機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)第1章ppt課件

1、.機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)，哈爾濱工業(yè)大學(xué)講師：丹鐵軍教授，課程介紹：一，培訓(xùn)目標(biāo)：1。理解機(jī)器系統(tǒng)的認(rèn)識機(jī)器系統(tǒng)的分析能力；機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì)能力。第二，課程特征：綜合的前期課程知識，從系統(tǒng)角度介紹機(jī)械系統(tǒng)的功能原理和整體設(shè)計(jì)方法，介紹各子功能部分的構(gòu)成、基本要求、工作原理、設(shè)計(jì)方法、理論計(jì)算等，結(jié)合課程設(shè)計(jì)等實(shí)踐課程，使學(xué)生掌握機(jī)械產(chǎn)品分析、設(shè)計(jì)和計(jì)算基本技術(shù)。3，時(shí)間：總計(jì)：36小時(shí)(理論：32小時(shí)，實(shí)驗(yàn)：4小時(shí))4學(xué)分：2學(xué)分5學(xué)分，成績評價(jià)：1。成績構(gòu)成：平時(shí)成績?yōu)?0%，期末成績?yōu)?0%；第三，時(shí)間：總計(jì)：40小時(shí)(理論：34小時(shí)，實(shí)驗(yàn)：6小時(shí))4學(xué)分：2學(xué)分5學(xué)分，成績評價(jià)：1。成績構(gòu)成：平時(shí)成

2、績?yōu)?0%，期末成績?yōu)?0% 2。平時(shí)成績6。教學(xué)內(nèi)容：第一章介紹第二章整體設(shè)計(jì)第三章傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì)第四章執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)第五章支撐系統(tǒng)設(shè)計(jì)第六章控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。第一章介紹，1.1機(jī)械系統(tǒng)的基本概念1.2機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)任務(wù)1.3機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)開發(fā)練習(xí)和事故測試問題，1.1機(jī)械系統(tǒng)的基本概念1.1.1由兩個或多個元素組成的特定結(jié)構(gòu)和特定功能的整體稱為系統(tǒng)。系統(tǒng)的含義：系統(tǒng)由許多相互連接的元素組成。系統(tǒng)要完成特定的功能，必須與環(huán)境相關(guān)。元素是構(gòu)成系統(tǒng)的每個組件，決定系統(tǒng)的性質(zhì)。有哪些因素，有哪些系統(tǒng)。第一章引言，2 .機(jī)械系統(tǒng)由多種機(jī)械元素組成，徐璐有機(jī)連接，可以執(zhí)行特定功能的系統(tǒng)。機(jī)器系統(tǒng)是廣義的概念，其意

3、義可以根據(jù)其他研究對象而具體化。一般來說，機(jī)器器官等都可以稱為機(jī)器系統(tǒng)。例如：機(jī)構(gòu)是機(jī)械系統(tǒng)，元件是元件。機(jī)器是機(jī)器系統(tǒng)，組件是機(jī)器或裝置。生產(chǎn)線是機(jī)器系統(tǒng)，組件是機(jī)器。廣義機(jī)械系統(tǒng)圖1-1，第一章線程論，圖1-1內(nèi)部系統(tǒng)和外部系統(tǒng)，第一章線程論，1.1.2機(jī)器系統(tǒng)的特征，1 .目的完成特定功能。2.整體性各要素構(gòu)成的整體必須服從整體功能的要求，需要徐璐和諧和適應(yīng)。3.相關(guān)因素之間形成了有機(jī)聯(lián)系和相互作用。機(jī)械系統(tǒng)的層次圖1-2 4。環(huán)境適應(yīng)性系統(tǒng)對外部環(huán)境的變化具有良好的適應(yīng)性。第一章引言，圖1-2機(jī)械系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)，第一章引言，1.1.3機(jī)械系統(tǒng)的配置，圖1-3 1。動力系統(tǒng)為機(jī)械系統(tǒng)提供

4、運(yùn)動和動力。執(zhí)行系統(tǒng)直接完成工作任務(wù)部分。3.傳動系統(tǒng)是動力系統(tǒng)和執(zhí)行系統(tǒng)的中間環(huán)節(jié)。4.支撐系統(tǒng)支撐和連接機(jī)器系統(tǒng)的各個部分。5.控制系統(tǒng)確保動力系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)和執(zhí)行系統(tǒng)的各個部分徐璐協(xié)調(diào)，包括控制和操作。根據(jù)機(jī)械系統(tǒng)的要求，還可以有潤滑、冷卻、密封等系統(tǒng)。第一章引言，圖1-3機(jī)械系統(tǒng)的主要組件，第一章引言，1.2機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)任務(wù)，新產(chǎn)品開發(fā)和現(xiàn)有產(chǎn)品改造，其目的是向市場提供高質(zhì)量、高性能、高效率、低功耗、低成本的機(jī)械產(chǎn)品，以確保最大的經(jīng)濟(jì)，據(jù)統(tǒng)計(jì)，產(chǎn)品的設(shè)計(jì)成本約占產(chǎn)品總成本的5%7%，但決定產(chǎn)品制造成本的6070%。設(shè)計(jì)不當(dāng)引起的產(chǎn)品質(zhì)量事故約占總事故率的50%。這表明了機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重

5、要性。，第一章引言，1.2.1機(jī)械系統(tǒng)的基本要求，1 .功能要求產(chǎn)品存在的必要性是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品功能。性能要求必須保證功能實(shí)現(xiàn)顯示的技術(shù)特征。3.穩(wěn)定性要求在規(guī)定的工作條件和預(yù)期的使用時(shí)間內(nèi)完成系統(tǒng)功能的概率。4.工作效率是單位時(shí)間內(nèi)必須完成的工作量。適應(yīng)性要求對工作狀態(tài)和環(huán)境的適應(yīng)性。6.經(jīng)濟(jì)要求單位時(shí)間內(nèi)生產(chǎn)價(jià)值和使用成本之間的差異。包含：生產(chǎn)成本與使用成本。7.產(chǎn)品在生命周期中必須保持功能和性能的時(shí)間。還可能包括制造工藝、人機(jī)工程學(xué)、建模和顏色、法律和法規(guī)等要求。第一章引言，1.2.2機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì)類型，1 .開發(fā)性設(shè)計(jì)在工作原理、結(jié)構(gòu)等完全未知的情況下，根據(jù)用途和功能應(yīng)用技術(shù)知識設(shè)計(jì)產(chǎn)品?！?/p>

6、完全創(chuàng)新”的設(shè)計(jì)。2.自適應(yīng)設(shè)計(jì)是在保持現(xiàn)有工作原理的情況下，使現(xiàn)有產(chǎn)品適應(yīng)新性能或功能需求的結(jié)構(gòu)調(diào)整設(shè)計(jì)。3.變形設(shè)計(jì)是指在機(jī)械系統(tǒng)的工作原理和結(jié)構(gòu)形式都不變的情況下，設(shè)計(jì)局部結(jié)構(gòu)或尺寸以適應(yīng)產(chǎn)品特定價(jià)值方面的變化要求的設(shè)計(jì)。第一章引言，1.2.3機(jī)械系統(tǒng)的一般設(shè)計(jì)過程、產(chǎn)品生成和生命周期圖1-4 1。整個設(shè)計(jì)包括設(shè)計(jì)要求創(chuàng)建、原則方案設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)整體設(shè)計(jì)。2.技術(shù)設(shè)計(jì)包括：組合設(shè)計(jì)(繪制組合圖)和計(jì)算檢查。工作設(shè)計(jì)機(jī)械產(chǎn)品的所有零件設(shè)計(jì)工作。4.文件設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)產(chǎn)品的各種技術(shù)文件的制作和整理過程。產(chǎn)品圖面審閱(結(jié)構(gòu)審閱、程序?qū)忛?、?biāo)準(zhǔn)化審閱等)也是機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)的必要元素。第一章引言，圖1-4產(chǎn)品

7、生成和生命周期過程，第一章引言，1.3機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)的發(fā)展1.3.1機(jī)械設(shè)計(jì)的發(fā)展簡史，1 .機(jī)械設(shè)計(jì)的起源和直觀設(shè)計(jì)階段一直延續(xù)到17世紀(jì)。設(shè)計(jì)大部分是直接從自然現(xiàn)象中得到啟示或直觀的感覺，與科學(xué)幾乎沒有聯(lián)系。機(jī)械設(shè)計(jì)制造的目的主要是降低勞動強(qiáng)度。2.經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)階段機(jī)械設(shè)計(jì)主要依靠前人積累的有限技術(shù)知識，以直觀的想象力和工作經(jīng)驗(yàn)完成。物理、數(shù)學(xué)、力學(xué)、片面的機(jī)械學(xué)知識已經(jīng)逐漸用于機(jī)械設(shè)計(jì)。機(jī)械設(shè)計(jì)制造的目的集中在節(jié)約勞動和提高勞動效率上。第一章引言，3 .理論設(shè)計(jì)階段19世紀(jì)以來，加強(qiáng)了機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)理論的研究，逐步形成了完整的機(jī)械設(shè)計(jì)理論體系和設(shè)計(jì)方法，實(shí)現(xiàn)了技術(shù)人員和操作人員的分離。現(xiàn)代設(shè)計(jì)階

8、段始于20世紀(jì)40年代?，F(xiàn)代設(shè)計(jì)方法是廣義的設(shè)計(jì)和分析方法，其本質(zhì)是科學(xué)方法在設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。以機(jī)械強(qiáng)度和振動、摩擦學(xué)、腐蝕、可靠性、流體理論、熱工程、電氣工程等知識為基礎(chǔ)，綜合工業(yè)美學(xué)、人體學(xué)、制造工藝、材料學(xué)、環(huán)境學(xué)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)、現(xiàn)代管理技術(shù)等科學(xué)知識，是多學(xué)科多專業(yè)，第一章緒論，1.3.2機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢和尖端技術(shù)，1 .模塊化設(shè)計(jì)從計(jì)劃產(chǎn)品的角度來看，在產(chǎn)品功能分析的基礎(chǔ)上，將產(chǎn)品分解為具有特定功能的一個或多個模塊，選擇并組合這些模塊以形成其他機(jī)械產(chǎn)品。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)層次結(jié)構(gòu)：產(chǎn)品、功能組件、主要功能組件和功能組件。模塊的主要特性：具有特定功能的連接的通用接口。設(shè)計(jì)時(shí)精心設(shè)計(jì)各種模塊

9、，以多種方式組合，形成多種產(chǎn)品，解決產(chǎn)品品種、規(guī)格和設(shè)計(jì)制造周期、成本之間的矛盾。，第一章線程理論，2 .在協(xié)作設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)輔助協(xié)作工作環(huán)境中，通過復(fù)雜結(jié)構(gòu)產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程的重組、建模優(yōu)化等構(gòu)建產(chǎn)品協(xié)作開發(fā)過程，并利用集成的技術(shù)和工具(如現(xiàn)代產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理、CAD/CAM/CAPP、虛擬設(shè)計(jì)等)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)化的協(xié)作設(shè)計(jì)工作模型。協(xié)作設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容：開放、可見、互連的協(xié)作環(huán)境協(xié)作設(shè)計(jì)支持平臺協(xié)作設(shè)計(jì)應(yīng)用程序界面各種協(xié)作應(yīng)用程序系統(tǒng)。時(shí)間上的分離、空間上的分離、工作上相互依存的兩個或多個共同設(shè)計(jì)主體和活動有機(jī)地組織起來，通過特定的信息交換和協(xié)作機(jī)制，徐璐實(shí)現(xiàn)其他設(shè)計(jì)工作的統(tǒng)一設(shè)計(jì)目標(biāo)。第一章線程理論，3 .綠

10、色設(shè)計(jì)在產(chǎn)品生命周期(計(jì)劃、設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)輸、運(yùn)營、報(bào)廢和回收等)內(nèi)，重點(diǎn)考慮產(chǎn)品的環(huán)境屬性(自然資源利用、對環(huán)境和人的影響、可拆卸性、可回收性、可回收性等)，在綠色設(shè)計(jì)過程中考慮需求和環(huán)境，進(jìn)行原材料精制、材料加工、制造裝配，第一章引言，4 .虛擬設(shè)計(jì)在虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境中從事設(shè)計(jì)活動。虛擬設(shè)計(jì)為機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和驗(yàn)證提供了理想的支持手段。通過虛擬樣機(jī)替代物理樣機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)驗(yàn)證，通過虛擬交互環(huán)境模擬產(chǎn)品原型，根據(jù)用戶要求及時(shí)修改和改進(jìn)設(shè)計(jì)方案，達(dá)到縮短產(chǎn)品開發(fā)周期、降低開發(fā)成本、提高用戶滿意度、最終提高企業(yè)競爭力的目的。虛擬設(shè)計(jì)的目的是提高產(chǎn)品一次性開發(fā)成功率，防止傳統(tǒng)開發(fā)產(chǎn)品中物理原型驗(yàn)證設(shè)計(jì)造成的人員和財(cái)產(chǎn)損失，縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，降低開發(fā)成本，提高用戶滿意度。第一章引言，5 .動態(tài)設(shè)計(jì)主要解決設(shè)計(jì)的動態(tài)性能問題。動態(tài)設(shè)計(jì)技術(shù)是綜合各種科學(xué)理論和實(shí)驗(yàn)技術(shù)的邊緣學(xué)科。包括振動理論、材料疲勞破壞理論、計(jì)算機(jī)技術(shù)、有限元分析技術(shù)、模態(tài)分析技術(shù)、實(shí)驗(yàn)測試技術(shù)等。動態(tài)設(shè)計(jì)技術(shù)可分為動態(tài)分析和動態(tài)設(shè)計(jì)兩種類型。動態(tài)分析是基于已知的系統(tǒng)模型、外部激勵載荷和機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)行條件研究和分析機(jī)械系統(tǒng)的動態(tài)性能。動態(tài)設(shè)計(jì)以動態(tài)性能為目標(biāo)，滿足機(jī)械系統(tǒng)預(yù)留要求，建立系統(tǒng)模型，進(jìn)行動態(tài)修改、優(yōu)化和設(shè)計(jì)過程。動態(tài)設(shè)計(jì)具有比動態(tài)分析更高的技術(shù)水平和更大的技術(shù)難度。第一章引言，什么是練習(xí)題和思維