12机械运动方案与创新设计.ppt

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机械运动系统方案设计的主要内容包括：

机械功能目标的拟定机械功能目标的拟定机械工作原理的拟定机械工作原理的拟定机械的选型与组合机械的选型与组合机械运动方案创新设计的评价机械运动方案创新设计的评价第七章机械运动方案与创新设计1机械功能目标的拟定机械功能目标是指该机械产品的功用，其机械功能目标是指该机械产品的功用，其基本应反映机械产品或机械装置的性能。

基本应反映机械产品或机械装置的性能。

拟定功能目标时应注意的问题：

一：

拟定功能目标要进行可行性分析一：

拟定功能目标要进行可行性分析可行性分析包括：

1.从市场需求预测出发，分析产品开发的必要性从市场需求预测出发，分析产品开发的必要性市场预测：

在统计过去和现在市场需求数据的基础上，建立适当的数学模型，分析市场发展趋势，并对未来市场作出估计和推测。

2.分析该产品目前国内外现状及水平分析该产品目前国内外现状及水平以了解同类产品的发展动向、掌握新艺、新以了解同类产品的发展动向、掌握新艺、新材料、新结构的信息，使产品开发趋向合理。

材料、新结构的信息，使产品开发趋向合理。

3.确定产品的技术规格、性能参数和约束条件确定产品的技术规格、性能参数和约束条件4.提出产品的技术关键和解决途径提出产品的技术关键和解决途径5.预期达到的技术、经济、社会效益预期达到的技术、经济、社会效益6.预算投资费用及项目进度、期限预算投资费用及项目进度、期限可行性分析的核心是通过技术分析和经济分析，对产品开发项目作出可行与否的结论。

二：

拟定功能目标要分清主次、要利二：

拟定功能目标要分清主次、要利于功能的实现于功能的实现1.拟定功能目标时要把总功能进行分解成各拟定功能目标时要把总功能进行分解成各个子功能，并制定好各子功能的目标。

每个子功能，并制定好各子功能的目标。

每个子功能的目标中都包含有创新的可能和个子功能的目标中都包含有创新的可能和创新的条件。

创新的条件。

这种功能分解的过程可用树状结构来表达：

2.在拟定功能目标时要应从整体出发，客观在拟定功能目标时要应从整体出发，客观地处理各子功能之间以及各子功能与总功地处理各子功能之间以及各子功能与总功能之间的关系。

能之间的关系。

也有用串联结构、并联结构以及环形结构来表达的。

减速器的树状功能结构图：

减速器的树状功能结构图：

五：

拟定功能目标要注意产品的生命周五：

拟定功能目标要注意产品的生命周期循环问题期循环问题生命周期循环：

指产品的制作过程、使用生命周期循环：

指产品的制作过程、使用过程、以及使用后过程的一个封闭循环。

过程、以及使用后过程的一个封闭循环。

四：

拟定功能目标要具有一定的超前意识四：

拟定功能目标要具有一定的超前意识具有了超前意识，才能有所创新具有了超前意识，才能有所创新。

三：

拟定功能目标要利于扩大设计思路三：

拟定功能目标要利于扩大设计思路要尽量地增大设计空间，为机械的创新要尽量地增大设计空间，为机械的创新保留较宽松的环境。

保留较宽松的环境。

2机械工作原理的拟定拟定机械工作原理的过程就是把机拟定机械工作原理的过程就是把机械的功能目标转化为工艺动作的过程。

械的功能目标转化为工艺动作的过程。

一：

拟定工作原理的主要内容一：

拟定工作原理的主要内容1.工艺动作的构思工艺动作的构思是进行机械创新的重要环节之一，需要放开思路、大胆设想，尽可能多提出一些原理方案，然后再去粗取精。

定向思维或逻辑思维定向思维或逻辑思维多向思维或灵感思维多向思维或灵感思维联想思维或形象思维联想思维或形象思维2.工艺动作的分解工艺动作的分解对于复杂的运动形式通常采用把运动先分解，然后再合成的方法。

运动分解：

是把总运动分解为比较简单的运动分解：

是把总运动分解为比较简单的分运动，再寻求完成分运动的工作分运动，再寻求完成分运动的工作原理方案。

原理方案。

运动合成：

是把分运动的解加以综合比较，运动合成：

是把分运动的解加以综合比较，以寻求整体最优方案的过程。

以寻求整体最优方案的过程。

3.各子工艺动作的协调与配合各子工艺动作的协调与配合需制定运动循环图，规定每个工艺动作在运动循环周期内应处的位置，以确保各工艺动作的先后次序，制定运动循环图的主要步骤是：

11）分析每个子工艺动作特点，从中确定一个）分析每个子工艺动作特点，从中确定一个主要动作，以此作为其它动作的位置基准。

主要动作，以此作为其它动作的位置基准。

22）设定主要动作的位置起点、终点和运动循）设定主要动作的位置起点、终点和运动循环周期。

环周期。

33）分析其它动作相对主要动作的衔接位置，）分析其它动作相对主要动作的衔接位置，以避免干涉以避免干涉。

二：

拟定工作原理时应注意的几个问题二：

拟定工作原理时应注意的几个问题1.要充分注意机械自身的特点要充分注意机械自身的特点机械运动的特点是连续的、可整周转机械运动的特点是连续的、可整周转动的、简单的、循环的、稳定的等。

动的、简单的、循环的、稳定的等。

2.要注意制品的特点并争取利用要注意制品的特点并争取利用让制品也参与运动将大大的简化机构让制品也参与运动将大大的简化机构的结构。

的结构。

3机构选型及组合同一个机械工作原理方案可用不同的机同一个机械工作原理方案可用不同的机构组合来实现。

构组合来实现。

一：

机构的选型一：

机构的选型是根据现有的各种机构按功能要求是根据现有的各种机构按功能要求进行类比地或近似地选择。

并可在此进行类比地或近似地选择。

并可在此基础上采用各种演化与变异技法进行基础上采用各种演化与变异技法进行改造、创新、寻求最优解。

改造、创新、寻求最优解。

实现各种运动要求的现有机构可以从实现各种运动要求的现有机构可以从机构手册、图册或资料上查阅获得。

机构手册、图册或资料上查阅获得。

按运动方式对机构进行分类：

常用机构的运动及动力特性：

不同工作原理机构的控制方法与价格：

注意问题：

注意问题：

1）按已拟定的工作原理进行机构选型时，应）按已拟定的工作原理进行机构选型时，应尽量满足或接近功能目标。

尽量满足或接近功能目标。

2）机构选型时应力求其结构简单。

）机构选型时应力求其结构简单。

3）机构选型要注意选择那些加工制造简单）机构选型要注意选择那些加工制造简单、容易保证较高的配合精度。

、容易保证较高的配合精度。

4）机构选型时要能保证机构高速运转时动）机构选型时要能保证机构高速运转时动力特性良好。

力特性良好。

5）机构的选型也须注意机械效益和机械效）机构的选型也须注意机械效益和机械效率问题。

率问题。

6）机构选型也要考虑动力源的形式。

）机构选型也要考虑动力源的形式。

二：

机构的组合二：

机构的组合指在机构选型的基础上，根据功能目标或工艺动作的各种需要，组合创建新机构系统。

1.机构的工艺动作复杂：

一般常采用并联式、复合式或叠加式组合方式。

一般常采用并联式、复合式或叠加式组合方式。

2.所选择的机构性能不好，但又无更好的机构可选：

常采用串联式，用于改善机构的性能。

常采用串联式，用于改善机构的性能。

3.有时由于不具备某种动力源，或受其它条件的限制，只有进行机构组合，才能实现所要求的工艺动作。

4机械运动方案创新设计的评价一：

评价内容一：

评价内容1.1.功能性功能性是否能顺利地实现机械产品的预定功能目标，是否更先进。

2.2.经济性经济性从产品设计、制造难易程度，从设计、制造、使用周期的长短；从材料的价格以及耗费情况，及从产品在使用过程中能耗的大小等方面来进行评价。

3.3.安全性安全性包括机械本身，对人、对环境等安全性问题。

4.4.可操作性可操作性是否操作简单，易掌握，以及人机关系的协调性能如何等。

5.5.舒适性舒适性主要指外包装性能。

二：

二：

评价方法评价方法1.1.数学分析法数学分析法是利用数学工具进行推导和计算，得到量化评价参数，然后借助表格和图形进行评价和决策。

2.2.技术经济评价法技术经济评价法是将总目标分为两个子目标，即技术目标和经济目标，求出相应的技术价和经济价然后按一定方法进行综合，求出总价值。

诸方案中总价值最高者为最优方案。

3.3.模糊评价法模糊评价法在方案评价中，有一些评价目标如美观、安全性、舒适性等无法进行定量分析，只能用”好、差、受欢迎“等模糊概念来评价。

模糊评价就是利用集合论和模糊数学将模糊信息数值化，再进行定量评价的方法。