BA电一体化系统设计的基本原理及方法.pptVIP

第二章 机电一体化产品设计的基本原理及方法 2.1 设计依据与评价标准 2.2机电一体化系统的设计思想与方法 一、机和电融合的设计思想 二、系统的设计思想 三、注重创新的设计思想 2.3 设计过程 一、市场调研 二、概念设计 三、编制设计任务书 四、功能原理方案设计 2、寻找功能元——黑箱法或功能树法 3、功能元组合——相容矩阵法 五、方案设计评估与优化——选择表法 六、结构设计和参数核算 3）力传递原理 4）等强度原理 5）自补偿原理 6）力平衡原则 7）结构设计变元原理 七、完成全部设计文件 利用变性原理和组合原理对机械结构变元进行组合，从而产生一种新结构的方法。 * * 本章的学习内容： 2.1 设计依据和评价准则 2.2 机电一体化系统的设计思想与方法 2.3 设计过程 2.4 机电一体化控制系统设计 评价与标准 性能指标 社会经济 系统功能 使用条件 一、设计依据 二、评价标准 机电一体化产品设计的评价标准体现在以下几个方面： 1、技术评价指标 如机械系统的传动精度、控制原理、传感器的线性度等。 2、性能评价指标 自动化程度、承载能力、可靠性等。 3、经济性评价指标 如制造的难易程度、性价比等。 4、社会性评价指标 如资源的利用、环保？ 1、替代机械系统 2、简化机械系统 3、增强机械系统 4、综合机械系统 将机电一体化产品看成是一个完整的系统。从系统论的观点出发，分析各个部分的相互联系及整个与界的关系。 机电一体化系统 （1）并行设计 （2） 按系统工程的理论 和方法去分析处理问题 （3）多学科交叉进行设计 （4） 掌握有关各领域信息 资料 （5） 以达到客户满意的设计目标和评价标准为系统设计的最终目的 1、工作原理的创新 2、技术方案的创新 3、结构的创新 4、用材和制造工艺上的创新 5、控制方面的创新 6、驱动和传动方面的创新 7、其它方面的创新 市场调研 概念设计 编制设计任务书 功能原理方案设计 结构设计和参数核算 方案设计评估与优化 完成全部设计文件 设计流程 消费者的潜在需要 2. 用户对现有产品的反映 3. 产品市场寿命周期产生的阶段要求 4.竞争对手的技术挑战 5. 技术发展的推动 6. 社会的需要 1）创新性 2）工艺可实现性 3）多样性 4）层次性 5）避免不良结构性 6）反复迭代性 概念设计 1）产品名称 2）产品用途 3）主要技术规格 4）技术性能指标 5）其它 1、功能分解 功能 必要功能 非必要功能 基本功能 附加功能 例如：用黑箱法进行露天矿开采挖掘机的方案设计 用功能树法进行露天矿开采挖掘机的方案设计 总功能 分功能1 功能元1 功能元n …… 分功能n 功能元1 …… 功能元n …… 总功能 （挖煤、运煤） 驱动功能 能量转换 能量传递与分配 执行功能 铲 入 提升 回转 铲斗 推压 行走功能 （整台机器的移动） 控制功能 启动、停止（制动） 其他 仪表显示 辅助功能 支承和联接 照 明 变 速 组合方案数=3×3 × 2 × 3 × 1 × 4 × 4 × 3 × 4=10368 若方案为：（A1+B1+C2+D2+E1+F1+G2+H2+I1）→ 履带式正铲机械挖掘机 若方案为：（A3+B1+C1+D2+E1+F2+G3+H1+I2）→ 轮胎式正铲液压挖掘机 例： 瓶盖整列装置设计 结果表明，方案Ⅱ为教理想的方案 1）确定主要功能载体的结构 2）确定辅助功能载体的结构 3）检查主辅功能载体的相互影响及配合性 4）对设计的进一步完善 1、结构设计的步骤 2、结构设计中的相关原理 1）任务分配原理 2）稳定性原理 自动补偿的应用形式 自增强 自平衡 自保护 *