現(xiàn)代設計方法課后習題解答

現(xiàn)代設計方法作業(yè) 第五章 相似設計與模塊化設計 1、就某機電、家具、家電產(chǎn)品，談談如何進行模塊化設計？ 答：模塊化設計是近年來發(fā)達國家普遍采用的一種先進設計方法，它的核心思 想是將系統(tǒng)按功能分解為若干模塊，通過模塊的不同組合，可以得到不同品種、 不同規(guī)格的產(chǎn)品。而數(shù)控機床結構的特點也決定了模塊化設計方法對于數(shù)控機 床設計的適用性： 1) 同一類型的數(shù)控機床均可劃分為基本相同的若干部分； 2) 同一類型的數(shù)控機床通過一個或若干個基本參數(shù)的變化形成不同規(guī)格的； 3) 同一類的數(shù)控機床盡管有著各種不同的結構布局和用途范圍，但其基本控制、 運動功能和工作原理是相同的； 4) 數(shù)控機床中有不少獨立的功能單元，如導軌副、絲杠副、冷卻系統(tǒng)、潤滑系 統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、氣動系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)等。這一特點使其適應于模塊化設計 方法； 5) 數(shù)控機床的加工要求向高速、高精度方向發(fā)展，要求機床結構具有高剛度、 高可靠性，機床基礎大件 (床身、工作臺、主軸箱、滑鞍、立柱等 ) 的結構動、 靜態(tài)特性和傳動系統(tǒng)的高剛性成為設計的主要矛盾； 6) 數(shù)控機床采用計算機控制技術，使機床的機械傳動機構大為簡化； 7) 市場競爭和市場需求的多變，要求數(shù)控機床產(chǎn)品規(guī)格和功能多樣化、性能好、 成本低、制造周期短； 8) 隨著技術的進步和市場的發(fā)展，許多數(shù)控機床功能部件已實現(xiàn)專業(yè)化生產(chǎn)和 商品化。 對于數(shù)控機床而言，模塊化設計是指將機床上同一功能的單元，設計成具有不 同用途或性能的、可以互換選用的模塊，用以更好地滿足用戶需要的一種設計 方法。數(shù)控機床的整體結構可以分解為單個部件的有機組合。通過功能分析， 使得功能相同或相似，聯(lián)接接口相同，而性能、用途不同的各種功能單元，經(jīng) 過選擇、優(yōu)化、簡化和統(tǒng)一，形成各種具有獨立功能的單元模塊。通過對機床 單元模塊選擇、使模塊間有機地匹配與連接，進而組合成各種通用機床、變型 機床和專用機床。 模塊化設計的一般過程： 模塊化設計分為兩個不同層次，第一個層次為系列模塊化產(chǎn)品研制過程，需 要根據(jù)市場調研結果對整個系列進行模塊化設計，本質上是系列產(chǎn)品研制過程， 如圖 2.1 所示。 開始 市場調查與分析 進行產(chǎn)品功能分析 擬定產(chǎn)品系列型譜 確定參數(shù)范圍及主參數(shù) 劃分模塊 模塊結構設計 形成模塊庫 編寫技術文件 結束 圖 2.1 模塊化系列產(chǎn)品研制過程 - 3 - 第二個層次為單個產(chǎn)品的模塊化設計，需要根據(jù)用戶的具體要求對模塊進行選 擇和組合，并加以必要的設計計算和校核計算，本質上是選擇及組合過程，如 圖 2.2 所示。 開始 劃分模塊 劃分模塊 模塊結構設計 劃分模塊 劃分模塊 劃分模塊 結束 圖 2.2 模塊化產(chǎn)品設計過程 總的說來，模塊化設計遵循一般技術系統(tǒng)的設計步驟，但比后者更復雜，花費 更高，要每個零部件都能實現(xiàn)更多的部分功能。 1.市場調查與分析 模塊化設計成功的前提。必須注意市場對同類產(chǎn)品的需求量、市場對同類產(chǎn)品 基型和各種變型的需求比例，分析來自用戶的要求，分析模塊化設計的可行性 等。對市場需求量很少而又需要付出很大的設計與制造花費的產(chǎn)品，不應在模 塊化系統(tǒng)設計的總功能之中。 2.進行產(chǎn)品功能分析，擬定產(chǎn)品系列型譜 合理確定模塊化設計所覆蓋的產(chǎn)品種類和規(guī)格，種類和規(guī)格過多，雖對市場應 變能力強，有利于占領市場，但設計難度大，工作量大；反之，則對市場應變 能力減弱，但設計容易，易于提高產(chǎn)品性能和針對性。 3.確定參數(shù)范圍和主參數(shù) 產(chǎn)品參數(shù)有尺寸參數(shù)、運動參數(shù)和動力參數(shù)(功率、轉矩、電壓等)，須合理確 定，過高過寬造成浪費，過低過窄不能滿足要求。另外，參數(shù)數(shù)值大小和數(shù)值 在參數(shù)范圍內的分布也很重要，最大、最小值應依使用要求而定。 主參數(shù)是表示產(chǎn)品主要性能、規(guī)格大小的參數(shù)，參數(shù)數(shù)值的分布一般用等比或 等差數(shù)列。確定模塊化設計類型，劃分模塊只有少數(shù)方案用到的特殊功能，可 由非模塊實現(xiàn):若干部分功能相結合，可由一個模塊實現(xiàn)(對于調整功能尤其如 此)。 4.模塊結構設計，形成模塊庫 由于模塊要具有多種可能的組合方式，因此設計時要考慮到一個模塊的較多接 合部位，應做到加工合理、裝配合理;應盡量采用標準化的結構；盡量用多工位 組合機床同時加工，否則模塊的加工成本將非?？捎^;還應保證模塊壽命相當， 維修及更換方便。 5.編寫技術文件 由于模塊化設計建立的模塊常不直接與產(chǎn)品聯(lián)系，因此必須注意其技術文件的 編制，才能將不同功能的塊有機聯(lián)系起來，指導制造、檢查和使用。技術文件 主要包括以下內容: (1)編制模塊組合與配置各產(chǎn)品的關系表。其中應包括全系列的模塊種類及各產(chǎn) 品使用的模塊種類和數(shù)量。 (2)編制所有產(chǎn)品的模塊組和模塊目錄表，標明各產(chǎn)品和模塊組的組成。 (3)編制系列通用的制造與驗收條件、合格證明書及裝箱單。 (4)編制模塊式的使用說明 以適應不同產(chǎn)品、不同模塊的需要。 模塊的劃分根據(jù)其劃分角度的不同，有不同的劃分方式，最終得到不同的基本 單元。從產(chǎn)品生命周期的觀點看，這些不同的劃分角度分別是面向產(chǎn)品生命周 期中的不同階段。因此，可以根據(jù)模塊劃分所面向的生命周期中的具體階段， - 5 - 把模塊劃分為： (1)面向設計的模塊劃分 (2)面向制造的模塊劃分 (3)面向使用、裝配和維修的模塊劃分 (4)面向回收的模塊劃分 (5)面向整個生命周期的模塊劃分 本次數(shù)控機床的設計從面向設計的角度來進行數(shù)控機床模塊的劃分。首先對數(shù) 控機床的功能進行分解，將數(shù)控機床的總的功能分解為不同的功能元，根據(jù)不 同功能元之間的相關性定性的進行模塊聚類，其次按照結構將已經(jīng)聚類的功能 模塊對應的零部件分解出來，再根據(jù)各個零部件之間在制造和裝配上的相關性 進行分析，最終將兩次分析的結果綜合起來 得到更為細小的具有不同用途或 性能的模塊。將數(shù)控機床分為 10 個模塊，具體劃分如下： 傳動模塊：絲杠，聯(lián)軸器，伺服電機，電機架，軸承端蓋，軸承架 支撐連接模塊：導軌，滑塊 工作臺模塊：工作臺底盤，工作臺托盤 主軸箱模塊：主軸箱體，主軸 刀庫模塊：刀庫，抓刀機械手 防護模塊：絲杠防護罩，整機防護罩 輔助模塊：氣動液壓裝置，排屑裝置，冷卻裝置，潤滑裝置，電氣控制裝置 床身模塊：床身 立柱模塊：立柱 滑板模塊：滑板 2、查閱相關資料，圍繞相似設計或模塊化設計寫一篇小論文？ 數(shù)控機床作為最為重要的制造裝備之一,是機電行業(yè)的重要基礎；是交通、 電子及采礦產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)生產(chǎn)現(xiàn)代化的最主要的手段；是制造業(yè)實現(xiàn)自動化、柔性 化、集成化的基礎；同時也是發(fā)展軍事工業(yè)的重要戰(zhàn)略物資。目前,國內模具、 汽車等行業(yè)的興旺，使得市場對數(shù)控機床的需求量增大，這給數(shù)控機床的發(fā)展 帶來了新一輪的發(fā)展機遇，但同時也帶來了挑戰(zhàn)，這種挑戰(zhàn)主要來自于用戶對 數(shù)控機床性能個性化、多樣化的需求與產(chǎn)品生產(chǎn)性能、產(chǎn)品生產(chǎn)成本之間矛盾 的切入點的尋優(yōu)。此外、國外知名機床制造廠家紛紛在國內設立設計、生產(chǎn)基 地使得國內數(shù)控機床原有的價格優(yōu)勢已經(jīng)不再明顯。面對市場和國外競爭廠商 帶來的挑戰(zhàn)和壓力是擺在國內制造業(yè)企業(yè)、各大院校和科研機構面前刻不容緩 需要得到解決的課題。為了這些問題、許多企業(yè)采用了模塊化設計這一指導思 想。所謂模塊化設計就是指將機床分解成相對獨立的子單元并通過對這些子單 元的標準化和重新配置最終產(chǎn)生一組滿足不同客戶需求的產(chǎn)品集合。這些相對 獨立的子單元具有特定的功能和完整的接口，所以我們可以稱之為模塊。模塊 是模塊化產(chǎn)品的基本組成元素。通過模塊組合來實現(xiàn)全局功能的產(chǎn)品即可稱為 模塊化產(chǎn)品。與傳統(tǒng)意義上的數(shù)控機床相比，模塊化設計是一種柔性開發(fā)策略。 企業(yè)能夠通過模塊的重組來實現(xiàn)數(shù)控機床的開發(fā)從而縮短了開發(fā)的周期和設計 成本。數(shù)控機床中有不少獨立的功能單元 如導軌件、絲杠副、冷卻、潤滑、 驅動、控制、檢測裝置等。這一特點使其適應于模塊化設計方法。 近幾年來、隨著計算機技術的迅速發(fā)展，大多數(shù)企業(yè)實現(xiàn)了信息化和數(shù)字 化。而 CAD 技術在企業(yè)數(shù)字化信息化過程中起著重要作用。正如此、基于計算 機輔助設計的模塊化設計已經(jīng)成為當前研究熱點之一。然而目前絕大多數(shù) CAD 系統(tǒng)軟件比如 UG、CATIA、Pro/E、Solid Works 等。雖然提供了一些常用的標 準件庫但是都沒有提供面向產(chǎn)品設計的參數(shù)化、用戶可方便自擴充的模塊數(shù)據(jù) 庫。這樣對于產(chǎn)品設計人員就常常因為沒有模塊數(shù)據(jù)庫而要進行很多不必要的 重復繪圖工作大大降低了設計人員的工作效率。因此要在 CAD 系統(tǒng)上建立一套 用戶自己可以維護修改的參數(shù)化的模塊設計庫便成了企業(yè)進行模塊化設計要解 決的當務之急。 對于模塊化的概念 Urich 認為模塊化與設計中的兩個特點緊密相關。1.設計中 功能領域與物理結構領域之間的對應程度影響模塊化的程度 2.產(chǎn)品物理結構間 相互影響程度的最小化。這兩點從設計學角度指出了影響模塊化設計的基本因 素。Sun 從功能設計參數(shù)映射的角度定義模塊化設計。模塊化設計是一種分 析結果的產(chǎn)生，是這種結果以產(chǎn)品、過程和系統(tǒng)的形式表現(xiàn)并滿足預定的需求， 其方法是選擇適當?shù)脑O計參數(shù)完成從功能需求域到設計參數(shù)域的映射。Paul 和 Berlitz 認為模塊化設計是完成從功能需求域到模塊功能域的映射，然后再考 慮模塊性能（如尺寸、重量等）基礎上完成從模塊功能域到模塊結構域的映射 - 7 - 并將模塊功能域的功能分為基本功能、附加功能、適應性功能、專用功能和用 戶定制功能五類 相應的將模塊結構定義為基本模塊、附加模塊、適應性模塊、 專用模塊和用戶定制模塊。在國內、賈延林認為模塊化設計實在對一定范圍內 的不同功能或相同功能不同性能、不同規(guī)格的產(chǎn)品進行功能分析的基礎上劃分 并設計出一系列功能模塊，通過模塊的選擇和重組可以構成不同的產(chǎn)品，以滿 足市場不同需求的設計方法。勞俊等人認為、模塊化設計是綜合考慮系統(tǒng)對象， 把系統(tǒng)按功能分解成不同用途和性能的模塊并使之接口標準化選擇不同的模塊 （必要時設計部分專用模塊）迅速組成各種要求的系統(tǒng)的一種方法。童時中從 系統(tǒng)論角度定義模塊化為：為取得最佳效益，從系統(tǒng)觀點出發(fā)研究產(chǎn)品（從系 統(tǒng)）的構成形式用分解和組合的方法建立模塊化系統(tǒng)并運用模塊組合成產(chǎn)品 （或系統(tǒng)）的全過程。施進發(fā)、梁錫昌認為機床模塊化設計是講機床上同一功 能的單元設計成具有不同用途或者性能的課互相選用的模塊根據(jù)市場需要拼組 成具有不同性能特點的機床。胡維剛認為模塊是一組同時具有相同功能和相同 結合要素而具有不同性能或用途甚至不同結構特征但能互換的單元。并進一步 指出模塊化設計是基于模塊的思想將一般產(chǎn)品設計任務設計成模塊化產(chǎn)品方案 的設計成模塊化產(chǎn)品方案的設計方法。 在設計方法上、國外的 Zakuski 的文章 中表達了一種側重于功能分解和集成的模塊化設計方法，主要指產(chǎn)品和過程的 集成對產(chǎn)品的分解、集成和評估做了討論。Sakieh 和 Kamrar 發(fā)展了一種結構 化的方法。這種方法包括需求分析、概念分析（分解） 、概念集成。他們提出了 鏈接方法中各步驟的結合度。Jiao 和 Ts-eng 發(fā)展了一種模塊性的系統(tǒng)規(guī)劃。 在三個連續(xù)的觀點中功能（需求分析） 、技術（分解集成） 、物理（經(jīng)濟評 估） ，集成了產(chǎn)品開發(fā)中的不同階段。國內浙江大學的祁國寧教授也提出了一種 基于結構特征的設計方法。 在模塊的識別研究上， 國外 GU 等人提出的面向產(chǎn)品全生命周期的模塊 化劃分方法，針對每一階段的設計目標構造相關矩陣，由設計師對每一個設計 目標的模塊劃分結果進行對比和綜合，得到最終的模塊劃分結果；Stone 等提 出一種啟發(fā)式模塊創(chuàng)建方法，根據(jù)產(chǎn)品功能結構圖中的能量流、物料流、信號 流一級力等來進行產(chǎn)品模塊劃分。Tshi 等人通過制造和裝配過程中的功能設計 研究，得出模塊形成的最優(yōu)方式，并對模塊的設計、制造順序進行排序。 Sakieh 等人把馬快的形成過程分解成四階段，并通過零件之間特征指標的關聯(lián) 度形成模塊。國內潘雙夏等從客戶需求、功能、幾何、物理等相關準則出發(fā)， 提出了基于模糊聚類的模塊化分方法。王海軍等分別用直接集類法、最大模糊 樹法和模擬退火算法進行了面向產(chǎn)品再設計的功能模塊劃分。高飛等利用廣義 有向圖對創(chuàng)新設計產(chǎn)品功能模塊進行了合理的劃分。南京理工大學的周開俊等 利用遺傳算法進行了面向產(chǎn)品創(chuàng)新設計的劃分。 第九章 并行設計 1、并行設計中的協(xié)同工作是什么？試說明其組織模型。 答：協(xié)同設計的概念主要體現(xiàn)在設計信息的“并行”共享上，即設計者能在 “適當”的時候，采用“適當”的方法，在“適當”的地方，以“適當”的形 式存取“適當”的設計信息。之所以強調適當性，是因為協(xié)同行為發(fā)生在網(wǎng)絡 系統(tǒng)中的不同地點和不同時間。協(xié)同的含義具體體現(xiàn)以下幾個方面： （1）產(chǎn)品設計信息的協(xié)同。 （2）設計過程的協(xié)同。 （3）設計工具的協(xié)同。 （4）設計環(huán)境的協(xié)同。 （5）通信的協(xié)同。 在產(chǎn)品開過程中，工作小組之間的協(xié)同工作是保證產(chǎn)品開發(fā)速度和質量的關鍵， 合理的組織劃分和定義是實現(xiàn)數(shù)據(jù)管理的基礎，也是流程管理的基礎。在實施 產(chǎn)品開發(fā)時，應首先家里有效的組織模型，設置相應的工作權限，然后才能建 立項目的工作流程、審批規(guī)則等。通常采用五級組織模型，如圖 9-3 所示。 項目主管 項目主管 工作組 工作組 角色 角色 系統(tǒng)管理員 - 9 - 用戶 用戶 圖 9-3 五級組織模型 2、簡述產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的組成。 答：一個理想的產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)應包括如下組成要素： 1 信息倉庫。 2 信息管理。 3 基礎體系結構。 4 接口模塊。 5 信息結構定義模塊。 6 信息結構管理模塊。 7 工作流定義模塊。 8 工作流控制模塊。 9 系統(tǒng)管理模塊。 目前，還沒有什么系統(tǒng)可以單獨提供上述產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理的全部功能，因此， 企業(yè)實際應用的產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)一般都是由多個異構系統(tǒng)集成的結構。其中 包括：一個核心程序，若干個集成工具和若干個局部的產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理中心。 第十一章 綠色設計 1、何謂綠色設計？何謂綠色產(chǎn)品？何謂綠色技術？ 答：綠 色 設 計 (Green Design)， 又 稱 又 稱 生 態(tài) 設 計 （ Ecological Design） 、 面 向 環(huán) 境 的 設 計 （ Design for Environment） 、 生 命 周 期 設 計 、 環(huán) 境 意 識 設 計 等 ， 是 指 借 助 產(chǎn) 品 生 命 周 期 中 與 產(chǎn) 品 相 關 的 各 類 信 息 (技 術 信 息 、 環(huán) 境 協(xié) 調 性 信 息 、 經(jīng) 濟 信 息 )， 利 用 并 行 設 計 等 各 種 先 進 的 設 計 理 論 ， 使 設 計 出 的 產(chǎn) 品 具 有 先 進 的 技 術 性 、 良 好 的 環(huán) 境 協(xié) 調 性 以 及 合 理 的 經(jīng) 濟 性 的 一 種 系 統(tǒng) 設 計 方 法 。 綠 色 設 計 著 眼 于 人 與 自 然 的 生 態(tài) 平 衡 關 系 ， 在 設 計 過 程 的 每 一 個 決 策 中 都 充 分 考 慮 到 環(huán) 境 效 益 ， 盡 量 減 少 對 環(huán) 境 的 破 壞 。 對 工 業(yè) 設 計 而 言 ， 綠 色 設 計 的 核 心 是 “3R”， 即 Reduce、 Recycle 和 Reuse， 不 僅 要 盡 量 減 少 物 質 和 能 源 的 消 耗 、 減 少 有 害 物 質 的 排 放 ， 而 且 要 使 產(chǎn) 品 及 零 部 件 能 夠 方 便 地 分 類 回 收 并 再 生 循 環(huán) 或 重 新 利 用 。 綠 色 設 計 不 僅 是 一 種 技 術 層 面 的 考 量 ， 更 重 要 的 是 一 種 觀 念 上 的 變 革 ， 要 求 設 計 師 放 棄 那 種 過 分 強 調 產(chǎn) 品 在 外 觀 上 標 新 立 異 的 做 法 ， 而 將 重 點 放 在 真 正 意 義 上 的 創(chuàng) 新 上 面 ， 以 一 種 更 為 負 責 的 方 法 去 創(chuàng) 造 產(chǎn) 品 的 形 態(tài) ， 用 更 簡 潔 、 長 久 的 造 型 使 產(chǎn) 品 盡 可 能 地 延 長 其 使 用 壽 命 。 綠 色 產(chǎn) 品 又 稱 為 環(huán) 境 協(xié) 調 產(chǎn) 品 ， 是 相 對 于 普 通 產(chǎn) 品 而 言 的 。 目 前 綠 色 產(chǎn) 品 的 “綠 色 程 度 ”還 沒 有 達 到 共 識 。 所 以 ， 關 于 綠 色 產(chǎn) 品 的 定 義 尚 有 各 種 說 法 。 例 如 ， 綠 色 產(chǎn) 品 是 指 以 環(huán) 境 資 源 保 護 為 核 心 概 念 而 設 計 生 產(chǎn) 的 可 以 拆 卸 并 分 解 的 產(chǎn) 品 ， 產(chǎn) 品 報 廢 后 零 件 可 以 回 收 利 用 ； 綠 色 產(chǎn) 品 是 指 將 重 點 放 在 減 少 部 件 ， 使 原 材 料 合 理 化 ， 部 件 可 重 新 利 用 的 產(chǎn) 品 。 概 括 起 來 講 ， 綠 色 產(chǎn) 品 應 是 在 產(chǎn) 品 生 命 周 期 全 程 中 ， 符 合 特 定 的 環(huán) 境 保 護 要 求 ， 對 生 態(tài) 環(huán) 境 無 害 或 危 害 極 少 ， 資 源 利 用 率 最 高 ， 能 源 消 耗 最 低 的 產(chǎn) 品 。 綠 色 技 術 又 稱 為 環(huán) 境 友 善 技 術 ， 是 減 輕 環(huán) 境 污 染 或 減 少 原 材 料 、 自 然 資 源 使 用 的 技 術 、 工 藝 或 產(chǎn) 品 的 總 稱 。 其 中 包 括 以 下 幾 種 技 術 ： 1) 面向材料的設計技術； 2) 面向環(huán)境的設計技術； 3) 面向能源的設計技術。 2、自擬題目，寫一篇關于環(huán)境保護與產(chǎn)品設計關系的小論文。 機械設計與環(huán)境保護 流水、鳥鳴之聲,能鎮(zhèn)靜人的情緒,松弛我們的身心,而且給人一種返回大自 然的感覺,聽了這些聲音,腦電波會增加,左右腦的溝通亦會更加有效,智慧因而 慢慢打開 而來的氣息沁人心脾。 大自然音符滋潤心靈的選擇，永遠無悔的決定，沒有年齡限制的音樂極品。 當一個人身心疲乏之際聽到那些自然音樂而感到心情舒暢，當一個人身心煩 躁時候一個靜靜大自然的音樂有使你陶醉其中，當一個人沒落的時候，又是自 然音樂給你了一絲的光明。當自然的音樂無處不在。 作為一名大學生，作為一名西安科技大學高新學院的一名學生，更作為一 名學機械專業(yè)的學生，機械設計與環(huán)境保護無疑使我們要現(xiàn)在和將來工作中都 要學會的一門技術，更是一門藝術，現(xiàn)在的每一門產(chǎn)業(yè)鏈都無不和綠色環(huán)保掛 - 11 - 著勾，面對大自然贈與我們如此美麗的世界，我們怎能忍心將至毀于自己手中， 所以可持續(xù)發(fā)展、人類與大自然的和諧再一次成為我們要認真對待的一個課題。 隨著工程機械品種和數(shù)量的不斷增加，大量工程機械所消耗的資源、排放 的污染物對環(huán)境產(chǎn)生了難以估計的負荷。為保護人類十分寶貴且有限的地球資 源，實現(xiàn)全球可持續(xù)發(fā)展，提高操作人員的安全性及工作舒適性，努力達到人、 機和環(huán)境的親和，我們所設計的產(chǎn)品很有必要做關于環(huán)保方面的評估。 下面以建筑機械的環(huán)保設計理念來探究一下關于環(huán)保機械設計應該注意的 問題。 1) 使用環(huán)保型發(fā)動機；發(fā)動機是建筑機械所有系統(tǒng)中對環(huán)境影響最大的部件， 應使用低油耗、低排放、低噪聲、高效率的環(huán)保型發(fā)動機或配置廢氣凈化、 再循環(huán)等裝置，大大降低對環(huán)境的負荷。目前工程機動車輛尚未限制發(fā)動 機尾氣排放和噪聲，但隨著國內外各大中城市對城市環(huán)境保護的日益重視， 特別是裝載機等建筑機械產(chǎn)品在市政建設中的使用量不斷加大，對機動車 輛尾氣排放煙度、噪聲等指標的限制愈來愈嚴格，有必要按照汽車行業(yè)的 環(huán)保標準來設計建筑機械產(chǎn)品。 2) 采用低環(huán)境負荷材料；盡量使用可回收、易分解、能再生、無毒的無污染 或低污染的材料和工作介質,盡可能不使用氟利昂(空調)、含氯橡膠、樹脂 及石棉等有害材料。如裝載機、挖掘機的駕駛室內飾上不使用難以自然分 解且對環(huán)境有害的工程塑料及其它一些非金屬材料，在儀表、散熱器及蓄 能電池等配套件的生產(chǎn)中盡可能減少或替代鉛的使用量。 3) 延長壽命、降低能耗及減輕重量；在保持主機各項性能參數(shù)前提下盡量減 少主機和附屬作業(yè)裝置體積和重量，提高動力傳動系統(tǒng)零部件的強度和耐 久性能，考慮各系列產(chǎn)品同類零部件的通用性和互換性。延長產(chǎn)品壽命就 等于減少了機械的生產(chǎn)量和降低其報廢量，降低產(chǎn)品能耗可減少對環(huán)境的 污染，而減輕產(chǎn)品重量即可減少材料和資源的消耗。 4) 開發(fā)清新能源和節(jié)能技術；清新能源具有低能耗、低污染并可再生使用的 特點，開發(fā)電動機械、電動執(zhí)行元件、太陽能電池和新型蓄電池，采用節(jié) 能技術措施，如開發(fā)新型驅動機構，合理確定傳動與動力匹配，建立能源 回收存儲系統(tǒng)，減少泄露和管路損失，電梯的同步永磁無齒輪曳引機、變 頻驅動系統(tǒng)或間歇式操作系統(tǒng)都具有明顯的節(jié)能效果。 5) 開發(fā)減振降噪技術和機械；如彈性支承和油氣懸掛技術、阻尼技術、蓄能 技術，開發(fā)低噪聲施工機械，如變頻低噪聲振搗器，優(yōu)化零件設計、提高 加工精度，降低傳動系和液壓系的工作噪聲，采用隔聲和吸聲材料，消除 或弱化噪聲對環(huán)境的影響。 當然我們所設計的產(chǎn)品在符合環(huán)保要求的同時也要遵循實用的要求，要能 給企業(yè)帶來效益，還要做到能循環(huán)利用，即在設計之初就對產(chǎn)品的組成類型進 行分析計算，考慮產(chǎn)品的可回收性、可拆卸性和再循環(huán)利用性，并對零部件分 類，確定可再循環(huán)利用的比率，要考慮報廢件處理簡單、費用低和污染小，零 部件解體方便、破碎容易、能焚燒處理或可作為燃料回收。最后還要有一定的 美學元素在里面，只有我們設計的產(chǎn)品能符合以上這些要求時我們才能稱之為 一款成功的機械產(chǎn)品。 機械的節(jié)能與環(huán)保符合國際綠色機械的發(fā)展潮流，符合和諧社會可持續(xù)發(fā) 展的要求，是社會進步的標志，也是社會發(fā)展的必然趨勢。為了我國機械的健 康發(fā)展，參與國際化的競爭，業(yè)內人士必須提高機械的環(huán)保與節(jié)能意識，只有 通過機械行業(yè)的共同支持和整體協(xié)作才能完成。我們作為將來機械工業(yè)的接班 人，要從現(xiàn)在就把環(huán)保設計的理念牢記腦海，讓將來設計的產(chǎn)品更符合環(huán)保理 念、更符合綠色設計理念。 第十二章 商品化設計 1、簡述產(chǎn)品與商品的區(qū)別。 產(chǎn)品在不同的所有者之間交換后就成為商品，產(chǎn)品被購買后才能體現(xiàn)其使用價 值。產(chǎn)品的生產(chǎn)和交換過程如圖 12-1 所