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1、机械系统设计机械系统设计一、设计流程与主要内容一、设计流程与主要内容1.1.设计流程设计流程1 1）提出任务）提出任务 内容：预期目标、技术指标、约束条件、最终形式；方法：调研、预测、可行性论证；标志：任务书1第1页/共55页机械系统设计机械系统设计2 2）方案设计）方案设计 内容：五大子系统方案设计、方案评价和方案决策；方法：功能设计、功能求解、功能组合、原理样机；标志：方案文档2动力系统动力系统传动系统传动系统执行系统执行系统操纵系统和控制系统操纵系统和控制系统辅助系统：例如润滑、显示、照明辅助系统：例如润滑、显示、照明第2页/共55页机械系统设计机械系统设计3 3）技术设计）技术设计 内
2、容：运动设计、动力设计、工作能力设计等；方法：结构方案设计、材料、造型、尺寸等；标志：技术设计图纸4 4）施工设计施工设计 工艺设计、工装设计等5 5）产品定型）产品定型 试验、评审3第3页/共55页机械系统设计机械系统设计2.2.方案设计主要内容方案设计主要内容1 1）工作机方案设计）工作机方案设计系统设计的重点系统设计的重点 功能原理-运动规律设计-执行机构形式 -运动协调设计；2 2）原动机方案设计）原动机方案设计选型选型 根据对原动机的运动特性和负载特性要求选择。负载平稳？过载能力？振动？型式：柴油机、汽油机、汽轮机、电动机、液压马 达、气动马达、特殊动力（电致伸缩、磁致 伸缩、太阳能
3、、氢能等）4第4页/共55页机械系统设计机械系统设计3 3）传动方案设计）传动方案设计 a)传动类型或传动链的型式；b)各级传动之间的关系：串、并、交叉等；c)传动比的分配4 4）控制系统方案设计）控制系统方案设计解决各部分协调动作解决各部分协调动作5 5）辅助部分方案设计）辅助部分方案设计 润滑系统、冷却系统、故障监测、安全保护。如电站、石化设备等，大量必不可少的辅助装置。5第5页/共55页机械系统设计机械系统设计3.3.方案设计的基础方案设计的基础1 1）扎实的理论知识）扎实的理论知识 数学、力学、物理 如高低温试验方案2 2）丰富的实践经验）丰富的实践经验3 3）详细的技术资料）详细的技
4、术资料 标准件、外购件及其特性，非标件外协问题等4 4）新思想、新方法）新思想、新方法 绕过传统思路，寻求不同的工作原理6第6页/共55页机械系统设计机械系统设计4.4.方案设计中的设计思想方案设计中的设计思想1 1）现代设计思想：）现代设计思想：理论性（理性设计）创造性（全新设计）广义性（跨学科）优选性 扩展性（系列化，改进余地）设计计算机化 设计信息化7第7页/共55页机械系统设计机械系统设计2 2）系统工程观念：）系统工程观念：能量流、物流、信息流、人-机-系统-环境3 3）工程设计观念：）工程设计观念：有别于纯科学，有技术成份和非技术成份，考虑：市场适应性；设计规范性；可持续发展性；造
5、型艺术性；可操作性；安全性/可靠性；工艺性；可维修性8第8页/共55页机械系统设计机械系统设计二、常用动力机械的特性及其选配二、常用动力机械的特性及其选配91、常用动力机械的类型、性能与特点一次动力机械：水轮机、汽轮机、内燃机（柴油机、汽油机）二次动力机械：电动机、液压马达、气动马达特殊动力装置：电场、磁场、太阳能、氢能第9页/共55页常用二次动力机械的类型、性能与特点机械系统设计机械系统设计类型电动机气压马达/气缸液压马达/液压缸尺寸较大较小最小功率/质量大较大最大输出刚度高低较高初始成本低较高高运行费用最低最高高维护要求较少少较多调速性能交流变频、直流变磁通气阀，简单迅速不精确阀控，调速范
6、围大反转性能一般单向，电路反向方向阀，简单迅速方向阀，简单迅速功率范围0.3-10000kW15kW;1万万亿次/S荷兰制造出世界最小分子“电动车 世界十大科技进展世界十大科技进展-2011-2011第53页/共55页世界十大科技进展世界十大科技进展-2010-2010科学家设计出分子发动机科学家设计出分子发动机 科学家研制出世界最小的纳米电动机科学家研制出世界最小的纳米电动机 碳纳米管，直径约为碳纳米管，直径约为500500纳米纳米以、美科学家研制成能够停止或暂停的分子马达以、美科学家研制成能够停止或暂停的分子马达 美超音速飞机创飞行时速超万公里新纪录美超音速飞机创飞行时速超万公里新纪录 NASA X-43A 11260km/h NASA X-43A 11260km/h 超音速冲压喷射引擎技术直接从空气中获取氧气超音速冲压喷射引擎技术直接从空气中获取氧气第54页/共55页55感谢您的观看。第55页/共55页