機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)大連理工大學(xué)馮辛安主編主講制造教研室儲(chǔ)開(kāi)宇學(xué)時(shí)562010年8月8日機(jī)械工程系制造教研室第二章機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)方法第一節(jié)機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的類型第二節(jié)

機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的方法第三節(jié)機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的評(píng)價(jià)2010年8月8日機(jī)械工程系制造教研室第一節(jié)機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的類型機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的類型：創(chuàng)新設(shè)計(jì)、變型設(shè)計(jì)、組合設(shè)計(jì)一、創(chuàng)新設(shè)計(jì)

1、概念：依據(jù)市場(chǎng)需求發(fā)展的預(yù)測(cè)，進(jìn)行產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的調(diào)整，用新的技術(shù)手段和技術(shù)原理，改造傳統(tǒng)產(chǎn)品，開(kāi)發(fā)新一代的、具有高技術(shù)附加值的新產(chǎn)品。

2、基本要求：

改善產(chǎn)品的功能、技術(shù)性能和質(zhì)量；降低生產(chǎn)成本和能源消耗。采用先進(jìn)生產(chǎn)工藝，縮短與國(guó)內(nèi)外先進(jìn)同類產(chǎn)品之間的差距。提高產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)能力，進(jìn)一步占領(lǐng)和擴(kuò)大國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)。2010年8月8日機(jī)械工程系制造教研室

3、創(chuàng)新設(shè)計(jì)過(guò)程市場(chǎng)調(diào)查研究與預(yù)測(cè)->明確設(shè)計(jì)任務(wù)->產(chǎn)品規(guī)劃、方案設(shè)計(jì)、技術(shù)設(shè)計(jì)、施工設(shè)計(jì)->產(chǎn)品試制->小批試制->大批量生產(chǎn)->服務(wù)->產(chǎn)品壽命終結(jié)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)周期較長(zhǎng)，研制開(kāi)發(fā)工作量較大。

一、創(chuàng)新設(shè)計(jì)概念2010年8月8日機(jī)械工程系制造教研室變型設(shè)計(jì)：適應(yīng)型設(shè)計(jì)和變參數(shù)型設(shè)計(jì)的統(tǒng)稱。是在原有產(chǎn)品基礎(chǔ)上開(kāi)展的設(shè)計(jì)，它應(yīng)屬于技術(shù)成熟的“基形”產(chǎn)品?；竟ぷ髟砗涂傮w結(jié)構(gòu)保持不變。適應(yīng)性的設(shè)計(jì)方法——改變或更換部件的結(jié)構(gòu)，形成變型產(chǎn)品。變參數(shù)型設(shè)計(jì)方法——改變部件尺寸和性能參數(shù)，形成變型產(chǎn)品。

變型設(shè)計(jì)應(yīng)在“原有產(chǎn)品”的基礎(chǔ)上，按照一定的規(guī)律演變出各種不同的規(guī)格參數(shù)、布局和附件的產(chǎn)品，擴(kuò)大原有產(chǎn)品的性能和功能，形成一個(gè)產(chǎn)品系列。

變型設(shè)計(jì)依據(jù)的原有產(chǎn)品，通常是采用創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法完成的。二、變型設(shè)計(jì)2010年8月8日機(jī)械工程系制造教研室

三．組合設(shè)計(jì)（模塊化設(shè)計(jì)）組合設(shè)計(jì)：按合同要求，選擇適當(dāng)?shù)墓δ苣K，直接拼裝成的“組合產(chǎn)品”。組合產(chǎn)品中的模塊也應(yīng)按系列化設(shè)計(jì)的原理進(jìn)行。

機(jī)械制造裝備產(chǎn)品中有一大半屬于變型產(chǎn)品和組合產(chǎn)品，創(chuàng)新產(chǎn)品只有很少。

但創(chuàng)新設(shè)計(jì)的意義不可低估：采用創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法不斷推出嶄新的產(chǎn)品，是企業(yè)再市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中取勝的必要條件；變型設(shè)計(jì)和組合設(shè)計(jì)是在基型和模塊系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，而基型和模塊系統(tǒng)也是采用創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法完成的。2010年8月8日機(jī)械工程系制造教研室第二節(jié)

機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的方法一、設(shè)計(jì)的典型步驟四個(gè)階段：產(chǎn)品規(guī)劃、方案設(shè)計(jì)、技術(shù)設(shè)計(jì)、施工設(shè)計(jì)。

（一）

產(chǎn)品規(guī)劃階段任務(wù)：明確設(shè)計(jì)任務(wù)，通常應(yīng)在市場(chǎng)調(diào)查與預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)上識(shí)別產(chǎn)品需求，進(jìn)行可行性分析，制訂設(shè)計(jì)技術(shù)任務(wù)書(shū)。手段：綜合運(yùn)用技術(shù)預(yù)測(cè)、市場(chǎng)學(xué)、信息學(xué)等理論和方法來(lái)解決設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的問(wèn)題。目的：確定新產(chǎn)品的功能、技術(shù)性能和開(kāi)發(fā)的日程表，保證符合市場(chǎng)需求的產(chǎn)品能及時(shí)、或適當(dāng)超前的研制出來(lái)，投放市場(chǎng)，以減少產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的盲目性。2010年8月8日機(jī)械工程系制造教研室（一）

產(chǎn)品規(guī)劃階段

1．需求分析任務(wù)：

將需求具體化和恰到好處，明確設(shè)計(jì)任務(wù)的要求。是設(shè)計(jì)工作的開(kāi)始，指導(dǎo)設(shè)計(jì)工作的進(jìn)行。

關(guān)鍵技術(shù)：

開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品最困難的往往不是技術(shù)問(wèn)題，而是確定需求開(kāi)發(fā)什么樣的產(chǎn)品。設(shè)計(jì)人員必須重視需求分析，用敏銳的觀察力，及時(shí)找到和預(yù)測(cè)市場(chǎng)的需求，并在市場(chǎng)大量需求到來(lái)之前完成新產(chǎn)品的研制工作，搶先投放市場(chǎng)，以取得豐厚回報(bào)。2010年8月8日機(jī)械工程系制造教研室內(nèi)容：需求分析一般包括對(duì)銷售市場(chǎng)和原材料市場(chǎng)的分析。1)新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)面向的社會(huì)消費(fèi)群體，他們對(duì)產(chǎn)品功能、技術(shù)性能、質(zhì)量、數(shù)量、價(jià)格等方面的要求；2)現(xiàn)有類似產(chǎn)品的功能、技術(shù)性能、價(jià)格、市場(chǎng)占有情況和發(fā)展趨勢(shì)；3)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手在技術(shù)、經(jīng)濟(jì)方面的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)及發(fā)展趨向；4)主要原材料、配件、半成品等的供應(yīng)情況、價(jià)格及變化趨勢(shì)等。（一）

產(chǎn)品規(guī)劃階段2010年8月8日機(jī)械工程系制造教研室2.

調(diào)查研究（1）

市場(chǎng)調(diào)研

用戶需求——有關(guān)產(chǎn)品功能、性能、質(zhì)量、使用、保養(yǎng)、維修外觀、顏色、風(fēng)格、需求量和價(jià)格等方面的要求。產(chǎn)品情況——產(chǎn)品在其生命周期曲線中的位置，新老產(chǎn)品交替的動(dòng)向分析等。同行情況——同行產(chǎn)品經(jīng)營(yíng)銷售情況和發(fā)展趨勢(shì)．主要競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手在技術(shù)、經(jīng)濟(jì)方面的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)及發(fā)展趨向。供應(yīng)情況——主要原材料、配件、半成品等的質(zhì)量、品種、價(jià)格、供應(yīng)等方面的情況及變化趨勢(shì)等。（一）

產(chǎn)品規(guī)劃階段2010年8月8日機(jī)械工程系制造教研室（2）

技術(shù)調(diào)研a.產(chǎn)品技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)；b.行業(yè)技術(shù)和專業(yè)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)；c.新型元器件、新材料、新工藝的應(yīng)用和發(fā)展動(dòng)態(tài)；競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)品的技術(shù)特點(diǎn)分析；d.競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)品的技術(shù)特點(diǎn)；e.競(jìng)爭(zhēng)企業(yè)新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)動(dòng)向；f.環(huán)境對(duì)研制的產(chǎn)品提出的要求，如使用環(huán)境的空氣、濕度、有害物質(zhì)和粉塵等對(duì)產(chǎn)品的要求；為保證產(chǎn)品的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，研制的產(chǎn)品對(duì)環(huán)境提出的要求等。（一）

產(chǎn)品規(guī)劃階段2010年8月8日機(jī)械工程系制造教研室(3)

社會(huì)調(diào)研一般包括企業(yè)目標(biāo)市場(chǎng)所處的社會(huì)環(huán)境和有關(guān)的經(jīng)濟(jì)技術(shù)政策，如：產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策、投資動(dòng)向、環(huán)境保護(hù)及安全等方面的法律、規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)；社會(huì)的風(fēng)俗習(xí)慣；社會(huì)人員的構(gòu)成狀況、消費(fèi)水平、消費(fèi)心理和購(gòu)買能力本企業(yè)實(shí)際情況、發(fā)展動(dòng)向、優(yōu)勢(shì)和不足、發(fā)展?jié)摿Φ龋ㄒ唬?/p>

產(chǎn)品規(guī)劃階段2010年8月8日機(jī)械工程系制造教研室3．

預(yù)測(cè)

(1)定性預(yù)測(cè)

在數(shù)據(jù)和信息缺乏時(shí)，依靠經(jīng)驗(yàn)和綜合分析對(duì)未來(lái)的發(fā)展?fàn)顩r作出推測(cè)和估計(jì)。采用的方法有走訪調(diào)查、查資料、抽樣調(diào)查、類比調(diào)查、專家調(diào)查等。(2)定量預(yù)測(cè)

對(duì)影響預(yù)測(cè)結(jié)果的各種因素進(jìn)行相關(guān)分析和篩選，根據(jù)主要影響因素和預(yù)測(cè)對(duì)象的數(shù)量關(guān)系建立數(shù)學(xué)模型，對(duì)市場(chǎng)發(fā)展情況作出定量預(yù)測(cè)。采用的方法有時(shí)間序列回歸法、因果關(guān)系回歸法、產(chǎn)品壽命周期法等。（一）

產(chǎn)品規(guī)劃階段2010年8月8日機(jī)械工程系制造教研室4．

可行性分析

指通過(guò)調(diào)查研究與預(yù)測(cè)后，對(duì)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中的重大問(wèn)題應(yīng)進(jìn)行充分的技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證，判斷是否可行。包括技術(shù)分析、經(jīng)濟(jì)分析、社會(huì)分析。最后應(yīng)提出產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的可行性報(bào)告?？尚行詧?bào)告一般包括如下內(nèi)容：1)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的必要性，市場(chǎng)調(diào)查及預(yù)測(cè)情況，包括用戶對(duì)產(chǎn)品功能、用途、質(zhì)量、使用維護(hù)、外觀、價(jià)格等方面的要求。2)同類產(chǎn)品國(guó)內(nèi)外技術(shù)水平，發(fā)展趨勢(shì)；3)從技術(shù)上預(yù)期產(chǎn)品開(kāi)發(fā)能達(dá)到的技術(shù)水平；4)從設(shè)計(jì)、工藝和質(zhì)量等方面需要解決的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題；5)投資費(fèi)用及開(kāi)發(fā)時(shí)間進(jìn)度，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益估計(jì)；6)現(xiàn)有條件下開(kāi)發(fā)的可能性及準(zhǔn)備采取的措施。（一）

產(chǎn)品規(guī)劃階段2010年8月8日機(jī)械工程系制造教研室5．編制設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)見(jiàn)設(shè)計(jì)要求表P16設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)是指導(dǎo)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)性文件；其主要任務(wù)是對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行選型，確定最佳設(shè)計(jì)方針。2010年8月8日機(jī)械工程系制造教研室（二）

方案設(shè)計(jì)階段1．

對(duì)設(shè)計(jì)任務(wù)的抽象

要求：設(shè)計(jì)師應(yīng)對(duì)設(shè)計(jì)任務(wù)進(jìn)行抽象，抓住主要要求，兼顧次要要求，避免由于知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的局限性，思想上的種種框框，誤導(dǎo)設(shè)計(jì)方案的制訂。

目的：是對(duì)設(shè)計(jì)任務(wù)的再認(rèn)識(shí)，通過(guò)功能關(guān)系和與任務(wù)相關(guān)的主要約束條件的分析，對(duì)“設(shè)計(jì)要求表”一步一步進(jìn)行抽象，找出具有本質(zhì)性的和主要的要求，即本質(zhì)功能，以便找到能實(shí)現(xiàn)這些本質(zhì)功能的解，再進(jìn)一步找出其最優(yōu)解。2010年8月8日機(jī)械工程系制造教研室

2．

建立功能結(jié)構(gòu)

首先經(jīng)過(guò)對(duì)設(shè)計(jì)任務(wù)的抽象，可明確設(shè)計(jì)產(chǎn)品的總功能

總功能是表達(dá)輸入量轉(zhuǎn)變成輸出量的能力。輸入輸出量指的是物料、能量和信息。

總功能通常是比較復(fù)雜的，較難直接看清楚輸入和輸出之間的關(guān)系。

總功能也可分解成分功能和多級(jí)子功能，它們按確定的關(guān)系結(jié)合起來(lái)，以實(shí)現(xiàn)總功能。

功能結(jié)構(gòu)：分功能和多級(jí)子功能及它們之間的關(guān)系。（二）

方案設(shè)計(jì)階段2010年8月8日機(jī)械工程系制造教研室總功能是表達(dá)輸入量轉(zhuǎn)變成輸出量的能力?？偣δ芸芍鸺?jí)往下分解，分解到子功能的要求比較明確，便于求解為止。便于了解產(chǎn)品中哪些子功能重復(fù)出現(xiàn)，為制訂通用零部件規(guī)范提供依據(jù)方框是一個(gè)“黑箱”，代表一個(gè)系統(tǒng)，只知道其輸入和輸出特性，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)在這階段暫不細(xì)究。通過(guò)對(duì)“黑箱”及其與周圍環(huán)境的聯(lián)系，了解其功能、特性，進(jìn)一步尋求其內(nèi)部的機(jī)理和結(jié)構(gòu)。實(shí)線箭頭表示能量；雙實(shí)線箭頭表示物料虛線箭頭表示信息；箭頭的位置可以畫(huà)在方框的任一邊。輸入或輸出用箭頭的方向表示；能量、物料或信息可以是多項(xiàng)內(nèi)容，用多個(gè)箭頭表示；需注意上層輸入輸出功能的內(nèi)容必須與下層統(tǒng)一。圖2-1功能結(jié)構(gòu)圖2010年8月8日機(jī)械工程系制造教研室目的：子功能已有——》采用子功能沒(méi)有——》創(chuàng)新設(shè)計(jì)功能間的關(guān)系：串聯(lián)結(jié)構(gòu)、并聯(lián)結(jié)構(gòu)、環(huán)形結(jié)構(gòu)功能圖見(jiàn)2-2功能間的聯(lián)系存在三種基本結(jié)構(gòu)型式：串聯(lián)結(jié)構(gòu)如圖2—2a所示，又稱順序結(jié)構(gòu)。并聯(lián)結(jié)構(gòu)如圖2—2b所示。環(huán)形結(jié)構(gòu)如圖2—2c所示，是輸出反饋為輸入的循環(huán)結(jié)構(gòu)。圖2—2e則是有選擇性地進(jìn)行反饋的循環(huán)結(jié)構(gòu)。2010年8月8日機(jī)械工程系制造教研室

3.尋求原理解和求解方法

原理解：就是能實(shí)現(xiàn)某種功能的工作原理，和實(shí)現(xiàn)該工作原理的技術(shù)手段和結(jié)構(gòu)原理，即所謂功能載體。

工作原理：是科學(xué)原理和技術(shù)原理的統(tǒng)稱。是設(shè)計(jì)中最關(guān)鍵、最富于創(chuàng)造性的一個(gè)環(huán)節(jié)。從技術(shù)上和結(jié)構(gòu)上實(shí)現(xiàn)工作原理的功能載體是以它具有的某種屬性來(lái)完成某一功能的。

屬性包括：物理化學(xué)屬性、運(yùn)動(dòng)特性、幾何特性和機(jī)械特性等。（二）

方案設(shè)計(jì)階段2010年8月8日機(jī)械工程系制造教研室例如：兩同心軸之間需要接合和斷開(kāi)的功能，可采用離合器。作為離合器這個(gè)功能載體如利用其齒嚙合屬性、摩擦屬性、液力屬性或電磁屬性，則分別為牙嵌離合器、摩擦離合器、液力禍合器或電磁轉(zhuǎn)差離合器等。功能載體的屬性：往往是多方面的，有的為人們普遍掌握了的，即顯見(jiàn)屬性；更多的是在特定條件下顯露出來(lái)的，為人們所不了解的新屬性，即潛在屬性；設(shè)計(jì)人員的任務(wù)：不但要熟悉和會(huì)靈活應(yīng)用現(xiàn)有功能載體的顯見(jiàn)屬性載體。還應(yīng)努力地挖掘其潛在屬性，并創(chuàng)造出新的功能（二）

方案設(shè)計(jì)階段2010年8月8日機(jī)械工程系制造教研室

4.

初步設(shè)計(jì)方案的形成將所有子功能的原理解結(jié)合起來(lái)，才能形成和實(shí)現(xiàn)總功能。原理解的結(jié)合是設(shè)計(jì)過(guò)程中重要的一環(huán)，能得到多個(gè)初步設(shè)計(jì)方案。應(yīng)采用合適的結(jié)合方法，獲得理想的初步設(shè)計(jì)方案

（1）系統(tǒng)結(jié)合法：按功能結(jié)構(gòu)的樹(shù)狀結(jié)構(gòu)，根據(jù)邏輯關(guān)系把原理解結(jié)合起來(lái)。見(jiàn)圖2-3，有mn方個(gè)初步方案。選優(yōu)原則：相結(jié)合的子功能原理解不應(yīng)互相矛盾、互相排斥，應(yīng)彼此相容。即上下原理解的物理原理、能源、材料和控制方式等都應(yīng)協(xié)調(diào)一致；原理解的結(jié)合要能全面實(shí)現(xiàn)要求表中的要求；原理解結(jié)合后形成的初步設(shè)計(jì)方案應(yīng)是先進(jìn)的、成本低廉的。（二）

方案設(shè)計(jì)階段2010年8月8日機(jī)械工程系制造教研室2010年8月8日機(jī)械工程系制造教研室（2）數(shù)學(xué)方法結(jié)合法：當(dāng)子功能原理解的物理和幾何特征可以定量的形式表達(dá)時(shí)，有可能借助電子計(jì)算機(jī)，采用數(shù)學(xué)方法進(jìn)行初步設(shè)計(jì)方案的組合。在方案設(shè)計(jì)階段：如子功能的原理解還不夠具體，定量表達(dá)原理解的特征有困難或不夠精確時(shí)：采用數(shù)學(xué)方法形成初步設(shè)計(jì)方案是不可行的，甚至?xí)?dǎo)致錯(cuò)誤的結(jié)果。在變型設(shè)計(jì)、組合設(shè)計(jì)或電路設(shè)計(jì)中：由于是已知零部件、元器件的組合，各子功能的物理和幾何特征是可以精確地定量表達(dá)。采用數(shù)學(xué)方法，例如邏輯推理、圖論和布爾代數(shù)等，可以結(jié)合出合適的初步設(shè)計(jì)方案，并從中優(yōu)選出較好的方案來(lái)。（二）

方案設(shè)計(jì)階段2010年8月8日機(jī)械工程系制造教研室（二）

方案設(shè)計(jì)階段

5.

初步設(shè)計(jì)方案的評(píng)價(jià)與篩選（1）初選

a.觀察淘汰法b.分?jǐn)?shù)比較法（2）初步方案具體實(shí)施

a.繪出方案原理圖，整機(jī)總體布局草圖，主要零部件草圖

為在空間占用量、重量、所用材料、制造工藝、成本和運(yùn)輸費(fèi)用等方面進(jìn)行比較提供數(shù)據(jù)；

b.進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)和強(qiáng)度方面的粗略計(jì)算

以便定量地反映初步設(shè)計(jì)方案的工作特性；

c.進(jìn)行必要的原理試驗(yàn)

分析確定主要設(shè)計(jì)參數(shù)，驗(yàn)證設(shè)計(jì)原理的可行性；

d.對(duì)于大型、復(fù)雜設(shè)備，可制作模型

以獲得比較全面的技術(shù)數(shù)據(jù)。2010年8月8日機(jī)械工程系制造教研室

（3）技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)

初選后的初步設(shè)計(jì)方案進(jìn)行具體化后?？蓪?duì)它們進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)，做出最后的取舍。

評(píng)價(jià)過(guò)程的步驟為:

a.建立目標(biāo)系統(tǒng)和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

b.確定重要性系數(shù)

c.按技術(shù)觀點(diǎn)確定評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)

d.進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)計(jì)算和得出評(píng)價(jià)結(jié)果（二）

方案設(shè)計(jì)階段2010年8月8日機(jī)械工程系制造教研室1.要求：將方案設(shè)計(jì)階段擬定的初步設(shè)計(jì)方案具體化a.確立結(jié)構(gòu)原理方案；b.進(jìn)行總體技術(shù)方案設(shè)計(jì)。確定主要技術(shù)參數(shù)、布局；c.進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。繪制裝配草圖，初選主要零件的材料和工藝方案。d.進(jìn)行各種必要的性能計(jì)算；e.通過(guò)模型試驗(yàn)檢驗(yàn)和改善設(shè)計(jì)；f.通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析選擇較優(yōu)的設(shè)計(jì)方案。

2.要運(yùn)用的理論和方法：運(yùn)用系統(tǒng)工程學(xué)、價(jià)值工程學(xué)、力學(xué)、摩擦學(xué)、機(jī)械制造工程學(xué)、優(yōu)化理論、可靠性理論、人機(jī)工程學(xué)、工業(yè)美學(xué)、相似理論等理論和方法，解決設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的問(wèn)題。(三)技術(shù)設(shè)計(jì)階段2010年8月8日機(jī)械工程系制造教研室3.步驟

（1）確定結(jié)構(gòu)原理方案詳見(jiàn)圖2-3

①確定結(jié)構(gòu)原理方案的主要依據(jù)其中包括決定尺寸的依據(jù)；如功率、流量和聯(lián)系尺寸等；決定布局的依據(jù)；如物流方向、運(yùn)動(dòng)方向和操作位置等；決定材料的依據(jù)；如抗腐蝕能力、耐用性、市場(chǎng)供應(yīng)情況等；決定和限制結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的空間條件，如距離、規(guī)定的軸的方向、裝入的限制范圍等。

②確定結(jié)構(gòu)原理方案在上述依據(jù)的約束下，對(duì)主要功能結(jié)構(gòu)進(jìn)行構(gòu)思，初步確定其材料和形狀，進(jìn)行粗略的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

③評(píng)價(jià)和修改對(duì)確定的結(jié)構(gòu)原理方案經(jīng)過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)，為進(jìn)一步的修改提供依據(jù)。(三)技術(shù)設(shè)計(jì)階段2010年8月8日機(jī)械工程系制造教研室（2）總體設(shè)計(jì)①主要結(jié)構(gòu)參數(shù)包括尺寸參數(shù)、運(yùn)動(dòng)參數(shù)、動(dòng)力參數(shù)、占用面積和空間等。②總體布局包括部件組成、各部件的空間位置布局和運(yùn)動(dòng)方向、操作位置、各部件相對(duì)運(yùn)動(dòng)配合關(guān)系。③系統(tǒng)原理圖包括產(chǎn)品總體布局圖、機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)圖、液壓系統(tǒng)圖、電力驅(qū)動(dòng)和控制系統(tǒng)圖等。④經(jīng)濟(jì)核算包括產(chǎn)品成本和運(yùn)行費(fèi)用的估算、成本回收期、資源的再利用等。⑤其它如材料選用、配件和外協(xié)件的供應(yīng)、生產(chǎn)工藝、運(yùn)輸、開(kāi)發(fā)周期等方面的考慮(三)技術(shù)設(shè)計(jì)階段2010年8月8日機(jī)械工程系制造教研室（3)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)①主要任務(wù)：在總體設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，對(duì)結(jié)構(gòu)原理方案結(jié)構(gòu)化。繪制產(chǎn)品總裝圖、部件裝配圖；提出初步的零件表，加工和裝配說(shuō)明書(shū)；對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)。②要求：必須遵守有關(guān)國(guó)家、部門和企業(yè)頒布的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，通常要經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)、審核、修改、再審核、再修改多次反復(fù)，才可批準(zhǔn)投產(chǎn)。③設(shè)計(jì)方法：經(jīng)常采用諸如有限元分析、優(yōu)化設(shè)計(jì)、可靠性設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)等現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法，來(lái)解決設(shè)計(jì)中出現(xiàn)問(wèn)題。(三)技術(shù)設(shè)計(jì)階段2010年8月8日機(jī)械工程系制造教研室在該階段，掌握了更多的信息，能更具體、更定量地根據(jù)要求表中提出的要求，分析必須達(dá)到的要求滿足和超過(guò)的程度，希望達(dá)到要求的處理結(jié)果，在這基礎(chǔ)上作出精確的技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)，并找出設(shè)計(jì)的薄弱環(huán)節(jié)，進(jìn)一步改進(jìn)設(shè)計(jì)。④技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)的內(nèi)容：a.實(shí)現(xiàn)的功能、作用原理的科學(xué)性；b.結(jié)構(gòu)合理性、參數(shù)計(jì)算準(zhǔn)確性；c.安全性、人機(jī)工程要求；d.制造、檢驗(yàn)、裝配、運(yùn)輸、使用和維護(hù)的性能；e.資源回用、成本和產(chǎn)品研制周期等。(三)技術(shù)設(shè)計(jì)階段2010年8月8日機(jī)械工程系制造教研室1.零件圖設(shè)計(jì)在零件圖中包含了為制造零件所需的全部信息。這些信息包括幾何形狀、全部尺寸、加工面的尺寸公差、形狀公差和表面粗糙度要求、材料和熱處理要求、其它特殊技術(shù)要求等2.完善裝配圖在繪制零件圖時(shí)，更加具體地從結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、工藝性和標(biāo)準(zhǔn)化等方面進(jìn)行零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，不可避免地對(duì)技術(shù)設(shè)計(jì)階段提供的裝配圖作些修改。3.商品化設(shè)計(jì)一般包括進(jìn)行價(jià)值分析和價(jià)值設(shè)計(jì)，保證產(chǎn)品功能和性能的基礎(chǔ)上，降低成本，利用工業(yè)美學(xué)原理設(shè)計(jì)精美的造型和悅目的色彩，改善產(chǎn)品的外觀功能；精化包裝設(shè)計(jì)等。（四）施工設(shè)計(jì)階段2010年8月8日機(jī)械工程系制造教研室4.編制技術(shù)文檔

目的：是為產(chǎn)品制造、安裝調(diào)試提供所需要的信息，為產(chǎn)品的質(zhì)量檢驗(yàn)、安裝運(yùn)輸、使用等作出相應(yīng)的規(guī)定。內(nèi)容：①產(chǎn)品設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)；②產(chǎn)品使用說(shuō)明書(shū)；③產(chǎn)品質(zhì)量檢查標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)則；④產(chǎn)品明細(xì)表；產(chǎn)品明細(xì)表包括基本件明細(xì)表、標(biāo)準(zhǔn)件明細(xì)表和外購(gòu)件明細(xì)表等。（四）施工設(shè)計(jì)階段2010年8月8日機(jī)械工程系制造教研室（一）設(shè)計(jì)方法

1.在設(shè)計(jì)的某一類產(chǎn)品中，選擇功能、結(jié)構(gòu)和尺寸等方面較典型的產(chǎn)品為基型，以它為基礎(chǔ)，運(yùn)用“四化”原則，設(shè)計(jì)出其它各種尺寸參數(shù)的產(chǎn)品，構(gòu)成產(chǎn)品基型系列。2.在產(chǎn)品基型系列的基礎(chǔ)上，運(yùn)用“四化”原則，增加、減去、更換或修改少數(shù)零部件，派生出不同用途的變型產(chǎn)品，構(gòu)成產(chǎn)品派生系列。編制反映基型系列和派生系列關(guān)系的產(chǎn)品系列型譜。在系列型譜中，各規(guī)格產(chǎn)品應(yīng)有相同的功能結(jié)構(gòu)，相似的結(jié)構(gòu)型式；同一類型的零部件在規(guī)格不同的產(chǎn)品中具有完全相同的功能結(jié)構(gòu)；不同規(guī)格的產(chǎn)品，同一種參數(shù)按一定規(guī)律(通常按等比級(jí)數(shù))變化。二、系列化設(shè)計(jì)2010年8月8日機(jī)械工程系制造教研室“四化”原則：系列化設(shè)計(jì)應(yīng)遵循“產(chǎn)品系列化、零部件通用化、標(biāo)準(zhǔn)化”原則，以及“結(jié)構(gòu)的典型化”。重要性：系列化設(shè)計(jì)使產(chǎn)品設(shè)計(jì)合理化的一條途徑，可以提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本，開(kāi)發(fā)變型產(chǎn)品的手段。二、系列化設(shè)計(jì)（二）系列化設(shè)計(jì)優(yōu)缺點(diǎn)1、優(yōu)點(diǎn)：1)可以較少品種規(guī)格的產(chǎn)品滿足市場(chǎng)較大范圍的需求。2)系列產(chǎn)品是依據(jù)經(jīng)過(guò)嚴(yán)格性能試驗(yàn)和長(zhǎng)期生產(chǎn)考驗(yàn)的基型產(chǎn)品演變和派生而成的，可以大大減少設(shè)計(jì)工作量，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量，減少產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)，縮短產(chǎn)品的研制周期；2010年8月8日機(jī)械工程系制造教研室3)產(chǎn)品有較高的結(jié)構(gòu)相似性和零部件的通用性，可壓縮工藝裝備數(shù)量和種類，縮短產(chǎn)品的研制周期，降低生產(chǎn)成本；4)零備件的種類少，系列中的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)相似，便于進(jìn)行產(chǎn)品的維修，改善售后服務(wù)質(zhì)量；5)為開(kāi)展變型設(shè)計(jì)提供技術(shù)基礎(chǔ)。2、缺點(diǎn)：以較少品種規(guī)格的產(chǎn)品滿足市場(chǎng)較大范圍的需求。用戶只能在系列型譜內(nèi)有限的一些品種規(guī)格中選擇所需的產(chǎn)品，選到的產(chǎn)品，一方面其性能參數(shù)和功能特性不一定最符合用戶的要求，另方面有些功能還可能冗余。對(duì)用戶來(lái)說(shuō)較難選到稱心如意的產(chǎn)品。（二）系列化設(shè)計(jì)優(yōu)缺點(diǎn)2010年8月8日機(jī)械工程系制造教研室1．參數(shù)和主要性能的確定

主參數(shù)和主要性能指標(biāo)應(yīng)最大程度地反映產(chǎn)品的工作性能和設(shè)計(jì)要求。

例如：普通車床的主參數(shù)：是在床身上的最大回轉(zhuǎn)直徑；主要性能指標(biāo)之一是最大的工件長(zhǎng)度；

升降臺(tái)銑床的主參數(shù)：是工作臺(tái)工作面的寬度；主要性能指標(biāo)是工作臺(tái)工作面的長(zhǎng)度；

搖臂鉆床的主參數(shù)：最大鉆孔直徑，主要性能指標(biāo)是主軸中心線至立柱母線的最大距離等。

上述參數(shù)決定了相應(yīng)機(jī)床的主要幾何尺寸、功率和轉(zhuǎn)速范圍，因而決定了該機(jī)床的設(shè)計(jì)要求。(三)系列化設(shè)計(jì)步驟2010年8月8日機(jī)械工程系制造教研室2.參數(shù)分級(jí)經(jīng)過(guò)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)分析，將產(chǎn)品的主參數(shù)和主要性能指標(biāo)按一定規(guī)律進(jìn)行分級(jí)，制訂參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)。產(chǎn)品的主參數(shù)應(yīng)盡可能采用優(yōu)先數(shù)系。優(yōu)先數(shù)系是公比為

，N=5、10、20、40

的等比數(shù)列，優(yōu)先數(shù)系如表2—2所示。例如：搖臂鉆床的主參數(shù)系列公比為1.6，即25，40，63，80，l00，124；普通車床和升降臺(tái)銑床的主參數(shù)系列公比為1.25。分級(jí)比搖臂鉆床密一倍，為：315，400，500，630。(三)系列化設(shè)計(jì)步驟2010年8月8日機(jī)械工程系制造教研室參數(shù)分級(jí)優(yōu)先數(shù)系為10開(kāi)N次方N=5、10、20、40的等比數(shù)列。公比太大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜；太小不適與系列化。因此選擇適當(dāng)?shù)墓取?010年8月8日機(jī)械工程系制造教研室主參數(shù)系列公比選得較小，則分級(jí)較密，有利于用戶選到滿意的產(chǎn)品，但系列內(nèi)產(chǎn)品的規(guī)格品種較多，系列化設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)得不到充分利用；分級(jí)較粗，系列內(nèi)產(chǎn)品的規(guī)格品種較少，具有系列化設(shè)計(jì)的許多優(yōu)點(diǎn)；為了以較少的品種滿足較大使用范圍內(nèi)的需求，系列內(nèi)每個(gè)品種產(chǎn)品應(yīng)具有較大的通用性，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜、成本會(huì)有所提高。必須對(duì)市場(chǎng)、設(shè)計(jì)、制造和經(jīng)銷作為個(gè)系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行全面的調(diào)查研究，經(jīng)過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析、才能正確地確定最佳的參數(shù)分級(jí)。方法：產(chǎn)品的需求量越大，要求的技術(shù)性能越要準(zhǔn)確，參數(shù)分級(jí)應(yīng)越密；反之，參數(shù)分級(jí)可粗些。(三)系列化設(shè)計(jì)步驟2010年8月8日機(jī)械工程系制造教研室3.制訂系列型譜系列型譜通常是二維甚至多維的，其中一維是主參數(shù)，其它維是主要性能指標(biāo)。通過(guò)系列型譜的制訂，確定產(chǎn)品的品種、基型和變型、布局，各產(chǎn)品品種的技術(shù)性能和技術(shù)參數(shù)等。在系列型譜中，產(chǎn)品的系列設(shè)計(jì)通常從結(jié)構(gòu)最典型、應(yīng)用最廣泛的是所謂的“基型產(chǎn)品”開(kāi)始，經(jīng)過(guò)演變和派生而擴(kuò)展成的擴(kuò)展的方式：有縱系列、橫系列和跨系列擴(kuò)展三類。（1）縱系列產(chǎn)品：是一組功能、工作原理和結(jié)構(gòu)相同，而尺寸和性能參數(shù)不同的產(chǎn)品。~一般應(yīng)綜合考慮使用要求及技術(shù)經(jīng)濟(jì)原則，合理確定產(chǎn)品主參數(shù)和主要性能參數(shù)系列。如主參數(shù)和主要性能指標(biāo)按優(yōu)先數(shù)系選擇，能較好地滿足用戶要求且便于設(shè)計(jì)。(三)系列化設(shè)計(jì)步驟2010年8月8日機(jī)械工程系制造教研室（2）橫系列產(chǎn)品：是在基型產(chǎn)品基礎(chǔ)上，通過(guò)增加、減去、更換或修改某些零部件，實(shí)現(xiàn)功能擴(kuò)展的派生產(chǎn)品。例如在普通車床基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)的為加工軸承套圈的無(wú)尾架短床身車床、為加工大直徑工件的馬鞍形車床等。（3）跨系列產(chǎn)品：是采用相同的主要基礎(chǔ)件和通用部件的不同類型產(chǎn)品。例如通過(guò)改造坐標(biāo)鏜床的主軸箱部件和部分控制系統(tǒng)，可開(kāi)發(fā)出坐標(biāo)磨床、坐標(biāo)電火花成形機(jī)床、三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)等不同類型產(chǎn)品，即跨系列產(chǎn)品。其中機(jī)床的工作臺(tái)、立柱等主要基礎(chǔ)件及一些通用部件適用于跨系列的各種產(chǎn)品。(三)系列化設(shè)計(jì)步驟2010年8月8日機(jī)械工程系制造教研室三、模塊化設(shè)計(jì)

（一）基本概念

方法：為了開(kāi)發(fā)多種不同功能結(jié)構(gòu)，或相同功能結(jié)構(gòu)而性能不同的產(chǎn)品，不必對(duì)每種產(chǎn)品單獨(dú)進(jìn)行設(shè)計(jì)，而是精心設(shè)計(jì)出一批模塊，將這些模塊經(jīng)過(guò)不同的組合來(lái)構(gòu)造具有不同功能結(jié)構(gòu)和性能的多種產(chǎn)品。

要求：模塊上具有特定的聯(lián)接表面和聯(lián)接方法，以保證相互組合的互換性和精確度。

意義：模塊化設(shè)計(jì)是產(chǎn)品設(shè)計(jì)合理化的另一條途徑，是提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本、加快設(shè)計(jì)，進(jìn)行組合設(shè)計(jì)重要途徑。

方式：純模塊系統(tǒng)比較困難，模塊化系統(tǒng)多數(shù)是屬于模塊和非模塊的混合系統(tǒng)?，F(xiàn)在多數(shù)采用模塊和非模塊的混合系統(tǒng)2010年8月8日機(jī)械工程系制造教研室1)便于用新技術(shù)設(shè)計(jì)性能更好的模塊取代原有舊的模塊，提高產(chǎn)品的性能，組合出功能更完善、性能更先進(jìn)的組合產(chǎn)品，加快產(chǎn)品的更新?lián)Q代。2)采用模塊化設(shè)計(jì)，可快速滿足用戶提出的特殊訂貨要求，大大縮短設(shè)計(jì)和供貨周期。3)模塊化設(shè)計(jì)方法推動(dòng)了整個(gè)企業(yè)技術(shù)、生產(chǎn)、管理和組織體制的改革。有利于采用成組加工等先進(jìn)工藝，有利于組織專業(yè)化生產(chǎn)，既提高質(zhì)量，又降低成本。4)模塊系統(tǒng)中大部分部件由模塊組成，設(shè)備如發(fā)生故障，只需更換有關(guān)模塊，維護(hù)修理更為方便，對(duì)生產(chǎn)影響少。（二）模塊化設(shè)計(jì)優(yōu)缺點(diǎn)2010年8月8日機(jī)械工程系制造教研室明確任務(wù)

以最少的模塊組合出數(shù)量最多、總功能各不相同的產(chǎn)品。要求：需要對(duì)市場(chǎng)需求進(jìn)行深入調(diào)查，對(duì)所有欲實(shí)現(xiàn)的總功能加以明確，摒棄市場(chǎng)需求很少而又需要付出很大設(shè)計(jì)和制造代價(jià)的那些總功能。（三）模塊化設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)步驟2010年8月8日機(jī)械工程系制造教研室3.

建立功能結(jié)構(gòu)劃分模塊：出發(fā)點(diǎn)是功能分析。將產(chǎn)品的總功能分解為分功能、功能元，求相應(yīng)的功能模塊，再具體化為生產(chǎn)模塊。分功能包括基本功能、輔助功能、特殊功能和附加功能等幾類，相應(yīng)地建立基本模塊、輔助模塊、特殊模塊、調(diào)整模塊和非標(biāo)模塊等，如圖2-4所示（三）模塊化設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)步驟2010年8月8日機(jī)械工程系制造教研室（三）模塊化設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)步驟2010年8月8日機(jī)械工程系制造教研室（三）模塊化設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)步驟2010年8月8日機(jī)械工程系制造教研室4．合理確定產(chǎn)品的系列型譜和參數(shù)模塊化系統(tǒng)也應(yīng)遵循系列化設(shè)計(jì)的原理，確定模塊的系列型譜?？v系列模塊系統(tǒng)中模塊功能及原理方案相同，結(jié)構(gòu)相似，而尺寸參數(shù)有變化。隨參數(shù)變化對(duì)系列產(chǎn)品劃分合理區(qū)段，同一區(qū)段內(nèi)模塊通用。橫系列模塊系統(tǒng)是在一定基型產(chǎn)品基礎(chǔ)上更換或添加模塊，以得到擴(kuò)展功能的同類變型產(chǎn)品?？缦盗心K系統(tǒng)中包括具有相近動(dòng)力參數(shù)的不同類型產(chǎn)品功能模塊。（三）模塊化設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)步驟2010年8月8日機(jī)械工程系制造教研室5．模塊組合

開(kāi)式：由模塊組成無(wú)限多個(gè)組合閉式：由一定數(shù)量種類的模塊組成有限數(shù)量組合注意：實(shí)際組合數(shù)大大小于理論組合數(shù)。模塊組合要精心設(shè)計(jì)結(jié)合部的結(jié)構(gòu)，結(jié)合部位的形狀、尺寸、配合精度等應(yīng)盡量符合標(biāo)準(zhǔn)。（三）模塊化設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)步驟2010年8月8日機(jī)械工程系制造教研室6.

模塊的計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)1)對(duì)模塊進(jìn)行編碼，以便進(jìn)行計(jì)算機(jī)管理；2)給出模塊系統(tǒng)最多可組合的產(chǎn)品數(shù)；3)對(duì)于用戶的某一給定的設(shè)計(jì)要求，分析是否存在一種有效的組合方案；4)在滿足要求的幾種組合方案中進(jìn)行評(píng)價(jià)，選擇最佳的組合方案；5)若無(wú)有效的組合方案滿足用戶要求，為新的模塊設(shè)計(jì)提供信息；6)給出已選方案的模塊組裝圖、明細(xì)表及價(jià)格表。（三）模塊化設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)步驟2010年8月8日機(jī)械工程系制造教研室

四．合理化工程合理化工程是一種管理哲理，適用于合同型企業(yè)目的是采用先進(jìn)的信息處理技術(shù)，縮短產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期，提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)質(zhì)量，縮短產(chǎn)品的生產(chǎn)周期，提高產(chǎn)品的質(zhì)量，降低產(chǎn)品的成本，改善售后服務(wù)。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的重組是進(jìn)行系列產(chǎn)品和組合產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)、產(chǎn)品編碼和產(chǎn)品技術(shù)文件的系統(tǒng)化，從而減少零部件的類別數(shù)。產(chǎn)品設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)過(guò)程的重組是將產(chǎn)品的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)過(guò)程分成全新產(chǎn)品設(shè)計(jì)和合同產(chǎn)品設(shè)計(jì)兩部分。全新產(chǎn)品設(shè)計(jì)進(jìn)行的是換代產(chǎn)品和創(chuàng)新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)。合同產(chǎn)品設(shè)計(jì)是進(jìn)行變型設(shè)計(jì)或組合設(shè)計(jì)。為了實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程的重組，企業(yè)必須采用CAD/CAM和MRP-Ⅱ技術(shù)，并實(shí)現(xiàn)兩者之間的信息集成。2010年8月8日機(jī)械工程系制造教研室一、技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)

采用先進(jìn)技術(shù)、工藝經(jīng)濟(jì)上應(yīng)合理（一）建立目標(biāo)系統(tǒng)和確定評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)將表2-1所表示的“設(shè)計(jì)要求表”中的必達(dá)目標(biāo)按層次分級(jí)，形成樹(shù)狀目標(biāo)系統(tǒng)，每個(gè)樹(shù)葉代表一個(gè)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。見(jiàn)圖2-7第三節(jié)機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的評(píng)價(jià)2010年8月8日機(jī)械工程系制造教研室(二)確定重要性系數(shù)每個(gè)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)設(shè)計(jì)方案優(yōu)劣的影響程度是不同的，其影響程度用重要性系數(shù)(權(quán)系數(shù))來(lái)表示，取值范圍是0-1。如圖2—7所示的樹(shù)狀四級(jí)目標(biāo)系統(tǒng)為例，每個(gè)評(píng)價(jià)目標(biāo)圓圈內(nèi)有兩個(gè)數(shù)字；左邊數(shù)字：其總和應(yīng)等于1，一般由工作人員或設(shè)計(jì)組共同商定；右邊的數(shù)字：表示每一個(gè)評(píng)價(jià)目標(biāo)在目標(biāo)系統(tǒng)中所居的重要程度，簡(jiǎn)稱重要性系數(shù)，其值等于該目標(biāo)圓圈左側(cè)數(shù)字與相關(guān)的各上級(jí)目標(biāo)圓圈左側(cè)數(shù)字的乘積。一、技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)2010年8月8日機(jī)械工程系制造教研室（三）確定各個(gè)設(shè)計(jì)方案的評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)重要性系數(shù)算出后，可按評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)確定每一個(gè)設(shè)計(jì)方案的評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)，可按5分制（0-4）或10分制（0-9）給出。其大小代表技術(shù)方案的優(yōu)劣程度。見(jiàn)表2-4（四）

總權(quán)重值ZQj

將每個(gè)初步設(shè)計(jì)方案n個(gè)“加權(quán)值”進(jìn)行累加，可得出該方案的總權(quán)重值。

ZQj=ΣQij一、技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)2010年8月8日機(jī)械工程系制造教研室一、技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)2010年8月8日機(jī)械工程系制造教研室（五）

技術(shù)評(píng)價(jià)T

Tj=ZQj/Qmax

Tj越高，方案的技術(shù)性能越好。Tj為最大值，方案技術(shù)上最理想方案；Tj0.6方案在技術(shù)上不合格，必須加以改進(jìn)，否則應(yīng)摒棄Tj=l0.6方案為技術(shù)上可行方案。如果技術(shù)上可行的設(shè)計(jì)方案，其個(gè)別評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的評(píng)價(jià)數(shù)特別低，說(shuō)明該設(shè)計(jì)方案在這方面有明顯弱點(diǎn)，應(yīng)認(rèn)真地對(duì)這些弱點(diǎn)進(jìn)行分析，判斷這些弱點(diǎn)將來(lái)有無(wú)可能禍及全局，如果有這可能，必須對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行修改，排除弱點(diǎn)，重新參與評(píng)價(jià)，再考慮能否作為初步優(yōu)選方案。一、技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)2010年8月8日機(jī)械工程系制造教研室（六）

經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)Ej

是理想生產(chǎn)成本與實(shí)際生產(chǎn)成本之比。Ej=Cl/Cs

Cl-生產(chǎn)成本

Cs-實(shí)際生產(chǎn)成本1.產(chǎn)品成本組成產(chǎn)生-》壽命終結(jié)在生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)的成本，包括材料成本和開(kāi)發(fā)制造成本，見(jiàn)圖2-8一、技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)2010年8月8日機(jī)械工程系制造教研室

2．成本估算的方法

（1）按重量估算方法

C=WfW

fW=kWp

C-成本估算值k、p-系數(shù)W-重量

fW-重量成本系數(shù)

K=ΣfWiWi-p/nP=tanα

（2）按材料成本折算

結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度類似上面

C=Cm/m

Cm-材料成本m-材料成本率

Cm=(11.2)(Z+M)

Z-外構(gòu)件成本M-原材料成本

一、技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)（3）回歸分析法（4）相似關(guān)系法

（略）自行看2010年8月8日機(jī)械工程系制造教研室（七）技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)TEj

設(shè)計(jì)方案的技術(shù)評(píng)價(jià)Tj和經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)Ej經(jīng)常不會(huì)同時(shí)都是最優(yōu)，進(jìn)行技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的綜合評(píng)價(jià)才能最終選出最理想的方案。技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)TE，有兩種計(jì)算方法：

Tj,Ej相差不太大時(shí)，TEj=(Tj+Ej)/2

Tj,Ej相差比較大時(shí)，TEj=(Tj+Ej)1/2

Tj-技術(shù)評(píng)價(jià)Ej-經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)TEj值越大，設(shè)計(jì)方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)綜合性能越好。一般：

TEj值不應(yīng)小于0.65；

TEj<0.65就不合格。一、技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)2010年8月8日機(jī)械工程系制造教研室可靠性指在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成規(guī)定功能的能力（一）可靠性特征量詳見(jiàn)圖2-10概念：表示產(chǎn)品可靠性水平高低的各種可靠性數(shù)量指標(biāo)?？煽慷仁强煽啃缘亩攘炕笜?biāo)，指產(chǎn)品在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成規(guī)定功能的概率，記為R。時(shí)間函數(shù)R(t)，稱為可靠度函數(shù)對(duì)于不可修復(fù)的產(chǎn)品，可靠度的觀測(cè)值是指直到規(guī)定時(shí)間終了為止，能完成規(guī)定任務(wù)的產(chǎn)品數(shù)與進(jìn)行觀測(cè)的產(chǎn)品總數(shù)之。對(duì)于可修復(fù)的產(chǎn)品，可靠度觀測(cè)值是指產(chǎn)品的無(wú)故障工作時(shí)間達(dá)到或超過(guò)規(guī)定時(shí)間的次數(shù)與觀測(cè)時(shí)間內(nèi)無(wú)故障工作的總次數(shù)之比?？煽慷鹊挠^測(cè)值記為

2．累積失效概率累積失效概率是指產(chǎn)品在規(guī)定的條件和規(guī)定時(shí)間內(nèi)，未完成規(guī)定任務(wù)的概率，也可稱為不可靠度。記為F（t），其觀測(cè)值記為?？筛鶕?jù)概率互補(bǔ)定理指標(biāo)推算出累積失效概率，即或

)(tFù3．失效率失效率是指工作到某時(shí)刻尚未失效的產(chǎn)品，在該時(shí)刻后單位時(shí)間內(nèi)發(fā)生失效的概率。也稱之為故障率。失效率的觀測(cè)值是在某時(shí)刻后，單位時(shí)間內(nèi)失效的產(chǎn)品數(shù)與工作到該時(shí)刻尚未失效的產(chǎn)品數(shù)之比。

4．平均壽命和平均無(wú)故障工作時(shí)間對(duì)于不可修復(fù)產(chǎn)品，從開(kāi)始使用到發(fā)生故障報(bào)廢時(shí)的平均有效工作時(shí)間，稱平均壽命，一般記為MTTF（MeanTimeToFailures），其觀測(cè)值為當(dāng)所有試驗(yàn)樣品都觀察到壽命終了時(shí)，所有試驗(yàn)產(chǎn)品壽命的算術(shù)平均數(shù)就是平均壽命。對(duì)于可修復(fù)產(chǎn)品，從一次故障到下一次故障的平均有效工作時(shí)間，稱平均無(wú)故障工作時(shí)間，記為MTBF（MeanTimeBetweenFailures），其觀測(cè)值為一個(gè)或多個(gè)產(chǎn)品在其使用壽命期內(nèi)的某個(gè)觀測(cè)期間，累積工作時(shí)間與故障次數(shù)之比。

5．可靠壽命可靠度隨著工作時(shí)間的增長(zhǎng)而下降，給定不同的可靠度，其壽命也不同。可靠壽命是指給定的可靠度所對(duì)應(yīng)的時(shí)間。

6．維修度維修度是可修復(fù)產(chǎn)品在規(guī)定條件下使用，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)按照規(guī)定的程序和方法進(jìn)行維修時(shí)，保持和恢復(fù)到能完成規(guī)定功能狀態(tài)的概率。維修度的觀測(cè)值為在=0時(shí)，處于故障狀態(tài)需要維修的產(chǎn)品數(shù)N，與經(jīng)過(guò)后修復(fù)的產(chǎn)品數(shù)之比，即

7．修復(fù)率修復(fù)率是修復(fù)時(shí)間達(dá)到某個(gè)時(shí)刻但尚未修復(fù)的產(chǎn)品，在該時(shí)刻后的單位時(shí)間內(nèi)完成修復(fù)的概率。平均修復(fù)率是在某一規(guī)定時(shí)間間隔內(nèi)修復(fù)的平均值，即

8．平均修復(fù)時(shí)間平均修復(fù)時(shí)間是產(chǎn)品修復(fù)時(shí)間的平均值，記為MTTR（MeanTimeToRepair），其觀測(cè)值是修復(fù)時(shí)間的總和與修復(fù)的產(chǎn)品之比，即

9．瞬時(shí)有效度瞬時(shí)有效度是產(chǎn)品在某一時(shí)刻所具有或維持其規(guī)定功能的概率，它是時(shí)間的函數(shù)，記為A(t)。

10．平均有效度平均有效度是在某規(guī)定時(shí)間內(nèi)（t1、t2)有效度的平均值，即。

11．極限有效度極限有效度是當(dāng)時(shí)間趨于無(wú)限大時(shí)，瞬時(shí)有效值的極限值，也稱穩(wěn)態(tài)有效度，記為，即A。二、可靠性評(píng)價(jià)2010年8月8日機(jī)械工程系制造教研室（二）

可靠性預(yù)測(cè)目的：是為了發(fā)現(xiàn)薄弱環(huán)節(jié)，提供方案比較、修改、優(yōu)選和進(jìn)行可靠性分配的依據(jù)，并對(duì)產(chǎn)品的維修費(fèi)用以至全壽命運(yùn)行費(fèi)用作出估計(jì)。產(chǎn)品可看作一個(gè)系統(tǒng)，其可靠性取決于組成系統(tǒng)的各單元的可靠性水平，和由系統(tǒng)的類型和結(jié)構(gòu)決定的系統(tǒng)本身的可靠性水平?？煽啃灶A(yù)測(cè)包括：?jiǎn)卧煽啃灶A(yù)測(cè)和系統(tǒng)可靠性預(yù)測(cè)。單元可靠性預(yù)測(cè)是系統(tǒng)可靠性預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)，應(yīng)重點(diǎn)預(yù)測(cè)關(guān)鍵零、部件的失效模式、失效標(biāo)準(zhǔn)（或稱失效判據(jù)）、失效分布規(guī)律及可靠度，在這基礎(chǔ)上進(jìn)而預(yù)測(cè)系統(tǒng)的可靠性水平。二、可靠性評(píng)價(jià)2010年8月8日機(jī)械工程系制造教研室可靠性預(yù)測(cè)有許多方法：隨預(yù)測(cè)的目的、設(shè)計(jì)的時(shí)期、系統(tǒng)的規(guī)模、失效的類型及數(shù)據(jù)情況等不同而用不同的方法。如：統(tǒng)計(jì)分析法、失效模式、影響及后果分析法(FMECA)、故障樹(shù)分析法(FTA)、可靠性邏輯框圖法及近似值法等。一個(gè)系統(tǒng)為了完成特定功能，由若干個(gè)彼此有聯(lián)系、并能相互協(xié)調(diào)工作的單元組成。系統(tǒng)和單元的含義均是相對(duì)的。將一條生產(chǎn)線作為一系統(tǒng)，組成生產(chǎn)線的各單機(jī)便是單元；將生產(chǎn)線中的一臺(tái)單機(jī)作為系統(tǒng)，組成單機(jī)的部件便成為單元；將部件作為系統(tǒng)時(shí)，組成部件的零件就成為單元了。二、可靠性評(píng)價(jià)2010年8月8日機(jī)械工程系制造教研室在分析系統(tǒng)可靠性時(shí)，必須了解系統(tǒng)中每個(gè)單元的功能，各單元間在可靠性功能上的聯(lián)系，以及這些單元功能、失效模式對(duì)系統(tǒng)功能的影響，這是建立可靠性邏輯框圖的基礎(chǔ)。根據(jù)單元在系統(tǒng)中所處的狀態(tài)及其對(duì)系統(tǒng)的影響，系統(tǒng)可分為如圖2-11所示的幾種類型。（三）系統(tǒng)的類型二、可靠性評(píng)價(jià)2010年8月8日機(jī)械工程系制造教研室

1．串聯(lián)系統(tǒng)可靠度：

Ri(t)-組成串聯(lián)系統(tǒng)第i個(gè)單元的可靠度

2．并聯(lián)系統(tǒng)可靠度：

Ri(t)-組成并聯(lián)系統(tǒng)第i個(gè)單元的可靠度

（三）系統(tǒng)的類型2010年8月8日機(jī)械工程系制造教研室3．混聯(lián)系統(tǒng)可靠度求解方法是將系統(tǒng)中串聯(lián)或并聯(lián)部分折合成等效的單元，將混聯(lián)簡(jiǎn)化成串聯(lián)或并聯(lián)，再進(jìn)行計(jì)算。2-14混聯(lián)系統(tǒng)可靠性邏輯框圖（三）系統(tǒng)的類型2010年8月8日機(jī)械工程系制造教研室4.表決系統(tǒng)表決系統(tǒng)的特點(diǎn)是：組成系統(tǒng)的n個(gè)單元中，至少有r個(gè)單元正常工作，系統(tǒng)才能正常工作。大于（n-r）個(gè)單元失效，系統(tǒng)也就失效。這樣的系統(tǒng)稱之為r/n表決系統(tǒng)，這也屬于一種儲(chǔ)備系統(tǒng)。（三）系統(tǒng)的類型2010年8月8日機(jī)械工程系制造教研室例如，功率力120kw驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，若是采用一個(gè)120kw的大原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，設(shè)可靠度是0.75，若改用六個(gè)40kW、可靠度與大原動(dòng)機(jī)相同的小原動(dòng)機(jī)，三個(gè)工作，另外三個(gè)備用，即六個(gè)小原動(dòng)機(jī)中，只要三個(gè)正常工作，系統(tǒng)就算正常，n＝6，r=3。系統(tǒng)的可靠度可由0.75提高到0.9624，算式如下：（三）系統(tǒng)的類型4.表決系統(tǒng)2010年8月8日機(jī)械工程系制造教研室如監(jiān)測(cè)和轉(zhuǎn)換裝置的可靠度較高時(shí)，旁聯(lián)系統(tǒng)的可靠度大于并聯(lián)系統(tǒng)的可靠度。

原因：各儲(chǔ)備單元在頂替工作前處于閑置狀態(tài)，均以全新的姿態(tài)參加工作，自身的可靠度較高。5.旁聯(lián)系統(tǒng)圖2-15所示為由N個(gè)單元組成的旁聯(lián)系，其中一個(gè)單元在工作，其余n-1個(gè)單元處于作工作狀態(tài)的儲(chǔ)備。當(dāng)監(jiān)測(cè)裝置探知工作的單元發(fā)生故障時(shí)，通過(guò)轉(zhuǎn)換裝置使儲(chǔ)備單元逐個(gè)地去替換，直到所有儲(chǔ)備單元都發(fā)生故障時(shí)，則系統(tǒng)失效。2-15旁聯(lián)系統(tǒng)邏輯框圖（三）系統(tǒng)的類型2010年8月8日機(jī)械工程系制造教研室6．復(fù)雜系統(tǒng)

復(fù)雜系統(tǒng)中各單元之間既非串聯(lián)又非并聯(lián)關(guān)系，如圖2-16所示。對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)的可靠性計(jì)算比較復(fù)雜，一般采用布爾真值表達(dá)、卡諾圖法、貝葉斯分析法和最小割集近似法等。

（三）系統(tǒng)的類型2-16復(fù)雜系統(tǒng)邏輯框圖現(xiàn)以圖2-16所示的復(fù)雜系統(tǒng)為例。用布爾真值表法計(jì)算系統(tǒng)正常工作的概率。系統(tǒng)中共四個(gè)單元，可靠度分別為：RA＝0.9、RB＝0.8、RC＝0.7、RD=0.6每個(gè)單元有工作“W”和失效“F”兩種狀態(tài)，四個(gè)單元共有16種狀態(tài)。如表2-5所示。2010年8月8日機(jī)械工程系制造教研室A、B、C、和D列中，“0”代表失效。“1”代表工作。序號(hào)1~3的系統(tǒng)狀態(tài)為失效，概率為零；序號(hào)4的系統(tǒng)狀態(tài)，A和B失效，C和D工作，系統(tǒng)能正常工作，其概率為：（三）系統(tǒng)的類型2010年8月8日機(jī)械工程系制造教研室按照上述方法可求出所有16種系統(tǒng)狀態(tài)的概率，整個(gè)系統(tǒng)工作的概率是各個(gè)工作狀態(tài)概率的總和，即等于0.8718（三）系統(tǒng)的類型2010年8月8日機(jī)械工程系制造教研室

1．可靠性分配的原則

a.成熟單元、有把握單元，指標(biāo)分配高些

b.簡(jiǎn)單單元、質(zhì)量易保證易修復(fù)單元，指標(biāo)分配高些

c.重要單元，指標(biāo)分配高

d.需連續(xù)工作單元、工作條件差的單元，指標(biāo)分配低

2．可靠分配方法

a.等同分配法

b.按比例分配法

c.綜合評(píng)分分配法

d.最優(yōu)分配法

（四）

可靠性指標(biāo)的分配2010年8月8日機(jī)械工程系制造教研室三、人機(jī)工程學(xué)評(píng)價(jià)是研究人與機(jī)器關(guān)系的一門學(xué)科（一）人因數(shù)方面

1.人體靜態(tài)尺寸

人體靜態(tài)尺寸隨地區(qū)和人種、性別而異；經(jīng)過(guò)統(tǒng)計(jì)分析，制訂出相應(yīng)的指導(dǎo)性設(shè)計(jì)規(guī)范GB10000-88。其中包括我國(guó)成年人人體主要尺寸、立姿人體尺寸、坐姿人體尺寸和人體水平尺寸等。為了應(yīng)用方便，各項(xiàng)人體尺寸數(shù)值均同時(shí)標(biāo)明等于和小于該尺寸的人群占總?cè)藬?shù)的百分比。

2010年8月8日機(jī)械工程系制造教研室2.人體動(dòng)態(tài)尺寸人體動(dòng)態(tài)尺寸是指人在工作位置上的活動(dòng)空間尺度，主要包括立姿時(shí)人的活動(dòng)空間和坐姿時(shí)人的活動(dòng)空間。每種活動(dòng)空間又包括上體不動(dòng)時(shí)的活動(dòng)空間和上體一起動(dòng)時(shí)的活動(dòng)空間。這些可以在GB10000-88標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上分析出來(lái)。（一）人因數(shù)方面2010年8月8日機(jī)械工程系制造教研室

3.人體操作力

人在操作和使用機(jī)器時(shí)需作一些操作動(dòng)作。操作件使人體承受一定的負(fù)荷，隨年齡、性別、身體素質(zhì)、健康情況、和訓(xùn)練程度等情況的不同，操作負(fù)荷達(dá)到一定的強(qiáng)烈程度和持續(xù)時(shí)間，將導(dǎo)致人體疲勞。在通常情況下，操作應(yīng)輕快、靈活，但也不能過(guò)于輕快，以至承受不起人體肢體的靜重而產(chǎn)生誤操作。相反，有些不需要或只有在特殊情況下才容許人進(jìn)行操作的部位，例如緊急停車、電氣控制柜門把等，其操作力應(yīng)設(shè)計(jì)得大一些，甚至超過(guò)人的正常體力，有時(shí)非得借助工具才能動(dòng)作。

（一）人因數(shù)方面2010年8月8日機(jī)械工程系制造教研室

4．人體視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)要實(shí)現(xiàn)正確的操作，人必須能夠準(zhǔn)確、全面、及時(shí)地接受外界的信息。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)研究和分析人感官器官的感知能力和范圍，確定合適的人機(jī)界面。1）視覺(jué)視野是指人的頭部和眼球固定不動(dòng)的情況下，眼睛自然可見(jiàn)的空間范圍，常以度(°)來(lái)表示。正常人的視野在水平面內(nèi)約左右60’，有效區(qū)域?yàn)樽笥?0°-20°；垂直面內(nèi)向上50°；向下70°，有效區(qū)域向上30°，向下40°。（一）人因數(shù)方面2010年8月8日機(jī)械工程系制造教研室視距：是指人在操作過(guò)程中正常的觀察距離。一般操作視距范圍在380-760mm之間。方向：人的眼睛沿水平方向運(yùn)動(dòng)比垂直方向運(yùn)動(dòng)靈活，感覺(jué)水平尺寸的誤差也比垂直尺寸精確，且不易疲勞，因此視覺(jué)接受的信號(hào)源應(yīng)盡可能水平排列。習(xí)慣：人的視線習(xí)慣從左到右、從上到下按順時(shí)針?lè)较蛞苿?dòng)。當(dāng)眼睛觀察視區(qū)時(shí)，視區(qū)的右上象限觀察效果最優(yōu)，依次是左上象限、左下象限和右下象限。接受：人眼對(duì)直線輪廓比對(duì)曲線輪廓更易接受。顏色：人眼最易辨別紅色，依次為綠、黃、白；當(dāng)兩種顏色匹配在一起時(shí)，最易辨別的順序是黃底黑字、黑底白字、藍(lán)底白字、白底黑宇等。（一）人因數(shù)方面2010年8月8日機(jī)械工程系制造教研室2）聽(tīng)覺(jué)反映：人的聽(tīng)覺(jué)器官也是重要的信息接受器。人們對(duì)來(lái)自聽(tīng)覺(jué)的信息反應(yīng)較來(lái)自視覺(jué)信息的反應(yīng)大約快3050ms。范圍：人能聽(tīng)到的聲音頻率范圍在202000Hz之間，能聽(tīng)到的聲強(qiáng)級(jí)范圍在0120db之間。超過(guò)110130db時(shí)人們會(huì)感到不舒服。要求：機(jī)器的聲音信號(hào)的頻率和聲強(qiáng)應(yīng)適于人耳的接受范圍，且應(yīng)有別于機(jī)器周圍或機(jī)器本身產(chǎn)生的聲音。方式：聲音信號(hào)的設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)信號(hào)的意義如報(bào)警、提示、顯示運(yùn)行狀態(tài)等區(qū)別，設(shè)計(jì)成不同的音響形式。如連續(xù)音響、斷續(xù)音響、音樂(lè)等，使人聽(tīng)到該音響后馬上產(chǎn)生相應(yīng)的條件反射，進(jìn)行必要的操作。（一）人因數(shù)方面2010年8月8日機(jī)械工程系制造教研室（二）機(jī)器因數(shù)方面1．信號(hào)顯示裝置設(shè)計(jì)主要包括儀表顯示和信號(hào)燈顯示兩種。要求：應(yīng)根據(jù)人的生理和心理特征進(jìn)行設(shè)計(jì)，使人接受信息速度快、可靠性高、誤讀率低，并減輕精神緊張和身體疲勞。類型：儀表顯示有指針式和數(shù)顯式兩類。注意：設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)正確選擇信號(hào)燈的顏色和位置。2010年8月8日機(jī)械工程系制造教研室2．操縱裝置設(shè)計(jì)類型：操縱裝置有手動(dòng)和腳動(dòng)兩類。手動(dòng)操縱裝置按運(yùn)動(dòng)方式分有旋轉(zhuǎn)式、移動(dòng)式、按壓式操縱器等。要求：設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意其形狀、大小、位置、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和操縱力的大小等，這些都應(yīng)符合生物力學(xué)和生理學(xué)的規(guī)律，以保證操縱時(shí)的舒適和方便。習(xí)慣：人們?cè)诓倏v時(shí)，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的生活和工作實(shí)踐、以及培訓(xùn)，人們逐漸形成了一套習(xí)慣進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)，必須遵循這些操作習(xí)慣。（二）機(jī)器因數(shù)方面2010年8月8日機(jī)械工程系制造教研室(1)手柄操作方向

當(dāng)運(yùn)動(dòng)件作直線運(yùn)動(dòng)時(shí)：手柄操作方向應(yīng)大致平行于運(yùn)動(dòng)件的移動(dòng)軌跡，并與運(yùn)動(dòng)件產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)方向一致。當(dāng)運(yùn)動(dòng)件作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)：手柄的回轉(zhuǎn)平面應(yīng)與運(yùn)動(dòng)件的回轉(zhuǎn)平面平行，手柄的操作方向應(yīng)與運(yùn)動(dòng)件產(chǎn)生的回轉(zhuǎn)方向一致。（二）機(jī)器因數(shù)方面2010年8月8日機(jī)械工程系制造教研室(2)按鈕位置

按鈕的排列直線應(yīng)和運(yùn)動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)方向相平行，即操縱運(yùn)動(dòng)件向右、向前或向上的按鈕應(yīng)布置在按鈕板的最右、最前和最上方，如圖2-17所示。如運(yùn)動(dòng)件作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，按鈕位置的排列方向應(yīng)與距該組按鈕最近的運(yùn)動(dòng)件上的圓周線速度方向相一致。（二）機(jī)器因數(shù)方面2010年8月8日機(jī)械工程系制造教研室(3)手輪操作方向

如運(yùn)動(dòng)件作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，操縱者面對(duì)手輪軸端，順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)手輪時(shí)，運(yùn)動(dòng)件應(yīng)作順時(shí)針?lè)较蚧剞D(zhuǎn)。如運(yùn)動(dòng)件作徑向運(yùn)動(dòng)，操縱者面對(duì)手輪軸端，順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)手輪時(shí)，運(yùn)動(dòng)件應(yīng)向中心方向運(yùn)動(dòng)。(4)特殊情況

如一個(gè)操作件可以使運(yùn)動(dòng)件實(shí)現(xiàn)多個(gè)方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，上述原則應(yīng)用于最常用的一個(gè)方向；如同時(shí)操縱主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)時(shí)，上述原則適用于進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。（二）機(jī)器因數(shù)方面2010年8月8日機(jī)械工程系制造教研室3．安全保障技術(shù)包括系統(tǒng)本身安全性和操作人員安全性兩大方面。保證系統(tǒng)本身的安全性：應(yīng)自動(dòng)設(shè)置安全工作區(qū)限，設(shè)計(jì)互鎖安全操作，工作環(huán)境條件監(jiān)測(cè)監(jiān)控，非正常工作狀態(tài)的自動(dòng)停機(jī)，對(duì)操作失誤的自動(dòng)安全處理等。保證人員的安全性：應(yīng)采取各種保障人身安全的措施，如漏電保護(hù)、報(bào)警指示、急停操作和快速制動(dòng)等，同時(shí)對(duì)危險(xiǎn)工作區(qū)要設(shè)置自動(dòng)光電柵欄和工作區(qū)自動(dòng)防護(hù)及有害物和危險(xiǎn)物的自動(dòng)封閉等。（二）機(jī)器因數(shù)方面2010年8月8日機(jī)械工程系制造教研室4．人體舒適性和使用方便性1)作業(yè)空間能使操作者感到舒適和安全，要照顧到不同操縱者的身體尺寸；2)操作過(guò)程中避免差錯(cuò)，提高工作效率；3)顯示裝置和操縱裝置的布局要既緊湊又可區(qū)分；4)人作業(yè)時(shí)，四肢分擔(dān)的作業(yè)要均衡，避免身體局部超負(fù)荷作業(yè)；5)要根據(jù)機(jī)器設(shè)備的功能特點(diǎn)、外觀形態(tài)來(lái)進(jìn)行合理的布局，以適應(yīng)人作業(yè)時(shí)的各種心理、生理感知特性。（二）機(jī)器因數(shù)方面2010年8月8日機(jī)械工程系制造教研室1)作業(yè)空間如場(chǎng)地、廠房、機(jī)器布局、作業(yè)線布置、道路及交通、安全門等。2)物理環(huán)境包括照明、空氣溫度、濕度、氣壓、粉塵、輻射、噪聲等。3)化學(xué)環(huán)境包括有毒物質(zhì)、化學(xué)性有害氣體及水質(zhì)污染等。（三）環(huán)境因素方面2010年8月8日機(jī)械工程系制造教研室1)產(chǎn)品系統(tǒng)中人的功能和其它各部分功能之間的聯(lián)系和制約條件，以及人機(jī)之間功能的合理分配方法。2)系統(tǒng)中被控對(duì)象狀態(tài)信息的處理過(guò)程，人機(jī)控制鏈的優(yōu)化。3)人機(jī)系統(tǒng)可靠性和安全性。4)環(huán)境因素對(duì)勞動(dòng)質(zhì)量及生活質(zhì)量的影響，提高作業(yè)舒適度和安全保障系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。（四）人機(jī)系統(tǒng)方面2010年8月8日機(jī)械工程系制造教研室四、結(jié)構(gòu)工藝性評(píng)價(jià)(一)加工工藝性1．產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的合理組合把工藝性不太好或尺寸較大的零件分解成多個(gè)工藝性較好的較小零件。把多個(gè)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、尺寸較小的零件合并為一個(gè)零件，以減輕重量，減少聯(lián)接面數(shù)量，節(jié)省加工和裝配費(fèi)用，改善力學(xué)性能。零件上各工作面的工作條件不同，常采用不同的材料，將多個(gè)零件的坯件用不可拆方式聯(lián)接在一起，如熱壓配合、鉚接、粘接或螺紋聯(lián)接等，然而再整體地進(jìn)行加工，可取得很好的效果。2010年8月8日機(jī)械工程系制造教研室2．零件的加工工藝性零件的加工工藝性：由其結(jié)構(gòu)形狀、材料、尺寸、表面質(zhì)量、公差和配合等確定。加工工藝性的評(píng)價(jià)：應(yīng)依據(jù)制造廠現(xiàn)有的生產(chǎn)條件，沒(méi)有一個(gè)絕對(duì)的標(biāo)準(zhǔn)。生產(chǎn)條件包括：傳統(tǒng)的工藝習(xí)慣；本企業(yè)的加工設(shè)備和工裝條件；外協(xié)加工條件；與老產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的通用；材料、毛坯和半成品的供應(yīng)情況和質(zhì)量檢驗(yàn)的可能性等。（一）加工工藝性2010年8月8日機(jī)械工程系制造教研室1．便于裝配的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)(1)裝配操作的分解(2)裝配操作的壓縮(3)裝配操作的統(tǒng)一(4)裝配操作的簡(jiǎn)化2．便于裝配的零件結(jié)合部位結(jié)構(gòu)3．便于裝配的零件結(jié)構(gòu)（二）裝配工藝性2010年8月8日機(jī)械工程系制造教研室1)平均修復(fù)時(shí)間短；2)維修所需元器件或零部件的互換性好，并容易買到或有充足的備件；3)有寬敞的維修工作空間；4)維修工具、附件及輔助維修設(shè)備的數(shù)量和種類少，準(zhǔn)備齊全；5)維修技術(shù)的復(fù)雜性低；6)維修人員數(shù)量少；7)維修成本低；8)采用狀態(tài)監(jiān)測(cè)和自動(dòng)記錄（三）維修工藝性2010年8月8日機(jī)械工程系制造教研室五、產(chǎn)品造型評(píng)價(jià)機(jī)械產(chǎn)品的造型的總原則是經(jīng)濟(jì)、實(shí)用、美觀大方?！敖?jīng)濟(jì)”指的是造型成本低，并有助于提高產(chǎn)品的可靠性、壽命和人機(jī)界面?！皩?shí)用”指的是使用操作方便、舒適、符合人體的生理和心理特征，使人機(jī)系統(tǒng)的工作效能達(dá)到最高?！懊烙^大方”是指產(chǎn)品的外觀形象給人的心理、生理及視覺(jué)效應(yīng)良好。人的審美觀點(diǎn)盡管不全相同，但還是有相同規(guī)律可循，良好的外觀造型應(yīng)從產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)和產(chǎn)品色彩兩方面去評(píng)價(jià)。2010年8月8日機(jī)械工程系制造教研室(一)產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)有尺度感的造型，具有使用合理、與人的生理感覺(jué)和諧，與使用環(huán)境協(xié)調(diào)的特點(diǎn)，是造型美的基本因素之一。人的視覺(jué)具有本能的喜愛(ài)比例得當(dāng)?shù)脑煨停此^的比率美。——符合美學(xué)原理1.尺度與比例2010年8月8日機(jī)械工程系制造教研室2．對(duì)稱與均衡對(duì)稱和均衡是取得良好視覺(jué)平衡的兩種基本形式。對(duì)稱：是自然界最常見(jiàn)的一種平衡方式，也廣泛地用于產(chǎn)品造型中，但對(duì)稱形式易使人的視覺(jué)停留在對(duì)稱線上，給人以單調(diào)、呆板的感覺(jué)，故在應(yīng)用對(duì)稱造型時(shí)應(yīng)注意。均衡：是不對(duì)稱的平衡方式，來(lái)源于力學(xué)的平衡原理。均衡造型的產(chǎn)品具有靜中有動(dòng)、動(dòng)中有靜的條理美和動(dòng)態(tài)美。由于均衡形式的支點(diǎn)不夠確定，安定感比對(duì)稱形式差，處理不當(dāng)，易形成雜亂的效果。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，必須恰當(dāng)處理對(duì)稱與均衡，才能取得良好的造型效果。(一)產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)2010年8月8日機(jī)械工程系制造教研室3．安定與輕巧造型的安定性來(lái)自實(shí)際安定和視覺(jué)安定兩方面。輕巧與安定往往是矛盾的，是產(chǎn)品造型美對(duì)立統(tǒng)一的兩個(gè)方面。色彩：明度低的色彩，顯得重感較大，裝飾在產(chǎn)品形體的下部可增強(qiáng)安定感，裝飾在產(chǎn)品形體的上部會(huì)產(chǎn)生輕巧感；明度高的色彩的效果恰巧相反。(一)產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)2010年8月8日機(jī)械工程系制造教研室4．對(duì)比與調(diào)和在產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)中，一般以調(diào)和為主調(diào)，在調(diào)和的基礎(chǔ)上采用對(duì)比的手法。常用的手法有以下幾方面：(1)線型的對(duì)比與調(diào)和(2)體量的對(duì)比與調(diào)和(3)方向的對(duì)比與調(diào)和(4)虛實(shí)的對(duì)比與調(diào)和(5)質(zhì)感的對(duì)比與調(diào)和(6)色彩的對(duì)比與調(diào)和(一)產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)2010年8月8日機(jī)械工程系制造教研室5．過(guò)渡與呼應(yīng)過(guò)渡：是指在兩個(gè)相鄰的形體、面或色彩之間，采用逐漸演變的形式把二者聯(lián)系起來(lái)，以取得和諧造型效果。呼應(yīng)：是指造型設(shè)計(jì)時(shí)，在前后、上下或左右對(duì)應(yīng)部位，利用“形”、“色”、“質(zhì)”的某些相同或相似的特點(diǎn)進(jìn)行處理，以取得它們之間在線型、大小、色彩及質(zhì)感等方面的藝術(shù)效果的一致性，產(chǎn)生心理和視覺(jué)印象上的聯(lián)系和位置的相互照應(yīng)，使整體造型顯得和諧、均衡、統(tǒng)一的效果。(一)產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)2010年8月8日機(jī)械工程系制造教研室6．節(jié)奏與韻律產(chǎn)品造型的節(jié)奏與韻律：是指造型的某些要素，如形體、線型、色彩、肌理以及方向、大小等作有規(guī)則的變化和重復(fù)，在空間產(chǎn)生抑揚(yáng)頓措的視覺(jué)效果，給人帶來(lái)心理上的愉快和美感。造型中的節(jié)奏與韻律必須符合人的視覺(jué)習(xí)慣，只有當(dāng)產(chǎn)品造型表現(xiàn)出來(lái)的節(jié)奏符合人的生理自然節(jié)奏時(shí)，才會(huì)感到和諧和愉快。(一)產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)2010年8月8日機(jī)械工程系制造教研室7．重點(diǎn)與一般1)運(yùn)用形體和線型對(duì)比突出主體，即用比較突出