機械系統(tǒng)的總體設(shè)計課件

1、02第二章機械系統(tǒng)的總體設(shè)計2022/8/1第二章機械系統(tǒng)的總體設(shè)計本章內(nèi)容：1.機械系統(tǒng)總體設(shè)計的基本步驟和形成的技術(shù)文件；2.設(shè)計任務(wù)的形成與確定；3.機械系統(tǒng)的功能描述、功能分解與求解；4.機械系統(tǒng)總體方案設(shè)計和求解；5.機械系統(tǒng)方案的評價原則和方法；6.機械系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方案和總體布局設(shè)計；7.機械系統(tǒng)的主要技術(shù)參數(shù)、技術(shù)指標(biāo)和總體設(shè)計圖要求。本章重點：1.機械系統(tǒng)總體設(shè)計的技術(shù)文件；2.機械系統(tǒng)的功能分解與求解；3.機械系統(tǒng)總體方案設(shè)計和求解；本章難點：1.機械系統(tǒng)的功能分解與求解；2.機械系統(tǒng)的方案求解（形態(tài)學(xué)矩陣）；3. 機械系統(tǒng)方案的評價方法（模糊評價法）。第二章機械系統(tǒng)的總體設(shè)計

2、 機械系統(tǒng)設(shè)計的第一個環(huán)節(jié)是總體設(shè)計，它是產(chǎn)品設(shè)計的關(guān)鍵，對產(chǎn)品的技術(shù)性能，經(jīng)濟指標(biāo)，外觀造型等具有決定性意義。在總體設(shè)計過程中，應(yīng)逐步形成下列技術(shù)文件：系統(tǒng)工作原理簡圖；主要部件的工作原理圖；方案評價報告；總體設(shè)計報告；系統(tǒng)總體布置圖。1.系統(tǒng)的原理方案的構(gòu)思2.結(jié)構(gòu)方案設(shè)計3.總體布局與環(huán)境設(shè)計4.主要參數(shù)及技術(shù)指標(biāo)的確定5.總體方案的評價與決策機械系統(tǒng)總體設(shè)計的主要內(nèi)容包括：第二章機械系統(tǒng)的總體設(shè)計一、設(shè)計任務(wù)的形成與確定1.設(shè)計任務(wù)的類型（1）開發(fā)性設(shè)計“零” “原型”的創(chuàng)新開發(fā)（2）適應(yīng)性設(shè)計在原理方案基本保持不變的前提下，對產(chǎn)品作局部的變更或設(shè)計一個新部件，使產(chǎn)品在質(zhì)和量方面更能滿

3、足使用要求。（3）變型設(shè)計在工作原理和功能結(jié)構(gòu)都不變的情況下，變更現(xiàn)有產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)配置和尺寸，使之適應(yīng)于更多的量的要求。創(chuàng)新課堂作業(yè)：對于三種設(shè)計任務(wù)的類型舉例說明。第二章機械系統(tǒng)的總體設(shè)計在所有的機械設(shè)計中75的機械是已經(jīng)設(shè)計過的，有樣機可供參考，有25的機械是未曾設(shè)計過的，無樣機參考。從有無樣機可供參考的角度，機械設(shè)計可分為三類：開發(fā)性設(shè)計、變型設(shè)計和仿型設(shè)計。1. 開發(fā)性設(shè)計（New Product Design）在工作原理、結(jié)構(gòu)等完全未知的情況下，應(yīng)用成熟的科學(xué)技術(shù)或經(jīng)過試驗證明是可行的新技術(shù)，設(shè)計過去沒有過的新型機械。這是一種完全創(chuàng)新的設(shè)計。世界上第一臺電話的設(shè)計就屬于完全創(chuàng)新設(shè)計。2

4、. 變型設(shè)計（Improving Design）有同類產(chǎn)品可供參考，原理和結(jié)構(gòu)完全已知。原理不變，為適應(yīng)用戶某些新的要求，或克服產(chǎn)品市場調(diào)查所反映的缺點，所進行的發(fā)展性設(shè)計。在結(jié)構(gòu)設(shè)計或造型設(shè)計方面有創(chuàng)新，可獲得實用新型專利或外觀設(shè)計專利。第二章機械系統(tǒng)的總體設(shè)計例2-1 更換普通自行車的傳動系統(tǒng)，并改變部分結(jié)構(gòu)后開發(fā)的變速賽車；發(fā)動機作四缸、六缸、直列、V形等改型設(shè)計。多數(shù)產(chǎn)品屬于變型設(shè)計。隨著技術(shù)水平的提高和市場需求的變化，應(yīng)掌握產(chǎn)品生命周期的特征，適時地對老產(chǎn)品進行改進。3. 仿型設(shè)計（Selecting Design） 它是指有同類產(chǎn)品可供參考，原理和結(jié)構(gòu)完全或部分已知。原理、結(jié)構(gòu)和性

5、能一般不變，只作工藝性變化，以適應(yīng)本企業(yè)的生產(chǎn)特點和技術(shù)裝備要求。通常采用反求設(shè)計（Reverse Design）方法。第二章機械系統(tǒng)的總體設(shè)計2.設(shè)計任務(wù)的來源（1）指令性設(shè)計任務(wù)（政府和軍隊等部門下達(dá)的）（2）來自市場的設(shè)計任務(wù)（用戶根據(jù)自己的需要提出的）（3）考慮前瞻的預(yù)研設(shè)計任務(wù)（根據(jù)市場的發(fā)展動向）3.擬定設(shè)計任務(wù)書（1）擬定設(shè)計任務(wù)書的一般原則 “詳細(xì)而明確，合理而先進”詳細(xì)：針對具體設(shè)計項目盡可能列出全部設(shè)計要求，特別是不要遺漏重要的設(shè)計要求。明確：對設(shè)計要求盡可能定量化。合理：對設(shè)計要求提得適度，實事求是。先進：與國內(nèi)外同類產(chǎn)品相比，在產(chǎn)品功能、技術(shù)性能、經(jīng)濟指標(biāo)方面都有先進性

6、。第二章機械系統(tǒng)的總體設(shè)計（3）設(shè)計任務(wù)書的格式“明細(xì)表或合同書”等方式表達(dá)（2）產(chǎn)品設(shè)計要求對整機而言，通用的主要要求如下： 產(chǎn)品功能要求；（V=F/C） 適應(yīng)性要求；（產(chǎn)品的適應(yīng)范圍） 性能要求；（產(chǎn)品的技術(shù)特征） 生產(chǎn)能力要求；（產(chǎn)品的重要技術(shù)指標(biāo)） 制造工藝要求； 可靠性要求； 使用壽命要求； 人機工程要求； 安全性要求第二章機械系統(tǒng)的總體設(shè)計編 號名 稱微電腦全自動洗衣機設(shè)計單位起止時間主要設(shè)計人員設(shè)計費用設(shè) 計 要 求1功能主要功能:洗滌臟衣服; 輔助功能:毛衣物上的毛絨過濾等。2適應(yīng)性洗滌對象:普通衣物;毛毯、牛仔服；羊毛、絲綢等。入口水壓：0.10.6MPa環(huán)境：遠(yuǎn)離熱源、振動

7、等，要有水源、電源3性能動力：額定輸入功率400W左右。外形尺寸：小于550mmX550mmX900mm整機質(zhì)量：小于30kg4洗滌能力額定洗滌、脫水容量：3.8kg（干衣）5可靠度整機可靠度要求達(dá)到99.9%以上。6使用壽命一次性使用壽命5年，多次性維修使用壽命10年7經(jīng)濟成本700元左右（含材料、設(shè)計、制作加工、管理費用）8人機工程操作方便（面板式操作，全自動控制洗滌過程，可簡單編程）；顯示清晰；造型美觀9安全性保證人身、設(shè)備安全（漏電保護功能、洗滌過程異常時的自動報警功能等）第二章機械系統(tǒng)的總體設(shè)計作業(yè)查閱有關(guān)書籍或利用網(wǎng)上資源，自己交上一份有關(guān)某機械產(chǎn)品的設(shè)計任務(wù)書，手寫或打印都可以！

8、不允許有重復(fù)！下周二（9月7日）上課前交上來！第二章機械系統(tǒng)的總體設(shè)計任務(wù)功能綜合原理綜合構(gòu)型綜合確定方案功能分析功能分解功能分類創(chuàng)新技法形態(tài)矩陣沖突矩陣解法目錄資源利用機構(gòu)構(gòu)型結(jié)構(gòu)構(gòu)型方案評價技術(shù)沖突解決原理（TRIZ理論）第二章機械系統(tǒng)的總體設(shè)計二、機械系統(tǒng)的功能及指標(biāo)分解系統(tǒng)的總功能主功能物料的輸入、轉(zhuǎn)換與輸出功能（物料流）動力功能能量傳遞與變換功能（能量流）控制功能信息傳遞與控制功能（信息流）結(jié)構(gòu)功能主功能直接實現(xiàn)系統(tǒng)目的，表明了系統(tǒng)的主要特征和功能；動力功能為系統(tǒng)提供必要的能量；控制功能包括信息檢測、處理和控制，是使系統(tǒng)正常運行，達(dá)到精確、可靠、節(jié)能、協(xié)調(diào)所必需的；結(jié)構(gòu)功能系統(tǒng)各要素

9、組合起來，進行空間配置、形成一個統(tǒng)一的整體，并保證系統(tǒng)工作中的強度和剛度。1.系統(tǒng)功能的描述第二章機械系統(tǒng)的總體設(shè)計動力功能主功能(洗滌衣物)(污)衣物凈水洗滌劑(凈)衣物臟水動力功能控制功能驅(qū)動能損耗能洗滌方式輸入洗滌過程 顯示結(jié)構(gòu)第二章機械系統(tǒng)的總體設(shè)計2.系統(tǒng)的原理方案總體分析例1：制造一個零件采用切削加工；采用擠壓成型；采用激光燒結(jié)快速成型 切削機床 壓力加工機床 激光快速成型設(shè)備例2：洗衣機的設(shè)計采用搓洗 采用振洗波輪式的洗衣機 振動式的洗衣機在分析或設(shè)計一個現(xiàn)代機械系統(tǒng)時，首先應(yīng)該從主功能著手。第二章機械系統(tǒng)的總體設(shè)計例3：螺紋加工機的總體原理方案分析第二章機械系統(tǒng)的總體設(shè)計3.功

10、能分解與功能樹一般情況下，機械系統(tǒng)都比較復(fù)雜，此時滿足總功能的系統(tǒng)方案如何確定？可按系統(tǒng)工程分解性原理進行功能分解，建立功能結(jié)構(gòu)圖即功能樹，化繁為簡。功能樹起于總功能，末端為功能元。前級功能是后級功能的目的功能，后級功能是前級功能的手段功能。同一層次的功能元組合起來，應(yīng)能滿足上一層功能的要求，最后合成的整體功能應(yīng)能滿足系統(tǒng)的要求?？偣δ芤患壏止δ?一級分功能2二級分功能1二級分功能2功能元2功能元1功能元：組成總功能或分功能的具有確切功能的基本單元。第二章機械系統(tǒng)的總體設(shè)計第二章機械系統(tǒng)的總體設(shè)計4.功能求解分功能求解的基本思路可以簡明地表達(dá)為： 功能工作原理功能載體分功能的求解就是尋求完成分

11、功能的技術(shù)實體功能載體。求解的過程是從基礎(chǔ)科學(xué)研究揭示的一般科學(xué)原理開始，經(jīng)過應(yīng)用研究探明具體的技術(shù)原理，然后尋求實現(xiàn)該技術(shù)原理的技術(shù)手段和主要結(jié)構(gòu)。為了簡單起見，把科學(xué)原理、技術(shù)原理一起稱作工作原理。負(fù)壓效應(yīng)（壓力與容積的關(guān)系；流速與壓力的關(guān)系）慣性力效應(yīng)毛細(xì)管效應(yīng)波紋管水泵；柱塞泵；文丘里喉管離心泵熱管（用于人造衛(wèi)星和凍土層輸油管保溫等）輸送液體第二章機械系統(tǒng)的總體設(shè)計第二章機械系統(tǒng)的總體設(shè)計第二章機械系統(tǒng)的總體設(shè)計作業(yè)(1)查閱有關(guān)書籍或利用網(wǎng)上資源，自己交上一份有關(guān)某機械產(chǎn)品的設(shè)計任務(wù)書，手寫或打印都可以！(2)對該機械產(chǎn)品進行功能分析。不允許有重復(fù)！下周二（9月7日）上課前交上來！第

12、二章機械系統(tǒng)的總體設(shè)計三、機械系統(tǒng)的方案設(shè)計總功能若干子功能或功能元形成若干個總體方案方案設(shè)計的過程實際上就是對子功能方案進行方案綜合的過程1.形態(tài)學(xué)矩陣形態(tài)學(xué)矩陣法：一種系統(tǒng)搜索和程式化求解的分功能組合 求解方法。因素：指構(gòu)成機械產(chǎn)品總功能的各個分功能。形態(tài)：相應(yīng)的實現(xiàn)各分功能的執(zhí)行機構(gòu)和技術(shù)手段。例如：分功能：間歇運動表現(xiàn)形態(tài)：棘輪機構(gòu)、槽輪機構(gòu)、間歇凸輪機構(gòu)第二章機械系統(tǒng)的總體設(shè)計形態(tài)學(xué)矩陣：在形態(tài)學(xué)中，將各子系統(tǒng)的目標(biāo)（功能）及基本可能實現(xiàn)的辦法（可以是物理效應(yīng)、作用原理或功能載體）列入一個矩陣形式的表中，這個表就稱為，也稱模幅箱圖。第二章機械系統(tǒng)的總體設(shè)計2.總體方案求解（1）求解原

13、則相容性鑒別功能結(jié)構(gòu)中的能量流、物料流及信息流能否不受干擾地連續(xù)流過？功能元的原理方案在幾何學(xué)和運動學(xué)上是否有矛盾？計算機完成從技術(shù)、經(jīng)濟效益較好的角度，初選幾個較有希望的方案。要考慮設(shè)計要求及附加要求。不僅針對某項具體功能元，還要兼顧到全局及其他相關(guān)的功能元，最好能將幾個功能元用同一類原理實現(xiàn)，使原理方案簡化。對于關(guān)鍵性的功能元，應(yīng)多考慮采用創(chuàng)造性方法解決。第二章機械系統(tǒng)的總體設(shè)計例1：單缸洗衣機的總體方案設(shè)計功能分解功能求解列形態(tài)學(xué)矩陣并進行方案綜合理論上可組合出44348 種方案方案1：A1+B1+C1 一種最原始的洗衣機方案2：A1+B1+C2 最簡單的普及型單缸洗衣機方案3：A2+B

14、3+C1 結(jié)構(gòu)簡單的熱脹增壓式洗衣機方案4：A1+B2+C2 利用電磁振蕩原理分離臟物的洗衣機方案5：A1+B4+C2 超聲波洗衣機的設(shè)想第二章機械系統(tǒng)的總體設(shè)計例2：挖掘機的總體方案設(shè)計其主要功能有，取物(包括傳動、取物)和運物(包括傳動、移位)，可建立其形態(tài)學(xué)矩陣如表所示，可能的組合方案數(shù)為N654431440A3B4C3D2E1履帶式挖掘機A5B5C2D4E2液壓輪胎式挖掘機第二章機械系統(tǒng)的總體設(shè)計對于復(fù)雜機械，若采用一個形態(tài)學(xué)矩陣表示整個系統(tǒng)功能的解法，則該矩陣將過于龐大，此時可先建立各分功能的形態(tài)學(xué)矩陣，分別考慮局部的設(shè)計方案，然后再綜合為整體方案。（2）功能集成如何將求解所得的功能

15、載體進行集成？最主要的工作：接口設(shè)計功能集成需要考慮各功能載體在機械結(jié)構(gòu)上的關(guān)聯(lián)與控制信息上的關(guān)系兩個方面，是一個充分考慮如何確定合理的整體布局形式，采用恰當(dāng)?shù)膫鲃雍椭С薪Y(jié)構(gòu)，檢測控制硬件、信息處理方法等的過程。第二章機械系統(tǒng)的總體設(shè)計例如：傳統(tǒng)的雙桶洗衣機的脫水及洗滌分別由兩套機構(gòu)實現(xiàn)（在設(shè)計較完善時，脫水運動與洗滌運動之間不發(fā)生動力學(xué)的相互影響）；全自動微電腦控制單桶洗衣機只采用一個電動機實現(xiàn)脫水與洗滌（兩者不是同時進行的，則產(chǎn)生了關(guān)聯(lián)）。例如：數(shù)控車床在做差補運動時，為復(fù)現(xiàn)運動軌跡，要求各運動軸聯(lián)動（關(guān)聯(lián)表現(xiàn)在運動學(xué)上）；機器人手臂各關(guān)節(jié)之間不僅有運動學(xué)的關(guān)聯(lián)，也有動力學(xué)的關(guān)聯(lián)。第二章機

16、械系統(tǒng)的總體設(shè)計四、機械系統(tǒng)方案的評價1.方案評價的概念評價：指在設(shè)計過程中，對解決設(shè)計問題的各方案進行比較 和評定，由此確定各方案的價值，判斷其優(yōu)劣，以使 篩選出最佳設(shè)計方案。對于每一個設(shè)計問題，一般都會有許多不同的解決方案。從這種意義上說，設(shè)計是一種發(fā)散收斂，搜索篩選的過程。解決這種多解的問題，其通常的邏輯步驟為： 分析綜合評價決策這里“方案”的意義是廣泛的，可以有多種形式，如原理方案、結(jié)構(gòu)方案、造型方案等，從其載體上看，可以是零、部件或總成圖紙，也可以是模型、樣機、產(chǎn)品，等等。一般來說，評價中所指的“方案”，其實質(zhì)是指對設(shè)計中所遇問題的解答。不論其是實體的形態(tài)(如樣機、產(chǎn)品、模型)，還是

17、構(gòu)想的形態(tài)，這些方案都可以作為評價的對象。第二章機械系統(tǒng)的總體設(shè)計客觀性原則包括參與人員的客觀性和評價資料的客觀性。評價的客觀性、有效性和合理性必須充分保證；評價方法要合理和可靠等?？杀刃栽瓌t要求被評價的各方案的基本功能、基本屬性具有可比性，能建立共同的評價指標(biāo)體系。合理性原則確定的評價指標(biāo)體系和評價尺度（標(biāo)準(zhǔn)）應(yīng)合乎邏輯，能正確反映評價目的。整體性原則（全面性原則）評價指標(biāo)應(yīng)盡量全面，能綜合反映系統(tǒng)的整體指標(biāo)；注意區(qū)分各指標(biāo)對整體性能影響的重要程度。 為使評價盡可能減少偏差和避免失誤，必須遵循以下原則：第二章機械系統(tǒng)的總體設(shè)計2.評價目標(biāo)（評價準(zhǔn)則）確定目標(biāo)作為評價依據(jù)對評價目標(biāo)給予定性或定

18、量的評價技術(shù)評價目標(biāo)：評價方案在技術(shù)上的適用性、先進性和完善性。如：工作性能指標(biāo)、可靠性、安全性、宜人性、可維護性等等 經(jīng)濟評價目標(biāo)：評價方案的經(jīng)濟性。如：方案的投入產(chǎn)出比、性能價格比、成本與利潤、資金占用、競爭潛力、市場潛力等等 社會評價目標(biāo)：評價方案實施后產(chǎn)生的社會效益和環(huán)境影響。如：對經(jīng)濟發(fā)展、市場前景、生態(tài)環(huán)境的影響，對人們生活方式的影響、對人們身心健康的影響，對生產(chǎn)的安全性、環(huán)境變化的適應(yīng)性、資源及能源的利用狀況等方面。 內(nèi)容目的通過對可行的候選方案進行技術(shù)、經(jīng)濟、社會等方面的評定，提出方案的評價意見，為決策者最后確定設(shè)計方案提供信息和依據(jù)。第二章機械系統(tǒng)的總體設(shè)計審美評價：如造型風(fēng)

19、格、形態(tài)、色彩、時代性、創(chuàng)造性、傳達(dá)性、審美價值、心理效果等等。方法定量評價時，需根據(jù)各目標(biāo)的重要程度設(shè)置加權(quán)系數(shù)，它是反映目標(biāo)重要程度的量化系數(shù)。由經(jīng)驗確定或采用強制判定法（Forced Desion），簡稱FD）計算。FD法操作時將評價目標(biāo)和比較目標(biāo)分別列于判別表的縱、橫坐標(biāo)。根據(jù)評價目標(biāo)的重要程度兩兩加以比較并在相應(yīng)格中給出評分。兩目標(biāo)同等重要各給2分；某項比另一項重要分別給3分和1分；基本項比另一項重要得多則分別給4分和0分。各評價目標(biāo)的總分評價目標(biāo)數(shù)第二章機械系統(tǒng)的總體設(shè)計 比較目標(biāo)評價目標(biāo)耗水量外觀壽命維修性洗凈度價格耗水量外觀壽命維修性洗凈度價格0.020.080.170.170

20、.250.311000042103310014321044331444431510101519例：確定洗衣機的評價目標(biāo)的加權(quán)系數(shù)。已知：洗衣機六個評價目標(biāo)的重要程度順序為價格、洗凈度、維修性、壽命、外觀、耗水量（其中維修性與壽命同等重要）。第二章機械系統(tǒng)的總體設(shè)計目標(biāo)樹是分析表達(dá)評價目標(biāo)的一種有效手段。用系統(tǒng)分析的方法對目標(biāo)系統(tǒng)進行分解并圖示，將總目標(biāo)化為便于定性或定量評價的目標(biāo)元，從而形成目標(biāo)樹。第二章機械系統(tǒng)的總體設(shè)計3.模糊評價法模糊評價：利用集合和模糊數(shù)學(xué)將模糊信息數(shù)值化以進行定量 評價的方法。（1）隸屬度隸屬度：表示某方案對評價標(biāo)準(zhǔn)的從屬程度，用01之間的 實數(shù)表達(dá)。確定隸屬度用統(tǒng)計

21、法或隸屬函數(shù)法。（2）模糊評價對于多個評價目標(biāo)的方案，先分別求各評價目標(biāo)的隸屬度，考慮加權(quán)系數(shù)，根據(jù)模糊矩陣的合成規(guī)律求得綜合模糊評價的隸屬度，再通過比較求得最佳方案。序號評價頻數(shù)相對頻數(shù)12345很好好較好不太好不好1153100.050.750.150.050第二章機械系統(tǒng)的總體設(shè)計（2）某方案對n個評價目標(biāo)的模糊評價隸屬度矩陣（3）加權(quán)系數(shù)矩陣（1）取評價目標(biāo)集取評價標(biāo)準(zhǔn)集步驟第二章機械系統(tǒng)的總體設(shè)計取小取大法（4）綜合模糊評價隸屬度矩陣乘加法（5）方案選優(yōu)方案比較時，計算每個候選方案的優(yōu)先度，數(shù)值高者為優(yōu)，設(shè)計方案的優(yōu)先度按下式計算：優(yōu)先度的計算：應(yīng)當(dāng)將方案歸屬于每個等級的隸屬度與該等

22、級的分?jǐn)?shù)相乘，然后所有項相加。第二章機械系統(tǒng)的總體設(shè)計例：某廠在開發(fā)一種新產(chǎn)品時，總體設(shè)計時選定了A1、A2兩個候選方案。為了確定選擇哪個方案，組織了一個由10位專家組成的評價小組，用模糊評價法對兩個方案進行評價。（1）確定評價指標(biāo)及評價尺度三個評價指標(biāo)：產(chǎn)品性能P1、可靠度P2、使用方便性P3評價尺度向量（2）確定評價指標(biāo)加權(quán)系數(shù)評價指標(biāo)P1、P2、P3的相對重要度之比6:3:1，則加權(quán)系數(shù)矩陣（3）構(gòu)造評價方案A1、A2的隸屬度矩陣專家組就評價方案在指定的評價目標(biāo)下應(yīng)歸屬哪個等級問題進行了投票，投票結(jié)果見表。第二章機械系統(tǒng)的總體設(shè)計方案1和2對3個評價目標(biāo)的模糊評價隸屬度矩陣R是3行4列矩

23、陣，其元素為第二章機械系統(tǒng)的總體設(shè)計（4）計算評價方案的綜合模糊評價隸屬度矩陣（5）計算評價方案的綜合得分（優(yōu)先度）并選優(yōu)要計算綜合得分，應(yīng)當(dāng)將方案歸屬于每個等級的隸屬度與該等級的分?jǐn)?shù)相乘，然后所有項相加。結(jié)論：方案A1的評價比方案A2略高一些。第二章機械系統(tǒng)的總體設(shè)計作業(yè)1：某廠在開發(fā)一種洗衣機時，總體設(shè)計時選定了A1、A2兩個候選方案。為了確定選擇哪個方案，組織了一個由10位專家組成的評價小組，用模糊評價法對兩個方案進行評價。六個評價指標(biāo)：價格、洗凈度、維修性、壽命、外觀、耗水量評價指標(biāo)劃分為4個等級：0.9，0.7，0.5，0.3第二章機械系統(tǒng)的總體設(shè)計（1）確定評價指標(biāo)及評價尺度評價尺

24、度向量（2）確定評價指標(biāo)加權(quán)系數(shù)加權(quán)系數(shù)矩陣第二章機械系統(tǒng)的總體設(shè)計（3）構(gòu)造評價方案A1、A2的隸屬度矩陣（4）計算評價方案的綜合模糊評價隸屬度矩陣第二章機械系統(tǒng)的總體設(shè)計（5）計算評價方案的綜合得分（優(yōu)先度）并選優(yōu)要計算綜合得分，應(yīng)當(dāng)將方案歸屬于每個等級的隸屬度與該等級的分?jǐn)?shù)相乘，然后所有項相加。結(jié)論：方案A2的評價比方案A1略高一些。第二章機械系統(tǒng)的總體設(shè)計作業(yè)2：在某機器設(shè)計中，有兩種備選方案，為了確定選擇哪個方案，組織了一個由20位專家組成的評價小組用模糊綜合評價法對兩個方案進行評價。已知：1)評價指標(biāo)：產(chǎn)品性能（B1）、可靠性（B2）、使用方便性（B3）、制造成本（B4）、使用成本

25、（B5）；每個評價指標(biāo)劃分為優(yōu)、良、中等、較差、很差5個等級：0.9，0.7，0.5，0.3，0.1；2)評價指標(biāo)B1、B2、B3、B4、B5的權(quán)分別為：0.25、0.2、0.2、0.2、0.15；3)投票結(jié)果如下表所示：第二章機械系統(tǒng)的總體設(shè)計評價指標(biāo)評價等級（A方案）評價等級（B方案）優(yōu)良中等較差很差優(yōu)良中等較差很差B110442086420B210424084422B38442284422B48444064442B58642064460每個評價指標(biāo)劃分為優(yōu)、良、中等、較差、很差5個等級：0.9、0.7、0.5、0.3、0.1評價指標(biāo)B1、B2、B3、B4、B5的權(quán)分別為：0.25、0.2

26、、0.2、0.2、0.15第二章機械系統(tǒng)的總體設(shè)計（4）計算評價方案的綜合模糊評價隸屬度矩陣（2）確定評價指標(biāo)加權(quán)系數(shù)（1）確定評價指標(biāo)及評價尺度（3）構(gòu)造評價方案A、B的隸屬度矩陣第二章機械系統(tǒng)的總體設(shè)計（5）計算評價方案的綜合得分（優(yōu)先度）并選優(yōu)要計算綜合得分，應(yīng)當(dāng)將方案歸屬于每個等級的隸屬度與該等級的分?jǐn)?shù)相乘，然后所有項相加。結(jié)論：方案A的評價比方案B略高一些。第二章機械系統(tǒng)的總體設(shè)計五、機械系統(tǒng)的總體布局設(shè)計及主要參數(shù)確定1.結(jié)構(gòu)方案與總體布局設(shè)計（2）總體布局設(shè)計（1）結(jié)構(gòu)方案設(shè)計結(jié)構(gòu)方案設(shè)計的主要工作是確定功能載體的組合方式。原則運動學(xué)原則基面合一原則最短傳動鏈原則保證安全性原則簡

27、單化原則任務(wù)確定系統(tǒng)各主要部件之間相對應(yīng)的位置關(guān)系以及它們之間所需要的相對運動關(guān)系。內(nèi)容機械的大致工藝路線機型特征，外形尺寸主要組成部件及其相對位置、尺寸第二章機械系統(tǒng)的總體設(shè)計有利于系統(tǒng)功能的實現(xiàn)有利于物料流的暢通有利于安裝、使用與維修應(yīng)注意到整體的平衡性有效避免干涉在進行總體布局時，應(yīng)注意以下基本問題：按主要工作機構(gòu)的相對位置，可分為前置式、中置式、后置式等按主要工作機構(gòu)的空間位置，可分為平面式、空間式等按主要工作機構(gòu)的運動軌跡，可分為回轉(zhuǎn)式、直線式、振動式等按機架或機殼的形式，可分為整體式、組合式等總體布局的基本形式：第二章機械系統(tǒng)的總體設(shè)計例1：洗衣機的總體布局第二章機械系統(tǒng)的總體設(shè)計

28、例2：數(shù)控機床的總體布局（1）采用框架式對稱結(jié)構(gòu)（2）采用無懸伸工作臺結(jié)構(gòu)（3）采用熱源和振動源隔離布局（4）采用雙八面體全封閉框架結(jié)構(gòu)第二章機械系統(tǒng)的總體設(shè)計第二章機械系統(tǒng)的總體設(shè)計第二章機械系統(tǒng)的總體設(shè)計并聯(lián)（虛擬軸）數(shù)控機床第二章機械系統(tǒng)的總體設(shè)計并聯(lián)（虛擬軸）加工中心第二章機械系統(tǒng)的總體設(shè)計并聯(lián)（虛擬軸）加工中心XBCYZ第二章機械系統(tǒng)的總體設(shè)計MOV45 并聯(lián)（虛擬軸）加工中心第二章機械系統(tǒng)的總體設(shè)計MOV46 并聯(lián)數(shù)控機床第二章機械系統(tǒng)的總體設(shè)計機械系統(tǒng)的總體布局設(shè)計 ！1.機械化生產(chǎn)線的布置機械化生產(chǎn)線是按產(chǎn)品工藝過程，主要機械設(shè)備和輔助設(shè)備用運輸和中間存貯設(shè)備等連接起來，組成獨

29、立控制和連續(xù)生產(chǎn)的系統(tǒng)。2.生產(chǎn)作業(yè)機械的總體布置生產(chǎn)作業(yè)機械是指完成作業(yè)操作的單體機械。第二章機械系統(tǒng)的總體設(shè)計主要工藝設(shè)備各種軋機，鍛壓機，自動沖壓機，擠壓機，金屬成型機金屬切削自動機，加工中心機床，組合機床化工過程設(shè)備：反應(yīng)釜、蒸發(fā)器輔助工藝裝置剪切機，卷取機，矯直機，轉(zhuǎn)位、翻轉(zhuǎn)裝置，夾持裝置原料分選，篩分裝置，去皮、切塊、榨汁機清洗、冷卻裝置，排屑、排渣裝置物料貯運裝置各種起重機，輥道，鏈板式或皮帶式傳料機液、氣壓力輸送管道裝置，推床、推桿裝置物料存貯裝置：料倉、料斗，堆垛機，垛板臺上下料裝置：各種上料機、機械手控制裝置檢測裝置：產(chǎn)品質(zhì)量、設(shè)備故障尋查和診斷環(huán)境監(jiān)視檢測裝置，各種傳感器

30、信號處理裝置：數(shù)據(jù)處理、報警、反饋儀器控制裝置：速度，、壓力控制器第二章機械系統(tǒng)的總體設(shè)計在機械化工藝流程中，存在各種分散的作業(yè)，需要解決協(xié)調(diào)連接的問題。一般來說，機械是以循環(huán)的移動作業(yè)動作來處理工件的，可以采用連續(xù)工藝方法進行作業(yè)，如連續(xù)軋制、連續(xù)澆鑄，化工過程等。作業(yè)動作是在工件連續(xù)運行中進行的，如飛剪、飛鋸等第二章機械系統(tǒng)的總體設(shè)計但是在機械加工、裝配作業(yè)和手工操作等生產(chǎn)流程中，大多是斷續(xù)的工藝方法，流程是間歇的，因此在移動停止時需要定位及吸收慣性動能，則可用步進運動機構(gòu)。第二章機械系統(tǒng)的總體設(shè)計移動作業(yè)（Transfer operation）：是使工件向處理方向移近。移動方式：直進式（

31、line）和旋轉(zhuǎn)式（rotary）第二章機械系統(tǒng)的總體設(shè)計2.生產(chǎn)作業(yè)機械的總體布置生產(chǎn)作業(yè)機械是指完成作業(yè)操作的單體機械。作業(yè)操作（work operation）是指包括滾軋、擠壓、拉拔、剪切、彎曲、包裝等多種生產(chǎn)作業(yè)，實際工作的部件為工作頭（工作構(gòu)件），作業(yè)進行的場所就是工位，是工件停止時接受作業(yè)的位置。如多工位自動機。移動式的生產(chǎn)作業(yè)機械如挖掘機、裝載機等可完成多種作業(yè)，但工位是不確定的，沒有工位的概念，而有不同的工序。第二章機械系統(tǒng)的總體設(shè)計機械總體布置示例例1：輪式裝載機第二章機械系統(tǒng)的總體設(shè)計例2：軋鋼機第二章機械系統(tǒng)的總體設(shè)計第二章機械系統(tǒng)的總體設(shè)計第二章機械系統(tǒng)的總體設(shè)計例3：粒狀巧克力糖包裝機總體布局第二章機械系統(tǒng)的總體設(shè)計第二章機械系統(tǒng)的總體設(shè)計第二章機械系統(tǒng)的總體設(shè)計2.機械系統(tǒng)的主要技術(shù)參數(shù)與技術(shù)指標(biāo)主要技術(shù)參數(shù)基本反映出系統(tǒng)的概貌與特征的一些項目技術(shù)指標(biāo)指設(shè)備或產(chǎn)品的精度、功能等規(guī)格參數(shù)：主要指影響力學(xué)性能的結(jié)構(gòu)