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机械产品概念设计的三部分

发布时间:2011-10-25

1. 功能分析与功能结构设计

①功能抽象化;把市场需求和用户要求通过计算机分析,进行功能抽象,突出任务核心和摆脱因循守旧,有利于找出新奇的方案;
②功能分解;将功能进行分解,使其得到合适的的若干子功能,分解过程也是创新过程;
③功能结构图设计;将各子功能的相互关系确定后,进行功能结构图的构思和设计。

2.工艺动作的分解和构思

实现机械产品的功能是靠工艺动作来完成的,即一系列工艺动作的目的是完成需实现的功能。工艺动作的分解往往对应于功能的分解。例如缝纫机的缝纫功能分解为刺布、挑线、钩线和送布四大功能,它们所对应的动作为机针上下运动、挑线杆供线和收线、梭子钩线和推送缝料四大动作。又如灌装功能分解为送瓶、灌装、压盖、出瓶四大功能,可用相应的四个动作来完成。同一功能可以由不同的工艺动作实现,因而工艺动作的构思也是相当重要的。例如在制袋充填封口机中,如直接模拟手工制袋动作,则机构动作非常复杂;但假如利用相对运动原理逆反思考方法,制袋成形器不动,而薄膜相对运动,就会使制袋机构大为简化。

3. 执行机构系统方案构思与设计

实现功能的工艺动作,在机械产品内是靠若干个执行机构来完成的。机构产品概念设计终极回结为机械运动方案设计,也就是执行机构系统方案设计。执行机构系统方案的构思与设计是概念设计中非常重要的内容。它的设计内容框架如图1所示。它分为三部分:动力系统、传动及执行机构系统和控制系统。传动及执行机构系统是方案设计的核心。目前,传动系统和执行机构越来越紧密地连接在一起,而且很多机构同时担负传动和执行的作用,无法分割。因此在概念设计中将它们作为一个整体对待是公道的。控制机构一般采用各执行机构主动曲柄相位差来实现。