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机械系统设计;第 2 章 机械系统总体设计 ;2.1 概念设计 ;2.1.1.1 概念产品模型 2.1.1.2 概念设计的定义;概念产品 概念：是指产品形状、功能和特性的描述。 概念产品：是产品总体系统特征、性能、结构、尺寸形状 的描述和实现。 它是在满足预定功能条件下，各原理部件在空间或结构上 的有机组合整体形式。一般强调它在原理层上反映功能， 也要求具备粗略的三维结构方面的信息。 它描述了设计目标的基本方向和轮廓，是对设计目标的全 面展示。它不是直接用于生产、营销、服务等最终产品。;概念产品应包括： 产品的功能信息、原理信息、简单的装配结构、简单的零部件形状信息、基本的可制造与可装配信息、市场竞争力与成本信息、 可服务与维修信息。 但不要求有详细精确的尺寸、形状、制造和装配信息，可以通过功能性、原理可行性等，以验证其主要性能特征或进行动态仿真。;2.1.1.1 概念产品模型;2.1.1.1 概念产品模型;2.1.1.1 概念产品模型 2.1.1.2 概念设计的定义;2.1.1.2 概念设计的定义;2.1.1.2 概念设计的定义;2. 概念设计与方案设计 方案设计：是机械设计的前期工作，是根据功能要求求出的包括机器各组成部分和功能结构解的机器简图，其中包括结构类型和尺度的示意图及相对关系。这就勾画出机器的方案，可作为结构设计的依据。其关键内容是确定机械运动方案，又称之为机构系统设计方案。 概念设计：是设计的前期工作过程，概念设计的结果是产生设计方案。但是，概念设计不只局限于方案设计。概念设计应包括设计人员对设计任务的理解，设计灵感的表达，设计理念的发挥。;2.1.1.2 概念设计的定义;2.1.2.1 　设计任务抽象化 　　　(总功能的确定) 2.1.2.2 　功能分析 　　　(功能结构的确定）;1. 黑箱法 思想。利用对未知系统的外部观测，分析该系统与环境之间的输入和输出，通过输入和输出的转换关系，确定系统的功能，寻求能够实现该功能所需具备的工作原理，确定其内部结构。 目的。是使设计者不要首先从产品结构着手，而应从系统的功能出发设计产品。它有利于抓住问题本质、扩大思路、摆脱传统构造的旧框框，获得新的高水平的设计方案。 它是设计任务抽象化的一种方法。 设计过程就是逐步打开黑箱的过程。;黑　　箱 （技术系统）;2.1.2.1 设计任务抽象化;2.1.2.1 设计任务抽象化;2.1.2.1 设计任务抽象化;2.1.2.1 设计任务抽象化;2.1.2.1 　设计任务抽象化 　　　(总功能的确定) 2.1.2.2 　功能分析 　　　(功能结构的确定）;1.功能分解 　　总功能→分功能→分功能→…→功能元 功能分解后容易求解： 　　输入量和输出量关系更为明确， 　　转换所需的物理原理比较单一， 　　结构化后零件数量较少。;2.1.2.2 功能分析;2.1.2.2 功能分析;2.1.2.2 功能分析;2.1.2.2 功能分析;⑵并联结构，又称选择结构。 几个分功能作为不同的手段共同完成一个目的，或同时完成某些分功能之后，才能继续执行下一个分功能，则这 几个分功能处于并联关系。 ;当按逻辑条件考虑分功能关系时，它们 处于选择关系， 则执行分功能F1还是F2取决于是否满足特定条件。 例： 安全离合器的“离”与“合” 取决于传递载荷的数值。;2.1.2.2 功能分析;例：按不同基本形式组成的机构;2.1.2.2 功能分析;2.1.2.2 功能分析;2.1.2.2 功能分析;2.1.2.2 功能分析;2.1.2.2 功能分析;2.1.2.2 功能分析;2.1.2.2 功能分析;1—堆放、输送功能 2—排列、分选、挑残功能 3—分选计数功能 4—堆码、整理功能 5—送纸、撕纸功能 6—包卷功能 7—卷边功能;堆放、输送;2.1 概念设计 ;2.1.3.1 功能载体的搜寻 （分功能求解） 2.1.3.2 求解的组合方法 2.1.3.3 原理方案的确定;1. 分功能求解的基本思路;例：设计扭矩过载保护装置的原理方案构思过程 ⑴功能分析 ⑵提出三种不同的力学原理 ⑶物化为三种相应的技术装置 ⑷发展为由主要功能载体构成的初步方案 ⑸初步方案还可经构形变换得出许多不同解法。 例：利用摩擦原理的功能载体，可以改变 ①摩擦盘数目：单盘、双盘、多盘 ②摩擦面形状：平面、圆锥面 ③接合面材料：淬火钢、青铜、铸铁、 粉末冶金、石棉基树脂;T1;2. 工作原理 ⑴ 科学原理 设计人员必须把握科学成果向技术成果的最佳转移和物化 的方向，应掌握广泛的科学原理，了解科学发展动态。 例：核子秤是一个高科技产品。对连续运动中的固态物料 流量的测量(如传送带上的煤)，各种机械测量装置往往不能令人满意。利