第十二章 机械总体方案的设计 §12-1机械总体方案设计概述 §12-2机械执行系统的方案设计 §12-3原动机的选择 §12-4机械传动系统的方案设计 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
§ 12-1 机械总体方案设计概述 § 12-2 机械执行系统的方案设计 § 12-3 原动机的选择 § 12-4 机械传动系统的方案设计 第十二章 机械总体方案的设计 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
§12-1机械总体方案设计概述 一、机械产品的设计过程 机械产品设计是一个通过分析、综合与创新获得满足某 些特定要求和功能的机械系统的过程。 机械新产品的开发设计过程一般可以分为四个阶段： ◆初期规划设计阶段 ◆总体方案设计阶段 ◆结构技术设计阶段 ◆生产施工设计阶段 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
一、机械产品的设计过程 ◆初期规划设计阶段 ◆总体方案设计阶段 ◆结构技术设计阶段 ◆生产施工设计阶段 机械产品设计是一个通过分析、综合与创新获得满足某 些特定要求和功能的机械系统的过程。 §12-1 机械总体方案设计概述 机械新产品的开发设计过程一般可以分为四个阶段： PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
一、 机械产品的设计过程（续） 1.初期规划设计阶段 阶段成果： ◆选题 ◆调研和预测 调研报告 ◆可行性论证 产品开发可行性论证报告 ◆确定设计任务 设计任务书 2.总体方案设计阶段 ◆目标分析 阶段成果： ◆创新构思 总体方案示意图 ◆方案拟定 机械系统运动简图 ◆方案评价 ◆方案决策 方案设计计算说明书 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
1. 初期规划设计阶段 ◆选题 ◆调研和预测 ◆可行性论证 ◆确定设计任务 阶段成果： 调研报告 设计任务书 产品开发可行性论证报告 2. 总体方案设计阶段 ◆目标分析 ◆创新构思 ◆方案拟定 ◆方案评价 ◆方案决策 总体方案示意图 机械系统运动简图 方案设计计算说明书 阶段成果： 一、机械产品的设计过程（续） PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
一、机械产品的设计过程 （续) 3.结构技术设计阶段 ◆结构方案拟定 ◆造型设计 阶段成果 ◆结构设计 全套设计图纸 ◆材料选择与尺寸设计 设计计算说明书 ◆设计图绘制 4.生产施工设计阶段 阶段成果 ◆工艺设计 工艺流程卡片、工装设计图 ◆工装设计 基础安装图、技术文件 ◆施工设计 使用说明书、备件明细表 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
3. 结构技术设计阶段 ◆结构方案拟定 ◆造型设计 ◆结构设计 ◆材料选择与尺寸设计 ◆设计图绘制 阶段成果 全套设计图纸 设计计算说明书 4. 生产施工设计阶段 ◆工艺设计 ◆工装设计 ◆施工设计 阶段成果 工艺流程卡片、工装设计图 基础安装图、技术文件 使用说明书、备件明细表 一、机械产品的设计过程（续） PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
二、机械总体方案设计的目的 总体方案设计阶段的工作是实现机械产品初期规 划阶段所提出的设计目标的关键。 产品设计的好坏，包括产品的功能是否齐全、性能 是否优良、经济效益是否显著，在很大程度上取决于 总体方案设计阶段的工作，取决于方案的构思和方案 拟定时的设计思想。 三、机械系统的组成 机械系统主要是由原动机、传动系统、执行系统和 控制系统所组成。 PDF created with pdfFactory Pro trial version ww.pdffactory.com
二、机械总体方案设计的目的 总体方案设计阶段的工作是实现机械产品初期规 划阶段所提出的设计目标的关键。 产品设计的好坏，包括产品的功能是否齐全、性能 是否优良、经济效益是否显著，在很大程度上取决于 总体方案设计阶段的工作，取决于方案的构思和方案 拟定时的设计思想。 机械系统主要是由原动机、传动系统、执行系统和 控制系统所组成。 三、机械系统的组成 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
四、机械总体方案设计的内容 ★执行系统的方案设计。主要包括执行系统的功能 原理设计、运动规律设计、执行机构的型式设计、执 行系统的协调设计和执行系统的方案评价与决策。 ★原动机类型的选择和传动系统的方案设计。其中 传动系统的方案设计主要包括传动类型和传动路线的 选择，传动链中机构顺序的安排和各级传动比的分配。 ★控制系统的方案设计. ★其它辅助系统的设计。主要包括润滑系统、冷却 系统、故障监测系统、安全保护系统和照明系统等的 设计。 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
四、机械总体方案设计的内容 ★ 执行系统的方案设计。主要包括执行系统的功能 原理设计、运动规律设计、执行机构的型式设计、执 行系统的协调设计和执行系统的方案评价与决策。 ★ 原动机类型的选择和传动系统的方案设计。其中 传动系统的方案设计主要包括传动类型和传动路线的 选择，传动链中机构顺序的安排和各级传动比的分配。 ★ 控制系统的方案设计. ★ 其它辅助系统的设计。主要包括润滑系统、冷却 系统、故障监测系统、安全保护系统和照明系统等的 设计。 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
§12-2机械执行系统的方案设计 一、执行系统方案设计的过程 框图表示 二、执行系统方案设计的内容 ★功能原理设计：就是根据机械预期实现的功能，考虑选 择何种工作原理来实现这一功能要求。 ★运动规律设计：是指为实现上述工作原理而决定选择何 种运动规律。 ★执行机构型式设计：是指究竟选择何种机构来实现上述 运动规律。 ★执行机构的协调设计：就是根据工艺过程对各动作的 要求，分析各执行机构应当如何协调和配合，设计出协调 配合图。 PDF created with pdfFactory Pro trial version ww.pdffactory.com
一、执行系统方案设计的过程 § 12-2 机械执行系统的方案设计 ★ 功能原理设计：就是根据机械预期实现的功能，考虑选 择何种工作原理来实现这一功能要求。 ★ 运动规律设计：是指为实现上述工作原理而决定选择何 种运动规律。 ★ 执行机构型式设计：是指究竟选择何种机构来实现上述 运动规律。 框图表示 二、执行系统方案设计的内容 ★ 执行机构的协调设计：就是根据工艺过程对各动作的 要求，分析各执行机构应当如何协调和配合，设计出协调 配合图。 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
机械预期实现的功能要求 (使用要求或工艺要求) 重新构思功能原理 功能原理设计 构思新的运动规律 改变设 运动规律设计 (工艺动作分解与运动方案选择) 策 改变机构型式 执行机构型式设计（机构的型综合） 执行机构协调设计（运动循环图设计） 机构尺度设计（运动和动力设计） 运动分析和动力分析 改变 机构 方案评价 参数 否 是否满足要求 是 返回 绘制执行系统运动简图 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
返回 机械预期实现的功能要求 （使用要求或工艺要求） 功能原理设计 运动规律设计 （工艺动作分解与运动方案选择） 执行机构型式设计（机构的型综合） 执行机构协调设计（运动循环图设计） 机构尺度设计（运动和动力设计） 运动分析和动力分析 方案评价 是否满足要求 绘制执行系统运动简图 是 改变 机构 参数 重新构思功能原理 构思新的运动规律 改变机构型式 改 变 设 计 策 略 否 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
二、执行系统方案设计的内容（续） ★机构尺度设计：是指对所选择的各个执行机构进行运动 和动力设计，确定各执行机构的运动尺寸，绘制出各执行机 构的运动简图。 ★运动和动力分析：即对整个执行系统进行运动分析和动 力分析，以检验其是否满足运动要求和动力性能方面的要求。 ★方案评价与决策：方案评价包括定性评价和定量评价。 前者是指对结构的繁简、尺寸的大小、加工的难易等进行 评价，后者是指将运动和动力分析后所得的执行系统的具 体性能与使用要求所规定的预期性能进行比较，从而对设 计方案作出评价。 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
★ 机构尺度设计：是指对所选择的各个执行机构进行运动 和动力设计，确定各执行机构的运动尺寸，绘制出各执行机 构的运动简图。 ★ 运动和动力分析：即对整个执行系统进行运动分析和动 力分析，以检验其是否满足运动要求和动力性能方面的要求。 ★ 方案评价与决策：方案评价包括定性评价和定量评价。 前者是指对结构的繁简、尺寸的大小、加工的难易等进行 评价，后者是指将运动和动力分析后所得的执行系统的具 体性能与使用要求所规定的预期性能进行比较，从而对设 计方案作出评价。 二、执行系统方案设计的内容（续） PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
二、执行系统方案设计的内容（续） 给定某种预期功能要求 实现同一种功能要求，可以采用不同的工作原理， 实现同一种工作原理，可以选择不同的运动规律 实现同一种运动规律，可以选择不同型式的机构。 获得多种不同的方案 机械执行系统方案设计所要研究的间题，就是如何合理 地剂用设计者地专业知识和分析能力，创造性地构思出 各种可能地方案并从中选出最佳方案。 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
实现同一种功能要求，可以采用不同的工作原理； 实现同一种工作原理，可以选择不同的运动规律； 实现同一种运动规律，可以选择不同型式的机构。 二、执行系统方案设计的内容（续） 获得多种不同的方案 给定某种预期功能要求 机械执行系统方案设计所要研究的问题，就是如何合理 地利用设计者地专业知识和分析能力，创造性地构思出 各种可能地方案并从中选出最佳方案。 PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com