。大型客車大型客車發(fā)動(dòng)機(jī)與車箱發(fā)動(dòng)機(jī)與車箱的相對(duì)位置有的相對(duì)位置有3種方案：種方案： 2）發(fā)動(dòng)機(jī)中置發(fā)動(dòng)機(jī)中置：發(fā)動(dòng)機(jī)在車箱中下方。優(yōu)點(diǎn)：車內(nèi)噪聲小，條件好，乘：發(fā)動(dòng)機(jī)在車箱中下方。優(yōu)點(diǎn)：車內(nèi)噪聲小，條件好，乘坐舒適，駕駛員視野開(kāi)闊。缺點(diǎn)：發(fā)動(dòng)機(jī)保養(yǎng)維修困難。坐舒適，駕駛員視野開(kāi)闊。缺點(diǎn)：發(fā)動(dòng)機(jī)保養(yǎng)維修困難。 3）發(fā)動(dòng)機(jī)后置發(fā)動(dòng)機(jī)后置：發(fā)動(dòng)機(jī)在車箱之后，橫置或者縱置。優(yōu)點(diǎn)：車內(nèi)噪聲小，：發(fā)動(dòng)機(jī)在車箱之后，橫置或者縱置。優(yōu)點(diǎn)：車內(nèi)噪聲小，條件好，乘坐舒適，駕駛員視野開(kāi)闊。缺點(diǎn)：

46、操縱困難。條件好，乘坐舒適，駕駛員視野開(kāi)闊。缺點(diǎn)：操縱困難。七、方案評(píng)價(jià)七、方案評(píng)價(jià)( (一一) )方案評(píng)價(jià)的方案評(píng)價(jià)的目的目的和和內(nèi)容內(nèi)容( (二二) )方案評(píng)價(jià)的方案評(píng)價(jià)的指標(biāo)體系指標(biāo)體系、評(píng)價(jià)原則評(píng)價(jià)原則和和權(quán)重分配權(quán)重分配( (三三) )方案方案評(píng)價(jià)方法評(píng)價(jià)方法（自學(xué)）（自學(xué)） 在進(jìn)行總體設(shè)計(jì)時(shí)，不僅要考慮內(nèi)部系統(tǒng)，而且要考慮內(nèi)部系統(tǒng)與外部在進(jìn)行總體設(shè)計(jì)時(shí)，不僅要考慮內(nèi)部系統(tǒng)，而且要考慮內(nèi)部系統(tǒng)與外部系統(tǒng)的聯(lián)系，使內(nèi)部系統(tǒng)與外部系統(tǒng)相協(xié)調(diào)和適應(yīng)，以求設(shè)計(jì)得更加完善。系統(tǒng)的聯(lián)系，使內(nèi)部系統(tǒng)與外部系統(tǒng)相協(xié)調(diào)和適應(yīng)，以求設(shè)計(jì)得更加完善。2-2 2-2 機(jī)械系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)機(jī)械系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì) 總

47、體設(shè)計(jì)總體設(shè)計(jì)是機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)第是機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)第3階段階段內(nèi)部設(shè)計(jì)階段的內(nèi)部設(shè)計(jì)階段的主要部分主要部分，是以后，是以后進(jìn)行系統(tǒng)技術(shù)設(shè)計(jì)的進(jìn)行系統(tǒng)技術(shù)設(shè)計(jì)的依據(jù)依據(jù)?？傮w設(shè)計(jì)總體設(shè)計(jì)必須在方案設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上進(jìn)行。必須在方案設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上進(jìn)行?？傮w設(shè)計(jì)的內(nèi)容總體設(shè)計(jì)的內(nèi)容 1總體布置設(shè)計(jì)；總體布置設(shè)計(jì)；2確定主要的總體參數(shù)；確定主要的總體參數(shù)； 3繪制總體設(shè)計(jì)圖樣；繪制總體設(shè)計(jì)圖樣； 4編制總體設(shè)計(jì)報(bào)告及技術(shù)說(shuō)明書(shū)等文件。編制總體設(shè)計(jì)報(bào)告及技術(shù)說(shuō)明書(shū)等文件。( (一一) )總體布置設(shè)計(jì)的基本要求總體布置設(shè)計(jì)的基本要求 一、總體布置設(shè)計(jì)一、總體布置設(shè)計(jì)總體布置設(shè)計(jì)的目的：總體布置設(shè)計(jì)的目的：確定各零、部件的相

48、互位置和運(yùn)動(dòng)關(guān)系確定各零、部件的相互位置和運(yùn)動(dòng)關(guān)系?？傮w布置設(shè)計(jì)的原則：總體布置設(shè)計(jì)的原則：簡(jiǎn)單簡(jiǎn)單、合理合理、經(jīng)濟(jì)經(jīng)濟(jì)。 總體布置設(shè)計(jì)的順序：先布置執(zhí)行系統(tǒng)，再布置傳動(dòng)、操縱及支承系統(tǒng)總體布置設(shè)計(jì)的順序：先布置執(zhí)行系統(tǒng)，再布置傳動(dòng)、操縱及支承系統(tǒng)等，最后布置動(dòng)力和控制系統(tǒng)。要等，最后布置動(dòng)力和控制系統(tǒng)。要從粗到細(xì)從粗到細(xì)，由簡(jiǎn)而繁由簡(jiǎn)而繁，經(jīng)多次反復(fù)修改，經(jīng)多次反復(fù)修改，才能最后確定。才能最后確定。 機(jī)械系統(tǒng)各零部件布置的合理與否，對(duì)機(jī)械系統(tǒng)的工藝過(guò)程有很大影響，機(jī)械系統(tǒng)各零部件布置的合理與否，對(duì)機(jī)械系統(tǒng)的工藝過(guò)程有很大影響，對(duì)工作條件較惡劣，工作狀況較復(fù)雜的機(jī)械系統(tǒng)影響更大。對(duì)工作條件較惡

49、劣，工作狀況較復(fù)雜的機(jī)械系統(tǒng)影響更大。1保證工藝過(guò)程的連續(xù)和流暢保證工藝過(guò)程的連續(xù)和流暢 保證機(jī)械系統(tǒng)內(nèi)部的能量流、物料流和信息流的保證機(jī)械系統(tǒng)內(nèi)部的能量流、物料流和信息流的流動(dòng)途徑合理流動(dòng)途徑合理，各零部，各零部件運(yùn)動(dòng)時(shí)件運(yùn)動(dòng)時(shí)不產(chǎn)生干涉不產(chǎn)生干涉，是對(duì)機(jī)械系統(tǒng)總體布置的首要要求。，是對(duì)機(jī)械系統(tǒng)總體布置的首要要求。 有些機(jī)械系統(tǒng)完成不同作業(yè)，有多種工作狀況，質(zhì)心位置會(huì)發(fā)生變化，有些機(jī)械系統(tǒng)完成不同作業(yè)，有多種工作狀況，質(zhì)心位置會(huì)發(fā)生變化，此時(shí)應(yīng)考慮最危險(xiǎn)狀況，必要時(shí)要留出加配重的位置。此時(shí)應(yīng)考慮最危險(xiǎn)狀況，必要時(shí)要留出加配重的位置。 以谷物聯(lián)合收獲機(jī)為例，從谷物被割倒到進(jìn)入脫粒滾筒，直至谷粒

50、進(jìn)入以谷物聯(lián)合收獲機(jī)為例，從谷物被割倒到進(jìn)入脫粒滾筒，直至谷粒進(jìn)入糧箱，桔桿、穎殼及其它雜物排出，都應(yīng)運(yùn)行連續(xù)流暢，不能糧箱，桔桿、穎殼及其它雜物排出，都應(yīng)運(yùn)行連續(xù)流暢，不能堵塞堵塞和和斷擋斷擋。 載重汽車，若貨箱與駕駛室后壁間的距離太小，當(dāng)汽車緊急制動(dòng)時(shí)，會(huì)載重汽車，若貨箱與駕駛室后壁間的距離太小，當(dāng)汽車緊急制動(dòng)時(shí)，會(huì)引起兩者相互撞擊或摩擦。引起兩者相互撞擊或摩擦。2降低質(zhì)心高度，減小偏置降低質(zhì)心高度，減小偏置 為保證機(jī)械系統(tǒng)能平衡、穩(wěn)定地工作，就應(yīng)當(dāng)盡量使機(jī)械系統(tǒng)的為保證機(jī)械系統(tǒng)能平衡、穩(wěn)定地工作，就應(yīng)當(dāng)盡量使機(jī)械系統(tǒng)的質(zhì)心高質(zhì)心高度較低，盡量相對(duì)于支承對(duì)稱布置度較低，盡量相對(duì)于支承對(duì)稱布

51、置，這對(duì)于，這對(duì)于行走式機(jī)械和工程機(jī)械行走式機(jī)械和工程機(jī)械尤為重要。尤為重要。 因此，進(jìn)行總體布置設(shè)計(jì)時(shí)，因此，進(jìn)行總體布置設(shè)計(jì)時(shí)，零部件運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的慣性力零部件運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的慣性力，彈性變形以及彈性變形以及過(guò)載變形等影響過(guò)載變形等影響，應(yīng)充分考慮。，應(yīng)充分考慮。 清糧機(jī)構(gòu)中的篩子距發(fā)動(dòng)機(jī)較近，發(fā)動(dòng)機(jī)工作過(guò)程產(chǎn)生的振動(dòng)會(huì)影響篩清糧機(jī)構(gòu)中的篩子距發(fā)動(dòng)機(jī)較近，發(fā)動(dòng)機(jī)工作過(guò)程產(chǎn)生的振動(dòng)會(huì)影響篩子正常工作，從而影響清糧效果。子正常工作，從而影響清糧效果。3保證精度、剛度及抗振性的要求保證精度、剛度及抗振性的要求 以機(jī)床為例，以機(jī)床為例，機(jī)床的總體布置對(duì)機(jī)床的精度有較大的影響機(jī)床的總體布置對(duì)機(jī)床的精度有較大的

52、影響。為能加工出。為能加工出一定精度的零件，機(jī)床車身要具有更高的幾何精度、傳動(dòng)精度和動(dòng)態(tài)精度。一定精度的零件，機(jī)床車身要具有更高的幾何精度、傳動(dòng)精度和動(dòng)態(tài)精度。 對(duì)機(jī)械系統(tǒng)對(duì)機(jī)械系統(tǒng)傳動(dòng)系統(tǒng)傳動(dòng)系統(tǒng)，為提高傳動(dòng)精度，在總體布置時(shí)，應(yīng)，為提高傳動(dòng)精度，在總體布置時(shí)，應(yīng)合理安排傳合理安排傳動(dòng)順序動(dòng)順序，應(yīng)，應(yīng)簡(jiǎn)化或縮短傳動(dòng)鏈簡(jiǎn)化或縮短傳動(dòng)鏈。 機(jī)械產(chǎn)品的剛度不足或抗振性不好，也會(huì)使機(jī)械產(chǎn)品不能正常工作，使機(jī)械產(chǎn)品的剛度不足或抗振性不好，也會(huì)使機(jī)械產(chǎn)品不能正常工作，使機(jī)械產(chǎn)品的動(dòng)態(tài)精度降低。機(jī)械產(chǎn)品的動(dòng)態(tài)精度降低。 機(jī)床的床身，如果其剛度不足或抗振性不好，機(jī)床的加工精度會(huì)降低。機(jī)床的床身，如果其剛度

53、不足或抗振性不好，機(jī)床的加工精度會(huì)降低。床身用床身用整體式鑄造結(jié)構(gòu)整體式鑄造結(jié)構(gòu)或或框架式焊接結(jié)構(gòu)框架式焊接結(jié)構(gòu)，來(lái)提高其剛度和抗振性。，來(lái)提高其剛度和抗振性。 對(duì)機(jī)械系統(tǒng)的對(duì)機(jī)械系統(tǒng)的執(zhí)行系統(tǒng)執(zhí)行系統(tǒng)，應(yīng)盡量使，應(yīng)盡量使振動(dòng)源遠(yuǎn)離執(zhí)行系統(tǒng)振動(dòng)源遠(yuǎn)離執(zhí)行系統(tǒng)，采用，采用分離驅(qū)動(dòng)分離驅(qū)動(dòng)的方法，把電動(dòng)機(jī)和變速箱、主軸箱分置，用有緩沖減振的傳動(dòng)裝置將它們的方法，把電動(dòng)機(jī)和變速箱、主軸箱分置，用有緩沖減振的傳動(dòng)裝置將它們聯(lián)接起來(lái)，就可使振源與執(zhí)行系統(tǒng)隔開(kāi)。聯(lián)接起來(lái)，就可使振源與執(zhí)行系統(tǒng)隔開(kāi)。 在總體布置設(shè)計(jì)時(shí)，不僅要解決眼前存在的問(wèn)題，還應(yīng)有發(fā)展的眼光，在總體布置設(shè)計(jì)時(shí)，不僅要解決眼前存在的問(wèn)題，還

54、應(yīng)有發(fā)展的眼光，要要考慮變型設(shè)計(jì)或系列設(shè)計(jì)的可能性考慮變型設(shè)計(jì)或系列設(shè)計(jì)的可能性，要注意產(chǎn)品更新?lián)Q代的適應(yīng)性問(wèn)題要注意產(chǎn)品更新?lián)Q代的適應(yīng)性問(wèn)題。如設(shè)計(jì)一臺(tái)木工鋸床，要考慮，以后可發(fā)展成能鋸、鉆、刨、銑的組合機(jī)床，如設(shè)計(jì)一臺(tái)木工鋸床，要考慮，以后可發(fā)展成能鋸、鉆、刨、銑的組合機(jī)床，在總體布置設(shè)計(jì)及傳動(dòng)系統(tǒng)、機(jī)架設(shè)計(jì)上采取一些措施，是很有意義的。在總體布置設(shè)計(jì)及傳動(dòng)系統(tǒng)、機(jī)架設(shè)計(jì)上采取一些措施，是很有意義的。 4充分考慮產(chǎn)品系列化的發(fā)展的要求充分考慮產(chǎn)品系列化的發(fā)展的要求5結(jié)構(gòu)緊湊、層次分明結(jié)構(gòu)緊湊、層次分明 機(jī)械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)緊湊，可機(jī)械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)緊湊，可節(jié)省空間節(jié)省空間，減少零部件減少零部件，提高產(chǎn)品

55、的可靠性和經(jīng)提高產(chǎn)品的可靠性和經(jīng)濟(jì)性濟(jì)性，并，并為總體造型設(shè)計(jì)創(chuàng)造條件為總體造型設(shè)計(jì)創(chuàng)造條件。 機(jī)械產(chǎn)品布局設(shè)計(jì)層次分明，這樣機(jī)械產(chǎn)品布局設(shè)計(jì)層次分明，這樣便于安裝便于安裝、調(diào)試調(diào)試、維修維修、保養(yǎng)保養(yǎng)。 以車床為例，電動(dòng)機(jī)、床頭箱、溜以車床為例，電動(dòng)機(jī)、床頭箱、溜板箱、尾座分別設(shè)計(jì)成獨(dú)立部件，將它板箱、尾座分別設(shè)計(jì)成獨(dú)立部件，將它們安裝在床身上，就做到們安裝在床身上，就做到層次分明層次分明，安，安裝、調(diào)試、維修、保養(yǎng)方便。裝、調(diào)試、維修、保養(yǎng)方便。 電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)執(zhí)行構(gòu)件執(zhí)行構(gòu)件工件、刀具工件、刀具 以四工位專用機(jī)床為例，把電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)部件、操縱控制部件安裝在支以四工位專用機(jī)床為例

56、，把電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)部件、操縱控制部件安裝在支承大件之內(nèi)，就可作到承大件之內(nèi)，就可作到結(jié)構(gòu)緊湊結(jié)構(gòu)緊湊，節(jié)省空間，外觀也較好看。，節(jié)省空間，外觀也較好看。 機(jī)械產(chǎn)品還有許多要調(diào)整的部位機(jī)械產(chǎn)品還有許多要調(diào)整的部位，在總體布置設(shè)計(jì)時(shí)，在總體布置設(shè)計(jì)時(shí)，要考慮調(diào)整的方要考慮調(diào)整的方便便。如谷物聯(lián)合收獲機(jī)的脫粒滾筒與凹板間的間隙要隨作物情況及外界環(huán)境。如谷物聯(lián)合收獲機(jī)的脫粒滾筒與凹板間的間隙要隨作物情況及外界環(huán)境的情況變化能夠進(jìn)行調(diào)整，同時(shí)還要注意使的情況變化能夠進(jìn)行調(diào)整，同時(shí)還要注意使調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單實(shí)用調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單實(shí)用，把調(diào)節(jié)部位，把調(diào)節(jié)部位布置在便于操作的地方。布置在便于操作的地方。 6使機(jī)械系統(tǒng)操縱

57、、維修和調(diào)整方便使機(jī)械系統(tǒng)操縱、維修和調(diào)整方便 機(jī)械系統(tǒng)的操縱件和控制裝置的布置應(yīng)使操縱者感到方便舒適，減少操機(jī)械系統(tǒng)的操縱件和控制裝置的布置應(yīng)使操縱者感到方便舒適，減少操縱時(shí)的腦力和體力消耗?？v時(shí)的腦力和體力消耗。 在總體布置設(shè)計(jì)時(shí)，還應(yīng)考慮維修方便的要求。在總體布置設(shè)計(jì)時(shí)，還應(yīng)考慮維修方便的要求。經(jīng)常要維修的部位要布經(jīng)常要維修的部位要布置機(jī)器的外部便于維修處置機(jī)器的外部便于維修處。P25圖圖2-6所示的谷物聯(lián)合收獲機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)、駕駛所示的谷物聯(lián)合收獲機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)、駕駛室、糧箱布置，發(fā)動(dòng)機(jī)要經(jīng)常維修和保養(yǎng)，一定要考慮保養(yǎng)空間，滿足保養(yǎng)室、糧箱布置，發(fā)動(dòng)機(jī)要經(jīng)常維修和保養(yǎng)，一定要考慮保養(yǎng)空間，滿足

58、保養(yǎng)的工作條件。的工作條件。7外形美觀外形美觀 機(jī)械產(chǎn)品的外觀是對(duì)用戶的第一印象，是用戶購(gòu)買(mǎi)時(shí)要考慮的主要因素機(jī)械產(chǎn)品的外觀是對(duì)用戶的第一印象，是用戶購(gòu)買(mǎi)時(shí)要考慮的主要因素之一。之一。機(jī)械產(chǎn)品的外形、色彩和表現(xiàn)特征應(yīng)符合美學(xué)原則機(jī)械產(chǎn)品的外形、色彩和表現(xiàn)特征應(yīng)符合美學(xué)原則，并要，并要適應(yīng)產(chǎn)品的適應(yīng)產(chǎn)品的特點(diǎn)和銷售地區(qū)的時(shí)尚特點(diǎn)和銷售地區(qū)的時(shí)尚。 在總體布置上應(yīng)使各零部件的在總體布置上應(yīng)使各零部件的組合勻稱協(xié)調(diào)組合勻稱協(xié)調(diào)，符合一定的比例關(guān)系符合一定的比例關(guān)系，前前后左右的輕重關(guān)系要對(duì)稱和諧后左右的輕重關(guān)系要對(duì)稱和諧，有穩(wěn)定感和安全感有穩(wěn)定感和安全感，否則用戶就不敢購(gòu)買(mǎi)。，否則用戶就不敢購(gòu)買(mǎi)。

59、機(jī)械產(chǎn)品的色彩要適應(yīng)產(chǎn)品的特點(diǎn)機(jī)械產(chǎn)品的色彩要適應(yīng)產(chǎn)品的特點(diǎn)，比如家用電冰箱應(yīng)采用冷顏色，給，比如家用電冰箱應(yīng)采用冷顏色，給人的感覺(jué)是冷和干凈，而在農(nóng)田作業(yè)的拖拉機(jī)，色彩要醒目。人的感覺(jué)是冷和干凈，而在農(nóng)田作業(yè)的拖拉機(jī)，色彩要醒目。 機(jī)械產(chǎn)品的外形輪廓機(jī)械產(chǎn)品的外形輪廓最好由直線或光滑的曲線構(gòu)成，要有靈感和整體感。最好由直線或光滑的曲線構(gòu)成，要有靈感和整體感。轎車的外形輪廓在這方面的要求特別高。轎車的外形輪廓在這方面的要求特別高。(二二)繪制總體布置圖繪制總體布置圖 總體設(shè)計(jì)階段，對(duì)各候選方案要畫(huà)出總體布置圖?？傮w設(shè)計(jì)階段，對(duì)各候選方案要畫(huà)出總體布置圖。 總體布置圖要按照總體布置圖要按照“執(zhí)行

60、系統(tǒng)執(zhí)行系統(tǒng)傳動(dòng)系統(tǒng)、操縱系統(tǒng)及支承系統(tǒng)傳動(dòng)系統(tǒng)、操縱系統(tǒng)及支承系統(tǒng)動(dòng)力動(dòng)力系統(tǒng)和控制系統(tǒng)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)”的思路來(lái)進(jìn)行。同時(shí)，機(jī)械系統(tǒng)的總體布置圖很難一次完的思路來(lái)進(jìn)行。同時(shí)，機(jī)械系統(tǒng)的總體布置圖很難一次完成，要成，要由簡(jiǎn)到繁由簡(jiǎn)到繁、由子系統(tǒng)到整機(jī)由子系統(tǒng)到整機(jī)、由草圖到正式圖由草圖到正式圖逐漸完成。逐漸完成。 利用總體布置圖不僅可以利用總體布置圖不僅可以確定確定整機(jī)的布置型式和主要尺寸整機(jī)的布置型式和主要尺寸，也可以基本，也可以基本確定確定各部件的基本型式和特性參數(shù)各部件的基本型式和特性參數(shù)，主要零部件的尺寸主要零部件的尺寸、質(zhì)量及其加工要求質(zhì)量及其加工要求等數(shù)據(jù)，還可以根據(jù)該圖進(jìn)行等數(shù)據(jù)