機(jī)電系統(tǒng)總體技術(shù)

機(jī)電系統(tǒng)總體技術(shù)第一頁，共123頁。順序設(shè)計，各自為政合理分工，協(xié)同作戰(zhàn)第二頁，共123頁。機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計的工程路線機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計概述機(jī)電系統(tǒng)原理方案設(shè)計

機(jī)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方案設(shè)計第三頁，共123頁。機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計的工程路線機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計概述機(jī)電系統(tǒng)原理方案設(shè)計

機(jī)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方案設(shè)計第四頁，共123頁。機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計的工程路線機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計概述機(jī)電系統(tǒng)原理方案設(shè)計

機(jī)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方案設(shè)計第五頁，共123頁。機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計技術(shù)機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計的工程路線現(xiàn)代系統(tǒng)設(shè)計的特征機(jī)電系統(tǒng)的設(shè)計類型機(jī)電系統(tǒng)的設(shè)計方法機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計的工程路線第六頁，共123頁。工業(yè)高速發(fā)展和貿(mào)易競爭的加劇，迫切要求大幅度提高機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計工作的質(zhì)量和速度。因此，開展現(xiàn)代設(shè)計理論和方法的研究，在機(jī)電一體化技術(shù)中推廣和運(yùn)用現(xiàn)代設(shè)計的方法，提高設(shè)計水平，是機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計方法發(fā)展的必然趨勢。第七頁，共123頁。（1）現(xiàn)代設(shè)計致力于澄清設(shè)計任務(wù)與設(shè)計目標(biāo)，全面、系統(tǒng)地確定設(shè)計過程的起始條件和最終結(jié)果?？梢允乖O(shè)計過程始終不渝地從實(shí)際出發(fā)，達(dá)到預(yù)定的目標(biāo)，取得優(yōu)于傳統(tǒng)設(shè)計的結(jié)果。第八頁，共123頁。（2）現(xiàn)代設(shè)計十分重視設(shè)計策略和戰(zhàn)略過程的研究，建立一種合理的設(shè)計秩序，并且嚴(yán)格按照規(guī)范化的設(shè)計過程進(jìn)行工作，求得較高的工作質(zhì)量和效率。第九頁，共123頁。（3）現(xiàn)代設(shè)計極其強(qiáng)調(diào)抽象的設(shè)計構(gòu)思，防止過早地進(jìn)入對某一已經(jīng)定型的實(shí)體結(jié)構(gòu)的分析，以便對系統(tǒng)的工作原理和結(jié)構(gòu)關(guān)系做本質(zhì)的和創(chuàng)新的設(shè)計構(gòu)思。頂層設(shè)計、概念設(shè)計第十頁，共123頁。（4）現(xiàn)代設(shè)計經(jīng)常采用擴(kuò)展性的設(shè)計思維，自始至終地在尋求多種可行的方案和構(gòu)思，以便從中選擇、確定能夠令人滿意的解決方案，改變傳統(tǒng)設(shè)計中慣用的封閉式設(shè)計思維和主觀決策的現(xiàn)象，能夠達(dá)到較高的滿意程度。第十一頁，共123頁。（5）現(xiàn)代設(shè)計十分強(qiáng)調(diào)評價決策，盡量避免直接決策，排除決策中的主觀因素，使得在決策中所選定的設(shè)計方案能夠達(dá)到最佳的價值水平。第十二頁，共123頁。（6）現(xiàn)代設(shè)計采用結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計，對多種結(jié)構(gòu)形式、技術(shù)參數(shù)和技術(shù)性能進(jìn)行各種不同性質(zhì)的優(yōu)化設(shè)計方法，以求得綜合優(yōu)化的效果。第十三頁，共123頁。（7）現(xiàn)代設(shè)計重視運(yùn)用電子計算機(jī)輔助設(shè)計，使設(shè)計人員從繁重的設(shè)計作業(yè)中解脫出來。（8）現(xiàn)代設(shè)計注重系統(tǒng)地進(jìn)行概念設(shè)計，采用特殊形式表達(dá)設(shè)計結(jié)果。第十四頁，共123頁。開發(fā)性設(shè)計適應(yīng)性設(shè)計變異性設(shè)計性能擴(kuò)展性設(shè)計仿制性設(shè)計第十五頁，共123頁。沒有參照產(chǎn)品的設(shè)計，僅僅是根據(jù)抽象的設(shè)計原理和要求，設(shè)計出在質(zhì)量和性能方面滿足要求的產(chǎn)品。最初的錄像機(jī)、攝像機(jī)的設(shè)計就屬于開發(fā)性設(shè)計。第十六頁，共123頁。在總的方案原理基本保持不變的情況下，對現(xiàn)有產(chǎn)品進(jìn)行局部更改，或用微電子技術(shù)代替原有的機(jī)械結(jié)構(gòu)或?yàn)榱诉M(jìn)行微電子控制對機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行局部適應(yīng)性設(shè)計，以使產(chǎn)品的性能和質(zhì)量增加某些附加價值。電子式照相機(jī)采用電子快門、自動曝光代替手動調(diào)整，使其小型化、智能化；電動縫紉機(jī)；增程式火箭系統(tǒng)。第十七頁，共123頁。在設(shè)計方案和功能結(jié)構(gòu)不變的情況下，僅改變現(xiàn)有產(chǎn)品的規(guī)格尺寸，外形設(shè)計等，使之適應(yīng)于不同場合的要求。由于傳遞扭距或速比發(fā)生變換而重新設(shè)計傳動系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)尺寸的設(shè)計屬于變異性設(shè)計。第十八頁，共123頁。在設(shè)計原理方案基本不變條件下，只在原方案基礎(chǔ)上加以少量的改進(jìn)，或是采用現(xiàn)代化的高科技單元部件，使原產(chǎn)品性能提高，功能擴(kuò)展，應(yīng)用范圍擴(kuò)大。全自動洗衣機(jī)等第十九頁，共123頁。在設(shè)計原理方案、結(jié)構(gòu)不變情況下，將原產(chǎn)品進(jìn)行分解、測繪、反設(shè)計計算得到的各種設(shè)計參數(shù)，再根據(jù)所得到的各種設(shè)計參數(shù)，在此基礎(chǔ)上制定新的設(shè)計原理方案，所研制新產(chǎn)品的性能特點(diǎn)、功能指標(biāo)與原設(shè)計類同，只是設(shè)計后所用單元性能與原方案有所區(qū)別，研制生產(chǎn)所用材料和工藝不同，均屬于仿制性設(shè)計。第二十頁，共123頁。機(jī)電互補(bǔ)設(shè)計法機(jī)電結(jié)合設(shè)計法機(jī)電組合設(shè)計法反向設(shè)計法綜合應(yīng)用機(jī)械技術(shù)、傳感與檢測技術(shù)、自動控制技術(shù)、電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)等各項(xiàng)技術(shù)的特長，設(shè)計出最佳的機(jī)電系統(tǒng)。設(shè)計者根據(jù)所設(shè)計的機(jī)電系統(tǒng)選用相應(yīng)的設(shè)計方法。第二十一頁，共123頁。機(jī)電互補(bǔ)設(shè)計法也可稱為取代法。采用通用或?qū)Ｓ秒娮赢a(chǎn)品取代傳統(tǒng)機(jī)械系統(tǒng)（或產(chǎn)品）中的復(fù)雜機(jī)械功能部件或功能子系統(tǒng)，以彌補(bǔ)其不足。該方法是改造舊產(chǎn)品、開發(fā)新產(chǎn)品或?qū)υ到y(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造常用的方法，也是改造傳統(tǒng)機(jī)械產(chǎn)品的常用方法。第二十二頁，共123頁。在機(jī)電系統(tǒng)（或產(chǎn)品）設(shè)計中，為了實(shí)現(xiàn)單元部件的標(biāo)準(zhǔn)化、通用化、系列化，常把各組成部件有機(jī)結(jié)合為一體，構(gòu)成專用或通用的功能單元系統(tǒng)，充分利用不同部件之間機(jī)電參數(shù)的有機(jī)匹配。功能式傳感器采用傳感器和放大器的結(jié)合微型電機(jī)系統(tǒng)采用功率放大電路和微型電機(jī)結(jié)合第二十三頁，共123頁。組合法就是選用各種標(biāo)準(zhǔn)功能模塊組合設(shè)計成機(jī)電一體化系統(tǒng)。設(shè)計一臺數(shù)控機(jī)床,可以依據(jù)機(jī)床的性能要求,通過對不同廠家的計算機(jī)控制單元、伺服驅(qū)動單元、位移和速度測試單元及主軸、導(dǎo)軌、刀架、傳動系統(tǒng)等產(chǎn)品的評估分析,研究各單元間接口關(guān)系和各單元對整機(jī)性能的影響，通過優(yōu)化設(shè)計確定機(jī)床的結(jié)構(gòu)組成。第二十四頁，共123頁。當(dāng)確定要開發(fā)新產(chǎn)品后，選定市場上當(dāng)前最流行的有代表意義的優(yōu)秀產(chǎn)品，進(jìn)行剖析、測繪、評估，最后提出設(shè)計分析報告和建議，以確定自己的開發(fā)策略。進(jìn)行反向設(shè)計的目的是為了開發(fā)新產(chǎn)品，它是市場競爭最有力也是最有效的方法。例如各種山寨產(chǎn)品遵守知識產(chǎn)權(quán)規(guī)則第二十五頁，共123頁。4設(shè)計準(zhǔn)則設(shè)計準(zhǔn)則主要考慮“人、機(jī)、材料、成本”等因素，而產(chǎn)品的可靠性、適用性與完善性設(shè)計最終可歸結(jié)于：在保證目的功能要求與適當(dāng)壽命的前提下不斷降低成本。產(chǎn)品成本的高低，70％決定于設(shè)計階段.

在設(shè)計階段可從兩方面采取措施：一、從用戶需求出發(fā)降低使用成本，二、從制造的立場出發(fā)降低設(shè)計與制造成本。第二十六頁，共123頁。機(jī)電一體化工程路線是指應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)進(jìn)行產(chǎn)品開發(fā)的整個過程體系。機(jī)電一體化工程路線包括市場調(diào)研、產(chǎn)品構(gòu)思、方案設(shè)計與評價、詳細(xì)設(shè)計、質(zhì)量規(guī)劃與控制、制造工藝規(guī)劃、樣機(jī)試制、正式生產(chǎn)、用戶意見反饋、修改與完善等各個階段。第二十七頁，共123頁。機(jī)電系統(tǒng)（產(chǎn)品）的工程路線第二十八頁，共123頁。1、擬定設(shè)計目標(biāo)2、市場調(diào)研3、總體方案設(shè)計（初步）4、初步設(shè)計方案評審5、確定數(shù)學(xué)模型（理論）6、詳細(xì)設(shè)計虛擬樣機(jī)、試驗(yàn)樣機(jī)7、詳細(xì)設(shè)計方案評審8、試制樣機(jī)9、樣機(jī)試驗(yàn)、測試10、技術(shù)評價與審定11、小批量生產(chǎn)12、試銷13、正常生產(chǎn)，收集意見14、銷售、收集意見第二十九頁，共123頁。

市場調(diào)研包括市場調(diào)查和市場預(yù)測。所謂市場調(diào)查就是運(yùn)用科學(xué)的方法，系統(tǒng)地、全面地收集所設(shè)計產(chǎn)品市場需求和經(jīng)銷方面的情況和資料，分析研究產(chǎn)品在供需雙方之間進(jìn)行轉(zhuǎn)移的狀況和趨勢。而市場預(yù)測就是在市場調(diào)查的基礎(chǔ)上，運(yùn)用科學(xué)方法和手段，根據(jù)歷史資料和現(xiàn)狀，通過定性的經(jīng)驗(yàn)分析或定量的科學(xué)計算，對市場未來的不確定因素和條件做出預(yù)計、測算和判斷，為產(chǎn)品的方案設(shè)計提供依據(jù)。第三十頁，共123頁。1)產(chǎn)品方案構(gòu)思產(chǎn)品方案構(gòu)思完成后，以方案圖的形式將設(shè)計方案表達(dá)出來。方案圖應(yīng)盡可能簡潔明了，反映機(jī)電一體化系統(tǒng)各組成部分的相互關(guān)系，同時應(yīng)便于后面的修改。2)

方案的評價對多種構(gòu)思和多種方案進(jìn)行篩選，選擇較好的可行方案進(jìn)行分析組合和評價，從中再選幾個方案按照機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計評價原則和評價方法進(jìn)行深入的綜合分析評價，最后確定實(shí)施方案。第三十一頁，共123頁。機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計工程路線總體方案第三十二頁，共123頁。詳細(xì)設(shè)計是根據(jù)綜合評價后確定的系統(tǒng)方案，從技術(shù)上將其細(xì)節(jié)逐層全部展開，直至完成產(chǎn)品樣機(jī)試制所需全部技術(shù)圖紙及文件的過程。

4、樣機(jī)試制與試驗(yàn)完成產(chǎn)品的詳細(xì)設(shè)計后，即可進(jìn)入樣機(jī)試制與試驗(yàn)階段。樣機(jī)的試驗(yàn)分為實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)和實(shí)際工況試驗(yàn)，通過試驗(yàn)考核樣機(jī)的各種性能指標(biāo)是否滿足設(shè)計要求，考核樣機(jī)的可靠性。如果樣機(jī)的性能指標(biāo)和可靠性不滿足設(shè)計要求，則要修改設(shè)計，重新制造樣機(jī)，重新試驗(yàn)。如果樣機(jī)的性能指標(biāo)和可靠性滿足設(shè)計要求，則進(jìn)入產(chǎn)品的小批量生產(chǎn)階段。第三十三頁，共123頁。5、小批量生產(chǎn)產(chǎn)品的小批量生產(chǎn)階段實(shí)際上是產(chǎn)品的試生產(chǎn)試銷售階段。這一階段的主要任務(wù)是跟蹤調(diào)查產(chǎn)品在市場上的情況，收集用戶意見，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品在設(shè)計和制造方面存在的問題，并反饋給設(shè)計、制造和質(zhì)量控制部門。6、大批量生產(chǎn)經(jīng)過小批量試生產(chǎn)和試銷售的考核，排除產(chǎn)品設(shè)計和制造中存在的各種問題后，即可投入大批量生產(chǎn)。第三十四頁，共123頁。機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計技術(shù)機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計概述總體方案設(shè)計是系統(tǒng)設(shè)計的前期工作，是一種概念性的設(shè)計。它的優(yōu)劣直接影響到機(jī)電系統(tǒng)的總體性能及使用。它是從系統(tǒng)設(shè)計角度出發(fā)，根據(jù)設(shè)計目標(biāo)的要求，綜合考慮各個部分之間的關(guān)系，從系統(tǒng)角度進(jìn)行優(yōu)化，確定系統(tǒng)的最優(yōu)設(shè)計方案。第三十五頁，共123頁。系統(tǒng)的概念具有特定功能的、相互之間具有有機(jī)聯(lián)系的許多要素所構(gòu)成的一個群體。系統(tǒng)包括組成要素、要素之間的相互作用和系統(tǒng)整體的確定功能三個方面，缺一不可。系統(tǒng)是一個有機(jī)的整體，整體性是系統(tǒng)最基本的特性。系統(tǒng)整體所獲得的新的特性、新的功能是各組成要素在孤立狀態(tài)時所沒有的。機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計技術(shù)機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計概述第三十六頁，共123頁。系統(tǒng)的概念任何物質(zhì)系統(tǒng)都具有層次性，層次具有多樣性?？v向的母子系統(tǒng)，可構(gòu)成垂直系統(tǒng)的層次；橫向的同一層次中，又可構(gòu)成各種平行的系統(tǒng)；縱橫交錯的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，又可構(gòu)成各種交叉層次。機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計技術(shù)機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計概述第三十七頁，共123頁。系統(tǒng)的概念是相對的，以考慮問題的角度不同而異。例如：（1）單機(jī)（如一臺CNC機(jī)床）（2）單機(jī)+輸送設(shè)備等=制造系統(tǒng)（FMS）（3）制造系統(tǒng)+規(guī)劃管理=集成系統(tǒng)（CIMS）正確理解系統(tǒng)的概念機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計技術(shù)機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計概述第三十八頁，共123頁。系統(tǒng)工程的思想是：從整體目標(biāo)出發(fā)，將總體功能分解成若干功能單元，找出能夠完成各個單元功能的技術(shù)方案，再把功能與技術(shù)方案合成、組合、分析、評價和優(yōu)選，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)在給定條件下的整體優(yōu)化。正確理解系統(tǒng)的概念機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計技術(shù)機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計概述第三十九頁，共123頁。發(fā)展機(jī)電一體化的系統(tǒng)技術(shù)，自覺應(yīng)用好系統(tǒng)工程的概念和方法，把握好系統(tǒng)的組成和作用規(guī)律，對系統(tǒng)設(shè)計的成敗具有關(guān)鍵作用和重要意義。冰山效應(yīng)機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計技術(shù)機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計概述第四十頁，共123頁?？傮w設(shè)計的主要內(nèi)容機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計的目的是設(shè)計出綜合性能最優(yōu)或較優(yōu)的總體方案，作為進(jìn)一步詳細(xì)設(shè)計的綱領(lǐng)和依據(jù)?？傮w方案的確定并非是一成不變的，在詳細(xì)設(shè)計結(jié)束后，應(yīng)再對整體性能指標(biāo)進(jìn)行復(fù)查，如發(fā)現(xiàn)問題，應(yīng)及時修改總體方案，甚至在樣機(jī)試制出來之后或在產(chǎn)品使用過程中，如發(fā)現(xiàn)總體方案存在問題，也應(yīng)及時加以改進(jìn)。機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計技術(shù)機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計概述第四十一頁，共123頁。它是從系統(tǒng)設(shè)計角度出發(fā)，根據(jù)設(shè)計目標(biāo)的要求，綜合考慮各個部分之間的關(guān)系，從系統(tǒng)角度進(jìn)行優(yōu)化，確定系統(tǒng)的最優(yōu)設(shè)計方案。指導(dǎo)思想：從整體目標(biāo)出發(fā)；工作過程：綜合分析各組成單元的特性；設(shè)計結(jié)果：選擇合理的組合方案，得到最優(yōu)解。機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計技術(shù)機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計概述第四十二頁，共123頁?？傮w設(shè)計的主要內(nèi)容前期工作準(zhǔn)備機(jī)電系統(tǒng)工作原理的設(shè)計機(jī)電系統(tǒng)主要結(jié)構(gòu)方案的選擇摩擦形式的選擇電路結(jié)構(gòu)方案的設(shè)計機(jī)電系統(tǒng)簡圖設(shè)計機(jī)電系統(tǒng)總體精度分配總體設(shè)計報告機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計技術(shù)機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計概述第四十三頁，共123頁?？傮w設(shè)計的主要內(nèi)容前期工作盡可能完善設(shè)計需求、背景技術(shù)資料、使用環(huán)境、設(shè)計對象的主要功能、初步技術(shù)指標(biāo)、現(xiàn)有條件等搜集國內(nèi)外有關(guān)技術(shù)資料了解所設(shè)計產(chǎn)品的使用要求了解生產(chǎn)單位的加工能力確定功能指標(biāo)、安全性指標(biāo)等第四十四頁，共123頁?？傮w設(shè)計的主要內(nèi)容機(jī)電系統(tǒng)工作原理的設(shè)計總體設(shè)計的關(guān)鍵設(shè)計質(zhì)量的優(yōu)劣取決于設(shè)計人員能否有效的對系統(tǒng)的總功能進(jìn)行合理的抽象和分解，并能合理的運(yùn)用技術(shù)效應(yīng)進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計，勇于開拓新的領(lǐng)域和探索新的工作原理，使總體設(shè)計方案最佳化，從而形成總體方案的初步輪廓。第四十五頁，共123頁?？傮w設(shè)計的主要內(nèi)容機(jī)電系統(tǒng)主要結(jié)構(gòu)方案的選擇機(jī)械類單元、電氣類單元對于電氣類功能單元在市場已有現(xiàn)成的產(chǎn)品，設(shè)計人員根據(jù)設(shè)計要求選擇。在市場上沒有的產(chǎn)品，設(shè)計人員根據(jù)設(shè)計要求進(jìn)行改進(jìn)，調(diào)試修改，完善提高，達(dá)到設(shè)計使用要求。第四十六頁，共123頁?？傮w設(shè)計的主要內(nèi)容機(jī)電系統(tǒng)主要結(jié)構(gòu)方案的選擇機(jī)械結(jié)構(gòu)是機(jī)電一體化產(chǎn)品的主體，也是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能的載體。在某種意義上來講，主體機(jī)械結(jié)構(gòu)對系統(tǒng)的總體布局有著決定性的影響?？傮w布局和主體機(jī)械結(jié)構(gòu)是密切相關(guān)的。機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計包含：總體結(jié)構(gòu)設(shè)計、單元部件結(jié)構(gòu)設(shè)計選擇主要結(jié)構(gòu)方案時，必須保證系統(tǒng)所要求的精度、工作穩(wěn)定可靠、制造工藝性好，應(yīng)符合運(yùn)動學(xué)設(shè)計原則或誤差均化原理。第四十七頁，共123頁。保證實(shí)現(xiàn)預(yù)期的功能總目標(biāo)降低制造成本保障人和環(huán)境的安全

保證系統(tǒng)功能可靠的方法：

冗余配置明確基本原則簡單安全可靠

功能載體工作原理明確功能載體使用工況明確零件數(shù)目盡可能減少幾何形狀簡單規(guī)則采用標(biāo)準(zhǔn)零件構(gòu)件的可靠性功能可靠性工作安全性和環(huán)境適應(yīng)性并聯(lián)冗余串聯(lián)冗余原理冗余第四十八頁，共123頁。例如：1、飛機(jī)上的備用發(fā)動機(jī)（雙驅(qū)動或三驅(qū)動）2、煤礦井下的水泵系統(tǒng)采用兩套或三套配置（一套運(yùn)轉(zhuǎn)、一套維修、一套備用）結(jié)構(gòu)方案設(shè)計原理與原則1)運(yùn)動學(xué)設(shè)計原則空間物體有六個自由度，自由度S與約束q關(guān)系是：S=6-q應(yīng)該合理施加約束，滿足物體所所需要的運(yùn)動方式。要求約束：1、點(diǎn)約束2、約束點(diǎn)離開遠(yuǎn)些3、自由度限制方向應(yīng)垂直于被約束平面平面直線第四十九頁，共123頁。2)、基準(zhǔn)面合一原則

3)、傳動鏈最短原則驅(qū)動系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)最短傳動鏈好處：傳動性能穩(wěn)定性愈好，傳動精度愈高

基準(zhǔn)設(shè)計基準(zhǔn)（圖紙上）工藝基準(zhǔn)（制造基準(zhǔn)）定位基準(zhǔn)測量基準(zhǔn)裝配基準(zhǔn)

結(jié)構(gòu)設(shè)計盡量滿足：定位基準(zhǔn)面與使用或加工基準(zhǔn)面統(tǒng)一原則，可以減小由于基準(zhǔn)不一致帶來的誤差。電機(jī)變速箱運(yùn)動轉(zhuǎn)換執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動轉(zhuǎn)換執(zhí)行機(jī)構(gòu)高分辨率控制電機(jī)第五十頁，共123頁。直線電機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)直線電機(jī)與執(zhí)行機(jī)構(gòu)一體化裝置4)、“三化”原則三化零件標(biāo)準(zhǔn)化部件通用化產(chǎn)品系列化“三化”原則是國家一項(xiàng)重要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策，優(yōu)點(diǎn)在于：互換性好；縮短制造周期；維護(hù)方便。如：課程設(shè)計或畢業(yè)設(shè)計時，設(shè)計的齒輪、滾珠絲杠、液壓缸尺寸符合標(biāo)準(zhǔn)公稱系列；選用材料牌號、規(guī)格符合國家標(biāo)準(zhǔn)等。5)、阿貝原則（提高精度原理）第五十一頁，共123頁。德國人阿貝1890年提出對精密量儀有指導(dǎo)意義的原則：若使量儀測量結(jié)果準(zhǔn)確，必須將測量儀的讀數(shù)線尺安放在被測尺寸的延長線上。

原因是這樣做避免了一階誤差。例如：游標(biāo)卡尺不符合阿貝原則，精度較低千分尺（螺旋測微儀）符合阿貝原則，精度較高

此外還有一些原則，如：合理力流原則、變形協(xié)調(diào)原則、變形最小原則、平均效應(yīng)原則、穩(wěn)定性原則等。第五十二頁，共123頁?？傮w設(shè)計的主要內(nèi)容摩擦形式的選擇摩擦現(xiàn)象十分復(fù)雜，按摩擦副的不同情況分類為滑動、滾動摩擦，靜、動摩擦，干、濕摩擦。設(shè)計機(jī)電一體化機(jī)械系統(tǒng)時要認(rèn)真選擇運(yùn)動機(jī)構(gòu)的摩擦形式，如果處理的不好，由于動、靜摩擦力差別很大，造成爬行、振動，會影響控制系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性?？傮w方案設(shè)計時，必須選擇具有適應(yīng)于工作要求摩擦形式的導(dǎo)軌。導(dǎo)軌副相對運(yùn)動時的摩擦形式有滑動、滾動、液體靜壓滑動、氣體靜壓滑動等幾種形式。第五十三頁，共123頁?？傮w設(shè)計的主要內(nèi)容電路結(jié)構(gòu)方案的設(shè)計在機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計中，檢測系統(tǒng)設(shè)計、控制系統(tǒng)設(shè)計，執(zhí)行元件的驅(qū)動電路設(shè)計，從電路結(jié)構(gòu)方案設(shè)計方法可以分為兩大類：設(shè)計選擇式合理組合，滿足總體方案設(shè)計要求以設(shè)計為主，選擇單元為輔設(shè)計要合理，且設(shè)計有抗干擾、過壓保護(hù)和過流保護(hù)電路。把強(qiáng)電、弱電單元分開布置。對于強(qiáng)電場干擾場合，電路結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)加入抗干擾元件和外加屏蔽罩，有效提高系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性。第五十四頁，共123頁?？傮w設(shè)計的主要內(nèi)容機(jī)電系統(tǒng)簡圖的設(shè)計完成各功能單元后，采用各種符號或方塊圖形式表示各子系統(tǒng)功能單元?？刂葡到y(tǒng)、傳動系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、傳感檢測系統(tǒng)、機(jī)械執(zhí)行系統(tǒng)、機(jī)械主機(jī)系統(tǒng)等。根據(jù)總體設(shè)計的工作原理，畫出它們的總體圖、形成機(jī)、電、控有機(jī)結(jié)合的機(jī)電一體化系統(tǒng)簡圖。根據(jù)簡圖，進(jìn)行方案論證，分析研究修改，確定最佳設(shè)計方案。第五十五頁，共123頁。第五十六頁，共123頁?？傮w設(shè)計的主要內(nèi)容機(jī)電系統(tǒng)總體精度分配總體精度分配是將機(jī)、電、控、檢測各子系統(tǒng)的精度進(jìn)行分配。精度分配時，應(yīng)根據(jù)各子系統(tǒng)所用技術(shù)系統(tǒng)的特點(diǎn)進(jìn)行分配，不應(yīng)采取平均分配的方法。對于具有數(shù)字特征的電、控、檢測子系統(tǒng)可按數(shù)字精度進(jìn)行分配；對于具有模擬量特征的機(jī)、電、檢測子系統(tǒng)，則可按技術(shù)難易程度進(jìn)行精度分配。第五十七頁，共123頁?？傮w設(shè)計的主要內(nèi)容機(jī)電系統(tǒng)總體精度分配在精度初步分配后，要進(jìn)行誤差計算，把各子系統(tǒng)的誤差按系統(tǒng)誤差、隨機(jī)誤差歸類，分別計算，并與分配的精度進(jìn)行比較，進(jìn)行反復(fù)修改，使各個部分的精度盡可能合理?？傮w精度分配的目標(biāo)是以滿足總體精度為約束，使各個子系統(tǒng)的精度盡可能低，達(dá)到獲得最佳性能價格比的目標(biāo)。第五十八頁，共123頁?？傮w設(shè)計的主要內(nèi)容總體設(shè)計報告總結(jié)上述設(shè)計過程的各個方面，寫出總體設(shè)計報告，為總體裝配圖和部件裝配圖的繪制做好準(zhǔn)備?？傮w設(shè)計報告要突出設(shè)計重點(diǎn)，將所設(shè)計系統(tǒng)的特點(diǎn)闡述清楚，同時應(yīng)列出所采取的措施及注意事項(xiàng)。第五十九頁，共123頁。在機(jī)電一體化系統(tǒng)的設(shè)計中，機(jī)電系統(tǒng)原理方案設(shè)計是總體設(shè)計的核心關(guān)鍵部分，具有戰(zhàn)略性和方向性的意義。對總體功能進(jìn)行抽象和分解。充分體現(xiàn)創(chuàng)造力的環(huán)節(jié)。機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計技術(shù)機(jī)電系統(tǒng)原理方案設(shè)計第六十頁，共123頁。機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計技術(shù)機(jī)電系統(tǒng)原理方案設(shè)計第六十一頁，共123頁。機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計技術(shù)機(jī)電系統(tǒng)原理方案設(shè)計復(fù)雜的設(shè)計簡單的模式分析抽象1、設(shè)計任務(wù)抽象從系統(tǒng)的功能出發(fā)，將設(shè)計任務(wù)抽象。為什么要抽象？突出基本的、必要的要求，擯棄偶然情況和枝節(jié)問題，便于抓住設(shè)計問題核心。第六十二頁，共123頁。機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計技術(shù)機(jī)電系統(tǒng)原理方案設(shè)計復(fù)雜的設(shè)計簡單的模式分析抽象1、設(shè)計任務(wù)抽象從系統(tǒng)的功能出發(fā)，將設(shè)計任務(wù)抽象。為什么要抽象？避免構(gòu)思方案前形成的條條框框，放開視野，尋求更為理想的設(shè)計方案。第六十三頁，共123頁。機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計技術(shù)機(jī)電系統(tǒng)原理方案設(shè)計復(fù)雜的設(shè)計簡單的模式分析抽象1、設(shè)計任務(wù)抽象實(shí)踐證明，通過有效的抽象化，設(shè)計人員能夠在不涉及具體解決方案的情況下，就完全可以清晰地掌握設(shè)計產(chǎn)品的基本功能和主要約束條件。緊抓設(shè)計中的主要矛盾，把思維注意力集中到關(guān)鍵問題上來，最終可以準(zhǔn)確確定產(chǎn)品的總功能。第六十四頁，共123頁。機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計技術(shù)機(jī)電系統(tǒng)原理方案設(shè)計1、設(shè)計任務(wù)抽象從系統(tǒng)的功能出發(fā)，將設(shè)計任務(wù)抽象。如何將設(shè)計任務(wù)抽象？工程中常用的方法是“黑箱法”。第六十五頁，共123頁。機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計技術(shù)機(jī)電系統(tǒng)原理方案設(shè)計2、黑箱法所謂“黑箱”，就是指那些既不能打開，又不能從外部直接觀察其內(nèi)部狀態(tài)的系統(tǒng)。人們的大腦只能通過信息的輸入輸出來確定其結(jié)構(gòu)和參數(shù)。

黑箱方法從綜合的角度為人們提供了一條認(rèn)識事物的重要途徑，尤其對某些內(nèi)部結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的系統(tǒng)，對迄今為止人們的力量尚不能分解的系統(tǒng)，黑箱理論提供的研究方法是非常有效的。第六十六頁，共123頁。機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計技術(shù)機(jī)電系統(tǒng)原理方案設(shè)計2、黑箱法將待設(shè)計的系統(tǒng)暫時看成一個黑箱，然后根據(jù)系統(tǒng)的輸入輸出關(guān)系來確定系統(tǒng)功能原理解的一種方法。第六十七頁，共123頁。機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計技術(shù)機(jī)電系統(tǒng)原理方案設(shè)計2、黑箱法物質(zhì)流、能量流、信息流物質(zhì)流是系統(tǒng)的工作對象和載體。能量流存在于能量變換與傳遞的整個過程，系統(tǒng)工作過程所需的能量形態(tài)變化和實(shí)現(xiàn)動作過程所需動力。第六十八頁，共123頁。機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計技術(shù)機(jī)電系統(tǒng)原理方案設(shè)計2、黑箱法物質(zhì)流、能量流、信息流信息流是反映信號、數(shù)據(jù)檢測、傳輸、變換和顯示的過程，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)工作過程的操縱、控制及信息傳輸、變換和顯示?！叭詣印闭障鄼C(jī)的主要信息流“全自動”照相機(jī)調(diào)焦電機(jī)控制信號光圈電機(jī)控制信號圖像信號光強(qiáng)信號第六十九頁，共123頁。機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計技術(shù)機(jī)電系統(tǒng)原理方案設(shè)計2、黑箱法CNC齒輪測量中心CNC齒輪測量中心（黑箱）測量結(jié)果被測工件驅(qū)動能測量要求溫度振動灰塵噪聲振動無功熱CNC齒輪測量中心的黑箱示意圖第七十頁，共123頁。機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計技術(shù)機(jī)電系統(tǒng)原理方案設(shè)計2、黑箱法用黑箱法進(jìn)行露天礦開采挖掘機(jī)的方案設(shè)計挖掘機(jī)煤（礦）驅(qū)動能啟動信號溫度濕度灰塵噪聲振動熱量煤（裝車）挖運(yùn)能力停止信號第七十一頁，共123頁。機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計技術(shù)機(jī)電系統(tǒng)原理方案設(shè)計3、總功能分解黑箱法求解過程就是黑箱白化的過程。通常情況下，系統(tǒng)都是較為復(fù)雜的，很難直接求得滿足總功能的系統(tǒng)方案。功能分解法第七十二頁，共123頁。機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計技術(shù)機(jī)電系統(tǒng)原理方案設(shè)計3、總功能分解功能分解的目的是把給定的總功能逐步分解為一組可實(shí)現(xiàn)的、低復(fù)雜度的子功能，使得子功能可以直接映射到結(jié)構(gòu)或組件上，并由此得到產(chǎn)品的功能結(jié)構(gòu)模型。這是一個由粗到細(xì)，由抽象到具體的過程。第七十三頁，共123頁。機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計技術(shù)機(jī)電系統(tǒng)原理方案設(shè)計3、總功能分解功能分解的一般方法是將總功能逐級分解為一級子功能、二級子功能等，其末端是基本功能，稱為功能元。功能元足夠小能夠直接由相應(yīng)構(gòu)件實(shí)現(xiàn)。如何判斷功能分解的結(jié)束，仍然是一個開放性的問題。第七十四頁，共123頁。機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計技術(shù)機(jī)電系統(tǒng)原理方案設(shè)計3、總功能分解最小的基本分功能或滿足功能要求的最小單位稱之為功能元。機(jī)電一體化系統(tǒng)基本功能元：物理功能元：變換、合并分離、傳導(dǎo)隔阻、儲存邏輯功能元：與、或、非數(shù)學(xué)功能元：加、減、乘、除、乘方、開方、微分、積分第七十五頁，共123頁。機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計技術(shù)機(jī)電系統(tǒng)原理方案設(shè)計3、總功能分解通過逐級分解的功能，找出相應(yīng)的基本功能的實(shí)現(xiàn)原理、實(shí)現(xiàn)方法、實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)和實(shí)現(xiàn)裝置。功能分解可圖解為樹狀結(jié)構(gòu)。第七十六頁，共123頁。機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計技術(shù)機(jī)電系統(tǒng)原理方案設(shè)計3、總功能分解功能分解有利于實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的模塊化設(shè)計，即將系統(tǒng)根據(jù)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。第七十七頁，共123頁。機(jī)電系統(tǒng)綜合設(shè)計機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計技術(shù)機(jī)電系統(tǒng)原理方案設(shè)計例：點(diǎn)鈔機(jī)抽象總功能黑箱法第七十八頁，共123頁。機(jī)電系統(tǒng)綜合設(shè)計機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計技術(shù)機(jī)電系統(tǒng)原理方案設(shè)計例：點(diǎn)鈔機(jī)抽象總功能黑箱法點(diǎn)鈔機(jī)鈔票電真鈔票（計數(shù)）假鈔票（報警）計數(shù)、鑒偽第七十九頁，共123頁。機(jī)電系統(tǒng)綜合設(shè)計機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計技術(shù)機(jī)電系統(tǒng)原理方案設(shè)計例：點(diǎn)鈔機(jī)功能分解逐級分解直至找到功能元

最小的功能單位點(diǎn)鈔機(jī)（計數(shù)、鑒偽）計數(shù)功能鑒偽功能輔助功能捻抄出抄接抄計數(shù)磁光錄碼網(wǎng)絡(luò)報警第八十頁，共123頁。機(jī)電系統(tǒng)綜合設(shè)計機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計技術(shù)機(jī)電系統(tǒng)原理方案設(shè)計拉伸儀試件電變形后的試件數(shù)據(jù)（力、變形）例：材料拉伸試驗(yàn)機(jī)第八十一頁，共123頁。機(jī)電系統(tǒng)綜合設(shè)計機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計技術(shù)機(jī)電系統(tǒng)原理方案設(shè)計材料拉伸試驗(yàn)機(jī)的功能樹力－變形測量試件拉伸力測量變形測量動作控制試件夾持松開夾頭移動運(yùn)動形式轉(zhuǎn)換速度轉(zhuǎn)換信號取得放大顯示開機(jī)停機(jī)自動停機(jī)信號取得放大顯示第八十二頁，共123頁。機(jī)電系統(tǒng)綜合設(shè)計機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計技術(shù)機(jī)電系統(tǒng)原理方案設(shè)計榨汁機(jī)水果塊電果汁（液、渣）熱、振動例：榨汁機(jī)第八十三頁，共123頁。機(jī)電系統(tǒng)綜合設(shè)計機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計技術(shù)機(jī)電系統(tǒng)原理方案設(shè)計榨汁機(jī)的功能樹粉碎水果輔助功能粉碎水果安全功能動作控制自動殘渣分離自動輸出果汁放水果切水果防外濺開機(jī)停機(jī)過溫保護(hù)防刀具飛出第八十四頁，共123頁。機(jī)電系統(tǒng)綜合設(shè)計機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計技術(shù)機(jī)電系統(tǒng)原理方案設(shè)計3、總功能分解露天礦開采挖掘機(jī)功能分解圖第八十五頁，共123頁。機(jī)電系統(tǒng)綜合設(shè)計機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計技術(shù)機(jī)電系統(tǒng)原理方案設(shè)計4、尋找子功能解各種功能實(shí)施的基礎(chǔ)：以自然科學(xué)原理為基礎(chǔ)的技術(shù)效應(yīng)，例如以物理學(xué)為主要技術(shù)基礎(chǔ)的力學(xué)、機(jī)械學(xué)、電學(xué)、磁學(xué)、光學(xué)等原理廣泛應(yīng)用于工程技術(shù)的各個領(lǐng)域，即所謂的物理效應(yīng)。第八十六頁，共123頁。機(jī)電系統(tǒng)綜合設(shè)計機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計技術(shù)機(jī)電系統(tǒng)原理方案設(shè)計4、尋找子功能解同一種功能可以用不同的技術(shù)效應(yīng)來實(shí)現(xiàn)，選出最佳的功能元實(shí)施原理方案，有以下途徑可以參考：參考資料、專利、產(chǎn)品；利用創(chuàng)造性思維；利用設(shè)計目錄。第八十七頁，共123頁。機(jī)電系統(tǒng)綜合設(shè)計機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計技術(shù)機(jī)電系統(tǒng)原理方案設(shè)計4、尋找子功能解參考資料、專利、產(chǎn)品多觀察、多積累已有相關(guān)產(chǎn)品或?qū)＠男路f工作原理，在進(jìn)行設(shè)計時才能左右逢源。（a）切向力（b）摩擦力（c）氣體力第八十八頁，共123頁。機(jī)電系統(tǒng)綜合設(shè)計機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計技術(shù)機(jī)電系統(tǒng)原理方案設(shè)計4、尋找子功能解參考資料、專利、產(chǎn)品多觀察、多積累已有相關(guān)產(chǎn)品或?qū)＠男路f工作原理，在進(jìn)行設(shè)計時才能左右逢源。（d）負(fù)壓吸力（e）重力（f）靜電吸力第八十九頁，共123頁。機(jī)電系統(tǒng)綜合設(shè)計機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計技術(shù)機(jī)電系統(tǒng)原理方案設(shè)計4、尋找子功能解利用創(chuàng)造性思維TRIZ理論第九十頁，共123頁。TRIZ故事1——通紅的玻璃板在玻璃批量生產(chǎn)線上，對玻璃先進(jìn)行加熱然后再進(jìn)行加工，加工完成后的玻璃仍處于通紅狀態(tài)，需要將其輸送到指定位置直至冷卻下來?，F(xiàn)在的問題是，因?yàn)椴Ａн€處于高溫，呈現(xiàn)柔軟的狀態(tài)，在滾軸傳輸線的輸送過程中會因?yàn)橹亓ο麓苟斐勺冃?，?dǎo)致玻璃表面凹凸不平，后續(xù)需要大量的打磨工作來進(jìn)行修正。年輕的工程師提出將傳輸線上的滾軸直徑做到盡量小，以減少玻璃懸空的面積，提高玻璃的平度?！拔覀兛梢詫L軸直徑像火柴棍一樣細(xì)，”年輕的工程師說，“組成一個傳輸線”?！澳敲?，每米長度內(nèi)將有大約500個滾軸，安裝時需要像做珠寶首飾一樣細(xì)致?！崩瞎こ處熣f，“想一想這個傳輸線的造價?！薄拔艺J(rèn)為我們不能再考慮滾軸傳輸線，”一位工程師說“最好用新的方法來替代它?！薄坝惺裁刺栟k法呢？”年輕的工程師說道……第九十一頁，共123頁。突然，TRIZ先生出現(xiàn)了?！白屛覀儊硌芯恳幌逻@個問題，”他說，“從方法上來選擇?！彪S后，一個基于分割原理的解決方案展示了出來：突破常規(guī)思維的限制，將滾軸直徑無限縮小，小到頭發(fā)絲、1/100毫米、1/1000毫米、1/10000毫米……一直分割下去，會是什么呢？物質(zhì)呈現(xiàn)分子、原子狀態(tài)。解決方案是：用熔化的錫來代替滾軸。傳輸線是一個長長的、盛滿熔化錫的槽子。由于錫的熔點(diǎn)低而沸點(diǎn)高，正適合通紅的玻璃板的冷卻溫度區(qū)間，熔化錫在重力作用下，會呈現(xiàn)出一個絕對平面，可以很好地滿足此工序的要求。而基于這個解決方案，又出現(xiàn)了很多的專利，比如給錫通電可以與磁鐵一起作用，來完成對玻璃的成型加工。第九十二頁，共123頁。TRIZ故事2——巨大的過濾器一家工廠獲得了一個大訂單，產(chǎn)品是一個圓柱形過濾器，圓柱的直徑1米，長度2米，軸向均勻分布直徑為0.5毫米的密密麻麻的很多過濾通孔。工程師們看到圖紙后都驚呆了，每個過濾器要加工出成千上萬個軸向小孔。“我們該如何來加工這么多的小孔呢？”總工程師問大家，“用鉆床來鉆嗎？”“顯然，鉆這么長的小孔是不可能實(shí)現(xiàn)的，也許可以用高溫鐵針來扎出這些孔，”一位年輕的工程師毫無把握地說道。所有的工程師都陷入了沉默。這似乎是一個無法解決的難題?！诰攀?，共123頁。突然，TRIZ先生出現(xiàn)了?！拔覀兗炔恍枰@床，也不需要鐵針，這件事應(yīng)該這樣來考慮……”隨后，一個基于局部質(zhì)量原理的解決方案展示了出來：將過濾器的功能進(jìn)行分解，其主要構(gòu)成元素是過濾孔和基體，有用功能的元素是過濾孔，即過濾孔是有用的局部質(zhì)量。每個過濾孔不就是一條管子嗎！

拿一些細(xì)管，并捆扎起來，就形成了過濾器。這種過濾器的組裝制造和拆離都可以非常方便的完成。用細(xì)圓棒做原料，然后捆扎起來，而圓棒之間的空隙就形成了過濾孔，也可以實(shí)現(xiàn)過濾器的功能。第九十四頁，共123頁。機(jī)電系統(tǒng)綜合設(shè)計機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計技術(shù)機(jī)電系統(tǒng)原理方案設(shè)計4、尋找子功能解利用設(shè)計目錄設(shè)計目錄是一種設(shè)計信息庫，它通過設(shè)計過程中所需的大量信息，有規(guī)律地加以分類、排列、儲存，便于設(shè)計者查找和使用。第九十五頁，共123頁。機(jī)電系統(tǒng)綜合設(shè)計機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計技術(shù)機(jī)電系統(tǒng)原理方案設(shè)計5、原理解組合將各功能元的解合理組合，得到系統(tǒng)的原理解。分功能之間的結(jié)構(gòu)關(guān)系串聯(lián)結(jié)構(gòu)并聯(lián)結(jié)構(gòu)回路結(jié)構(gòu)功能元解的組合第九十六頁，共123頁。機(jī)電系統(tǒng)綜合設(shè)計機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計技術(shù)機(jī)電系統(tǒng)原理方案設(shè)計5、原理解組合分功能之間的結(jié)構(gòu)關(guān)系串聯(lián)結(jié)構(gòu)又稱順序結(jié)構(gòu)，反映分功能時間、空間順序或因果關(guān)系。

F1F2F3固定臺虎鉗工件夾緊第九十七頁，共123頁。機(jī)電系統(tǒng)綜合設(shè)計機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計技術(shù)機(jī)電系統(tǒng)原理方案設(shè)計5、原理解組合分功能之間的結(jié)構(gòu)關(guān)系并聯(lián)結(jié)構(gòu)又稱選擇結(jié)構(gòu)，幾個分功能作為手段共同完成一個目的。

F1F2F3夾緊工件旋轉(zhuǎn)工件夾緊刀具送進(jìn)刀具第九十八頁，共123頁。機(jī)電系統(tǒng)綜合設(shè)計機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計技術(shù)機(jī)電系統(tǒng)原理方案設(shè)計5、原理解組合分功能之間的結(jié)構(gòu)關(guān)系回路結(jié)構(gòu)又稱環(huán)形結(jié)構(gòu)，體現(xiàn)反饋的作用。

F1F2F3第九十九頁，共123頁。機(jī)電系統(tǒng)綜合設(shè)計機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計技術(shù)機(jī)電系統(tǒng)原理方案設(shè)計5、原理解組合功能元解的組合解p1pjpmp2……分功能F1F2Fi…Fn…組合1組合2第一百頁，共123頁。機(jī)電系統(tǒng)綜合設(shè)計機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計技術(shù)機(jī)電系統(tǒng)原理方案設(shè)計5、原理解組合功能元解的組合進(jìn)行方案構(gòu)思選擇系統(tǒng)原理方案時，用“窮盡法”將各分功能的解全部列出，就可寫出功能-功能解的形態(tài)學(xué)矩陣，形態(tài)即相應(yīng)的實(shí)現(xiàn)各分功能的執(zhí)行機(jī)構(gòu)和技術(shù)手段。形態(tài)學(xué)矩陣建立在功能分解和功能求解的基礎(chǔ)上，得到多種可行方案，經(jīng)篩選、評價可以獲得最佳方案。第一百零一頁，共123頁。形態(tài)學(xué)矩陣列表12345F1F11F12F13F2F21F22F23F24F25F3F31F32F33F34功能解分功能理論上組合出的的方案數(shù)為：N=3×5×4＝60第一百零二頁，共123頁。機(jī)電系統(tǒng)綜合設(shè)計機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計技術(shù)機(jī)電系統(tǒng)原理方案設(shè)計挖掘機(jī)原理解組合N=3×3×2×3×1×4×4×3×4=10368第一百零三頁，共123頁。機(jī)電系統(tǒng)綜合設(shè)計機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計技術(shù)機(jī)電系統(tǒng)原理方案設(shè)計（A1+B1+C2+D2+E1+F1+G2+H2+I1）→履帶式正鏟機(jī)械挖掘機(jī)挖掘機(jī)原理解組合第一百零四頁，共123頁。機(jī)電系統(tǒng)綜合設(shè)計機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計技術(shù)機(jī)電系統(tǒng)原理方案設(shè)計（A3+B1+C1+D2+E1+F2+G3+H1+I2）→輪胎式正鏟液壓挖掘機(jī)挖掘機(jī)原理解組合第一百零五頁，共123頁。機(jī)電系統(tǒng)綜合設(shè)計機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計技術(shù)機(jī)電系統(tǒng)原理方案設(shè)計6、評價與決策技術(shù)目標(biāo)性能、工藝、可靠性經(jīng)濟(jì)目標(biāo)成本、利潤、回報率社會目標(biāo)國家政策、資源、污染第一百零六頁，共123頁。機(jī)電系統(tǒng)綜合設(shè)計機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計技術(shù)機(jī)電系統(tǒng)原理方案設(shè)計6、評價與決策具體的評價目標(biāo)一般6-10項(xiàng)，過多可能影響主要功能目標(biāo)。為比較各目標(biāo)的重要程度，定量評價時要設(shè)加權(quán)系數(shù)。第一百零七頁，共123頁。機(jī)電系統(tǒng)綜合設(shè)計機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計技術(shù)機(jī)電系統(tǒng)原理方案設(shè)計6、評價與決策評價目標(biāo)樹目標(biāo)定義為b總目標(biāo)一階子目標(biāo)二階子目標(biāo)……加權(quán)系數(shù)定義為q一階加權(quán)系數(shù)二階加權(quán)系數(shù)bb1b2q1q2b11q11b12q12b21q21b22q22b23q23第一百零八頁，共123頁。機(jī)電系統(tǒng)綜合設(shè)計機(jī)電系統(tǒng)總體設(shè)計技術(shù)機(jī)電系統(tǒng)原理方案設(shè)計6、評價與決策洗衣機(jī)的評價目標(biāo)樹第一百零九頁，共123頁。機(jī)