第三章 机械设计与现代设计方法.ppt

第3章　机械设计及现代设计方法;3.1 概 述;3.1.2　机械设计的地位和意义;意义;3.1.3 机械设计的主要类型 分类原则为创新与创造在设计中所占的比例 开发性设计（或称为原创设计）：开发设计前并不知道机械的设计原理及方案，那么在设计中就要根据设计要求、使用要求、约束条件等创造出机械的原理及结构的设计。 适应性设计（或称为再设计）：保持机械的主体原理方案及结构不变，而对其结构和性能进行更新设计，以获得比原机械更优良的性能和结构或一些附加功能的设计。 变参数设计：保持机械的功能、原理方案不变，只对其结构性能参数及布局进行调整、变更设计。 测绘和仿制：选定某先进机械，通过对其实物进行测绘，获得相关设计技术资料，再通过必要的技术处理（例如标准化、工艺适应性调整等）后形成的设计；仿制是指按照原机械的技术文件（例如设计图纸等），通过适当的工艺后，直接按照原图纸进行生产。;1.设计的本质;② 多解性。解决同一技术问题的办法是多种多样的，满足一定目的的设计方案通常也并不是唯一的。任何设计对象本身都是包括多种要素的功能系统，其参数的选取、尺寸的确定、结构形式的设想等都具有很强的可选择性。因此，设计思维的活动空间是广阔的，它为设计人员创造性的发挥提供了天地。③ 相对性。设计结论或结果都是相对准确的，而不是绝对完备的，这就使得设计人员经常处于一种相互矛盾的情境之中。例如，既要降低成本，又要增加安全性、可靠性；既要能满足近期需要，又要照顾到长远发展；既要功能全，又要体积小，如此等等。这种相互矛盾的要求给设计工作增加了难度，加上事先难以预料的一些不确定因素的影响，使得设计人员在对设计方案的选择和判定时，只能做到在一定条件下的相对满意和最佳。设计的这种相对性特征一方面要求设计人员必须学会辨证思考；另一方面也给设计人员提供了显示和发挥自己创造才能的机会。;机械设计是一个创造性的工作过程，必须有科学的设计步骤和程序 从宏观的角度看，机械设计过程可分为产品规划、方案设计、技术设计和施工设计等四个阶段;产品规划：根据生产或生活的需要提出所要设计的产品，在充分的调查研究和分析的基础上，明确提出新产品的功能、重量、强度、成本、安全和可靠性等要求，同时要建立设计时应满足的约束条件，最后制订出详细的设计任务书（或要求表）作为设计、评价和决策的依据。 方案设计：方案设计也称概念设计,实质上是产品功能原理设计。 技术设计：根据原理方案进行机器及零部件的具体结构化设计，选择材料、拟定零件的形状和尺寸、确定具体参数等，并进行各种必要的性能计算，校核强度、安全性、成本和可靠性，最后画出部件的装配草图，形成完整的计算资料。 施工设计：形成最终的制造信息，进行零件工作图和部件装配图的细节设计，对每一个零件提供详细的形状、尺寸、公差、表面质量、材料和热处理、表面处理等信息，完成全部生产图纸并编制设计说明书、工艺卡、使用说明书等技术文件。;3.2.1　设计理论与方法的分类;3.2.2　机械设计理论与方法的发展趋向;3.3　现代设计技术;(6)分析手段精确化　传统设计中，靠加大安全系数来提高产品的可靠性。(7)多种手段综合应用　现代设计利用高速计算机，可以将各种不同目的的设计方法、设计手段综合起来，以求得系统的整体最优解。(8)强调设计的逻辑性和系统性　传统的设计采用经验法和类比法，现代设计则强调设计的逻辑性和系统性。(9)进行动态多变量的优化　由于手段的限制，传统设计过程一般只能进行静态分析，而现代设计法却可考虑负载率等随机变量，进行动态多变量最优化设计。 (10)强调产品的环保性　随着人们对环境问题越来越重视，要求能设计出所谓的绿色产品，即要求产品运行过程中的各种污染尽可能少，对人体的危害减至最低限度。;(11)强调产品的宜人性　现代设计除强调产品的内在质量外，还特别强调产品的外观质量，如美观性、时代性和艺术性，使产品造型具有一定的艺术感染力，使使用者有新颖、心情舒畅、愉快、兴奋等感觉，满足使用者的审美要求。(12)强调用户参与　用户是产品最终消费者，仅仅靠市场调研的结果常常并不能完全反映用户的需求。(13)强调设计阶段的质量控制　现代质量控制理论认为：产品的质量首先是设计出来的，其次才是制造出来的。(14)设计和制造一体化　传统的设计与制造过程是分离的。 (15)强调产品全生命周期最优化　现代设计强调从市场调研、用户要求，到产品规划、产品设计、工艺设计、制造过程、质量控制、成本核算、销售价格、包装运输、售后服务、维修保养、报废处理、回收再利用等产品全生命周期的综合最优化。;3.4 优良性能设计基础技术;3.机械可靠性设计;1. 摩擦学的概念及其发展;2.摩擦学设计技术;1.系统动态设计技术内涵;1.概述;3.5.2 快速响应设计技术;2.实现快速响