第一篇：機械系統設計課程總結

2011—2012學年第1學期

《機械系統設計》結課綜合設計（論文）

專業班級 機械設計制造及其自動化 08-4 姓 名 123456789 學 號 08041406 開課系室 機電工程學院 機電工程系 結課日期 2011年 11月30日

機械系統設計課程總結

總體概述：本門課程名叫機械系統設計，不同于我們以前所學的機械設計。上學期我們所學的機械設計是以機械零件為研究對象進行具體的設計；而在本門課程中的研究對象是整個機械系統，包括原動機、傳動系統、執行系統、控制系統以及輔助系統，進行的是整機設計。

下面就根據本課程所學的內容，對機械系統設計過程做一個較為詳細的介紹：

一：方案設計

在接到一個設計任務后，首先要明確設計任務是什么，并對其進行功能方面的分析，針對要實現的功能設計出合理的方案，大體步驟如下：

1、設計任務抽象化——一般用黑箱原理來表示。

2、確定工藝原理——設法確定黑箱所要求的能實現作業對象轉化的工藝原理。

3、確定技術過程——按照選定的工藝原理確定轉化所需的程序及其順序。

4、引進技術系統并確定系統邊界——根據技術過程的要求確定機械系統的具體任務，并把這些任務分配給各個子系統。

5、確定功能結構——進行功能分解。

6、確定設計方案——分以下三步：尋找實現分功能的方法和載體；構建形態學矩陣；確定基本結構布局。二：總體設計

1、初步總體設計——根據設計方案繪制總體布置草圖，進行初步計算和運動分析，并進行初步技術經濟分析。注意改進薄弱環節，必要時應對方案中的關鍵技術系統進行試驗研究。

2總體設計——對初步總體設計做進一步完善，形成技術文件和圖紙。1）設計任務書、技術任務書；2）機構運動簡圖和系統簡圖；3）總裝配圖及關鍵部件裝配圖；4）電、光、氣、液控制圖；5）總體設計報告書及技術說明書。

在此過程中，主要涉及步驟有：執行系統的布置、傳動系統的設置、操縱件的布置、總體主要參數的確定等。

三：原動機的選擇

動力機的選取的依據是工作載荷的類型，常用的原動機主要類型有：電動機、液壓馬達、氣壓馬達、以及內燃機。

電動機作動力有以下優點：驅動效率高，與工作機連接簡便，種類和型號較多，可以滿足不同類型機械的工作要求。此外，電動機還具有良好的調速性能，起動、制動、反向和調速的控制簡單，可實現遠距離測量和控制，便于集中管理和實現生產過程自動化。其不足之處就是要用電源，這對野外工作的機械及移動式機械如鉆機來講，使用受到限制，因為可能有時無電源。

液壓馬達作動力機時有以下優點：可以獲得很大的機械力或轉矩。與電動機相比，功率/重量比大，因而運動件慣性相對小，快速響應靈敏度高。液馬達還可以通過改變流量來調節執行機構的速度，改變運動速度方便，易實現無級調速。其局限性為：要有高壓油供給系統，液壓元件加工、裝配要求高，易漏油并影響工作效率和工作機械的運動精度。

氣動馬達作動力機時有以下優點：與液壓馬達相比，工作介質為空氣，易獲得、無污染。維護簡單，成本低，對易燃、易爆、多塵和振動環境適應性好。其不足之處在于：由于空氣可壓縮，因而氣動馬達工作穩定性差，噪音大，輸出扭矩不大，只適用于小型和輕型機械。

內燃機作動力時有以下優點：自持能力高（只要備足燃料和油料，可獨立工作），功率范圍寬。其缺點是：對燃料（柴油或汽油）的要求高，內燃機排氣污染。噪音都較大，而且結構復雜，對零部件的加工精度要求較高。不能帶負載啟動。

在進行機械系統設計時，如何選擇動力機的類型，主要從以下三個方向考慮：

1、工作機的負載特性和要求：包括工作機的載荷特性、工作制度、結構布置和工作環境等。

2、動力機本身的機械特性：包括動力機的功率、轉矩、轉速等特性，以及對工作環境的適應性，要使動力機的機械特性和工作機械的負載特性相匹配。

3、進行經濟性比較：包括能源的供應和消耗，動力機的制造、運行和維修成本的對比等。

除上面所說的三個方面外，有些動力機的選擇還要考慮對環境的污染，包括空氣污染和噪聲污染等。例如，室內工作的機械就盡量不要用內燃機作動力機。四：傳動系統設計

傳動系統的作用是聯接動力機與工作機，即把動力機的運動和動力傳給執行機構或執行構件。在實際應用中，常用的傳動系統有：帶傳動、鏈傳動、齒輪傳動、液力傳動、氣力傳動。

傳動系統通常包括以下幾個組成部分：變速裝置，起停和換向裝置，制動裝置及安全保護裝置。

變速裝置是傳動系統中最重要的組成部分，它的作用是改變動力機的輸出轉速和轉矩，以滿足執行機構的要求；常見的變速裝置有以下幾種：變速齒輪變速機構、滑移齒輪變速機構、離合器變速機構、嚙合器變速機構。

起停和換向裝置的作用是控制執行機構的起動、停車以及改變運動方向，那么對起停和換向裝置的基本要求是：起停和換向方便省力，操作安全可靠，結構簡單，能傳遞足夠的動力。

常用的起停和換向裝置有兩類：一類是通過按鈕或操縱桿直接控制電動機實現起停和換向，另一類是用離合器實現起停和換向。選擇方案時應考慮執行機構所要求的起停和換向的頻繁程度、動力機的類型與功率大小。

制動裝置：動構件具有慣性，所以制動停車時不能立即停止，而是逐漸減速后才能停止運動。為節省停車時間，對于起停頻繁或運動構件慣性大、速度高的系統，要設置制動裝置。制動裝置還可用于機械一旦發生事故時緊急停車，或使運動構件可靠地停在某個位置上。機械系統對制動裝置的基本要求是：工作可靠、操縱方便、制動平穩、時間短，結構簡單、尺寸小、磨損小、散熱良好。

常用的制動器有摩擦式或非摩擦式兩大類：帶式制動器、外抱塊式制動器、張蹄式制動器、磁粉制動器 安全保護裝置：

有些機械在工作過程中載荷經常變化，并且變化幅度較大，因此可能過載，如這時本身無保護裝置的話，應在傳動鏈中設置安全保護裝置，以免傳動機構破壞。本身具有保護作用的傳動鏈有帶傳動、摩擦離合器等，而傳動鏈中的安全保護裝置常見的有安全離合器或安全銷等。當傳動鏈所傳遞的轉矩超過規定值時，安全保護裝置中聯接件會折斷、分離或打滑來停止或限制轉矩的傳遞。常用的有如下幾種：

銷釘安全聯軸器、鋼珠安全離合器、摩擦式安全離合器等。另外，從系統的變速形式（是否連續）來看，變速部分可分為有級變速傳動和無級變速傳動：

有級變速傳動系統常有變速齒輪傳動、鏈傳動或變速帶傳動組成。在一定的變速范圍內，其輸出軸只能得到有限級數的轉速。在有級變速傳動中最基本的變速裝置是二軸變速運動，即在兩根軸之間用一個變速組進行傳動，二軸變速傳動可實現二至四級變速。若要求的變速級數多于四級時，可以采用兩個或兩個以上變速組串聯而成的多軸傳動裝置。無級變速傳動系統：

主要用于下列場合：

（1）要求轉速在工作中連續變化；（2）探求機械的最佳工作狀態；（3）帶負載啟動的機械要求在低速啟動；

（4）需要協調機械系統中幾個執行機構之間的運轉速度。無級變速的類型主要有：電力的（直流變速、交流變速）、流體的（液力的耦合器、變矩器、液壓變速）和機械的（利用摩擦傳動機構實現）。五：執行系統的選擇

執行系統是用來完成機器預定功能的組成部分。一部機器可以只有一個執行部分，也可以有多個執行部分。

常見的可用于執行系統的機構有：連桿機構、凸輪機構、棘輪機構、槽輪機構等，在選用時要根據預定功能的運動形式選擇合理的機構來完成預定的運動。六：控制系統的構建

機械系統在工作過程中，各執行機構應根據生產要求，以一定的順序和規律運動，而各執行機構的開始、結束及其順序一般由控制系統保證。

機械控制系統的主要任務有：

1）使各執行機構按一定的順序和規律運動。2）改變各運動構件的運動方向和速度大小。3）使各運動構件間有協調的動作，完成給定的作業環節要求。4）對產品進行檢測、分類以及防止事故，對工作中出現的不正常現象及時報警并消除。控制系統的要求: 1）穩定性要求

系統的穩定性是系統的固有特性，系統穩定與否取決于系統本身的結構與參數，與輸入無關。若控制系統在任何足夠小的初始偏差作用下，其響應過程隨著時間的推移逐漸衰減為0，則稱該系統具有漸近穩定性。反之，在初始條件影響下，若控制系統的響應過程隨時間的推移而發散，輸入無法控制輸出，則這樣的系統為不穩定系統。任何一個系統能進行正常工作的首要條件是系統必須是穩定的。2）響應特性要求

系統的響應特性包括動態特性和穩態特性。

① 動態特性：過渡過程中系統的動態性能常用系統的阻尼特性和響應速度來表征。

② 穩態特性：閉環控制系統的穩態性能用穩態誤差表示和度量，它是當t??時，即過渡過程結束時，系統的實際輸出y(t)與參考輸入所調整的期望值yr(t)之間的差值。控制系統的組成：

無論多么復雜的控制系統，都是由一些基本環節或元件組成的。

1）給定環節：給出與反饋信號同樣形式和因次的控制信號，以確定被控對象“目標值”的環節。給定環節給出的信號可以是電量、非電量，也可以是數字量或模擬量。

2）測量環節：用于測量被控變量，并將被控變量轉變為便于傳送的另一物理量（一般為電量）的環節，常用的有電位計可將機械轉角→電壓信號，測速發電機將轉速?電壓信號，光柵測量裝置將直線位移→數字信號。

3）比較環節：比較環節是將輸入信號X(s)與測量環節發出的有關被控變量Y(s)的反饋信號B(s)進行比較的環節。

4）校正及放大環節：通常偏差信號很小，為了實現控制，要將偏差信號作必要的校正，然后進行功率放大以便推動執行環節，常用的放大類型有電流放大，電氣—液壓放大等。

5）執行環節：執行環節用來接收放大信號的控制信號，驅動被控對象按照預期規律運動的環節。執行環節一般是能將外部能量傳遞給被控對象的有源功率放大裝置，工作中要進行能量轉換，如把電能通過電機轉換成機械能，驅動被控對象作機械運動。七：其他輔助系統的配備

1、操縱系統：是把人和機械聯系起來，使機械按照人的指令工作的機構和元件所構成的總體。操縱系統的作用和要求

操縱系統的作用是完成信號轉換，也就是把人施加于機械的信號，經過轉換傳遞到執行系統，以實現機械的起動、停止、轉向、變速、變力及制動等目的。

操縱系統雖然不直接參與機械做功，對機械的精度、強度、剛度和壽命沒有直接影響，但機械系統性能的好壞，功能完成情況及操作者工作強度等，都與操縱系統有直接的關系。因此，對操縱系統的設計有下列主要要求：

1）操縱輕便省力。盡可能地減小操縱力，這樣不但可以減輕操作者的勞動強度，符合人機工學的要求，以提高勞動生產力；同時還可提高操縱系統靈敏度，達到對機械系統的靈活操縱。

2）操縱行程適當。操縱的行程應盡量在保證人體不動的情況下，上、下肢能舒適達到的范圍。

3）操縱件定位可靠。操縱件應能長時間可靠地保持在某一操作狀態的位置，不能因其它操縱力的作用而改變其操作狀態。

4）操縱系統的反饋準確迅速。操縱系統應具有良好的反饋性，使操縱信號準確迅速地反饋給操作者，以便操作者及時判斷操作的效果，并作出新的操縱決策。

5）操縱系統應具有可調性。操縱系統應能進行必要的調節，以保證系統的元件磨損后，經過調節仍能達到操縱的效果。

6）操縱方便和舒適。為達到這一要求，不僅要求操縱力和操縱行程的大小舒適，而且操縱件的形狀、尺寸、布置位置、運動方向和各操縱件的標記、操縱順序等都要符合人體狀況和動作習慣。

7）操縱安全可靠。操縱系統應保證實現預定的操作功能，防止錯誤的操縱或操縱失效。

2、機械基礎的設計

機械工作時的全部載荷都由它下面的地層承受。受機械載荷影響的那一部分地層稱為地基，機械向地基傳遞載荷的中間結構體即為基礎。機械基礎應滿足下列基本要求

1）強度方面的要求：避免在載荷作用下產生破壞和開裂； 2）剛度方面的要求：避免在載荷作用下產生過大的變形或傾斜； 3）振動方面的要求：避免過大的振動，以免影響機械本身的正常工作及鄰近機械、設備等的正常使用；

4）經濟性要求：機械基礎在滿足上述要求的情況下，應有良好的經濟性。

機械基礎設計的一般規定：

1）基礎設計時應取得機械基礎的基本資料；

2）機械基礎宜與建筑物的基礎、上部結構以及混凝土地面分開； 3）當管道與機械連接而產生較大振動時，管道與建筑物連接處應采取隔振措施；

4）當基礎的振動對鄰近的人員、精密設備、儀器儀表、工廠生產及建筑物產生有害影響時，應采取隔振措施； 5）基礎不得產生有害的不均勻沉降；

6）重要的或對沉降有嚴格要求的機械，應在其基礎上設置永久的沉降觀測點，并應在設計圖中注明要求。在基礎施工、機械安裝及運行過程中定期觀測沉降情況，并作記錄。

以上各個環節是整個機械系統設計的基本組成部分，各個環節的內容只是一些基本概念和要求，而在實際的設計過程中，每個環節的設計都有更加細致的過程，設計時需充分而全面的考慮可各方面的因素，在滿足各個環節本身的要求的基礎上，還要考慮原動機、傳動系統、執行系統、控制系統以及輔助系統各個系統作為整個機械系統的組成部分之間的相互聯系，以保證在組成整個系統后依然能較好的完成預定的功能要求。

第二篇：機械系統設計課程考核

機械系統設計課程論文基本要求

1.成績組成：

課程論文（系統綜合設計與分析）：35分 課后作業：10分 大作業：10分 課堂：10分 實驗：20分 讀書工程：15分

2.課程考核方式：課程論文 命題類型：設計類、分析類 3.設計類論文基本要求：

（1）題目可從給定題目中選擇（見附錄1）或者自擬；

（2）按模板要求的內容撰寫，可對內容擴充，但不能減少；（3）A4打印，封皮姓名處簽字；

（4）抄襲視為違紀，總成績計0。注意：雷同者雙方總成績均為0。4.分析類論文基本要求：

（1）題目自擬，所選系統必須具有精巧的機構或工作原理新穎，否則成績不及格；（2）按模板要求的內容撰寫，可對內容擴充，但不能減少；（3）A4打印，封皮姓名處簽字；

（4）抄襲視為違紀，總成績計0。注意：雷同者雙方總成績均為0。4.讀書工程

閱讀指定書目《機械創新設計》主編：叢曉霞（見附件），針對全書或較有收獲的章節，寫出自己的心得和收獲之處。正文不少于3000字(3頁)，A4打印，封皮姓名處簽字。模板見附件。

附錄1 設計類題目： 1.小型切片機機構設計

可將土豆、紅薯、蓮藕等食品進行切割成片狀，片厚可調。2.火災高層逃生裝置機構設計

試設計一高層建筑火災逃生裝生裝置 發生火災時可以借助其安全逃生。要求該裝置具有勻速下降功能，不受人體重量不同的影響，不以電能力動力，便于操作。3.回收易拉罐空瓶裝置機構設計

設計一種可以回收易拉罐空瓶的裝置，每當將一易拉罐空瓶塞入該裝置后能自動吐出一角硬幣。要求結構合理、無需電力供應。4.手動鉆孔工具機構設計

設計一手動金屬鉆孔裝置，完全依靠手動實現金屬鉆孔過程。要求操作方便、省力、結構合理、體積小、外型美觀。5.硬幣分揀裝置機構設計

設計一硬幣分揀裝置，該裝置能將不同面值的硬幣分揀并打包。要求體積小、外形美觀、操作方便，且具有顯示功能。6.電桿爬升裝置機構設計 設計一新型電桿爬升裝置，用于幫助電力工人攀爬電桿，要求該機構具有結構簡單、重量輕、操作方便、使用可靠、攀爬速度較快等優點。7.水果削皮器機構設計

設計一種新型的水果削皮器，要求原理新穎、結構簡單、外形美觀、操作方便、效率高、具有市場競爭優勢。

8.蘋果分級系統機構設計 可將蘋果按大小分級。

9.球形滾動機器人機構設計

設計一種球形滾動機器人 要求其具有定向、轉向、停止等功能，以球形為外形，設計確定其內部結構、工作原理。10.自動售報機機構設計

設計一種可以放置于公共場所自動售報紙的機器（裝置），顧客投入（推入）一枚硬幣就可以自動彈出（送出）一份報紙。11.爬樓梯運輸裝置機構設計

設計一種爬樓梯運輸裝置 用于向樓上搬運小型貨物 代替人肩扛和手提。該裝置要求結構簡單、成本低、可折回等特點。12.蚯蚓運動式爬行器機構設計

設計一種類似蚯蚓爬行原理的運動裝置 可以實現在平面及管道內的爬行，要求結構簡單、成本低、機構原理新穎。

13.停水后來水自動關閉水龍頭設計

設計一種新型的水龍頭 能夠在停水后打開狀態下來水自動關閉 起到安全保護作用。14.環保型手推式草坪的草機機構設計

設計一種手推式草坪的草機 該機器要求結構簡單、無須電力驅動、無污染、成本低、操作方便。

15.球形滾動機器人機構設計

設計一種球形滾動機器人 要求其冥有定向、轉向、停止等功能 以球形為外形 設計確定其

內部結構、工作原理、動力輸人方式。16.面包切片機機構設計

設計一機構，可將長方形或圓形面包切成片狀，片狀厚度可調，面包店使用。17.啤酒瓶外壁清洗機機構設計

可成批量的清洗啤酒瓶外壁，要求有上下料機構。18.啤酒瓶內部清洗機機構設計

可成批量的清洗啤酒瓶外壁，要求有上下料機構。19.花生紅衣脫皮機機構設計

完成均勻入料、脫皮、清選分離等工作。20.道路冰雪清除設備

可對冬季道路上的結冰進行破除、清掃、收集等工作。21.室內爬繩運動機構設計

爬繩運動是增強體質的有效方法之一。設計的室內爬繩機可自行調節攀爬速度，可隨時停止。22.簡易跑步機

無動力輸入，可模擬跑步時的后登力且力大小可調 23.簡易洗衣機運動機構設計 適用于校園使用，動力為人力且施加一個恒定方向的轉動，具備洗衣（低速）和脫水功能（高速）。要求在一個洗衣循環內，滾筒完成正反各一次運動，即輸入為一個恒定轉向的轉動，輸出應為正反轉。

24.螺帽與螺釘的自動輸送及旋緊機構

將分別整列好的螺帽、螺釘按對旋緊在一起。25.螺帽整列機構設計

將一箱雜散螺帽按筒（垂直）整列，每筒10個螺帽。26.六角頭螺栓整列機構設計

將一箱雜散螺栓整列，呈螺栓頭朝下、桿朝上狀態，且被固定。27.小型振動平臺機構設計

振幅連續可調：0~5mm；頻率:5Hz

第三篇：機械系統設計--課程知識點考點總結

機械系統設計——課程資料整理

機械系統設計總結

1.機械是機構和機器的統稱。機械零件是組成機械系統的基本要素。人與機器組成了生產中的最基本單元。

2.系統是指具有特定功能的 相互間具有有機聯系的若干個要素所組成的一個整體。

3.系統可以分為兩種：流系統（柔性連接），結合系統（剛性連接）。

4.機械系統的定義：任何機械都是由若干裝置 部件和零件組成的一個特定系統，是一個由確定的質量 剛度和阻尼的物體組成的，彼此有機聯系的，并能完成特定功能的系統。

5.機械系統的組成：動力系統 傳動系統 執行系統 操作控制系統 框架支承結構系統 潤滑系統等子系統組成。機械零件是組成機械系統的基本要素。

6.內部系統：機械本身構成的系統外部系統：人和環境構成的系統

7.現代機械系統：由計算機信息網絡協調與控制 用于完成包括機械力 運動和能量流等動力學任務的機械和（或）機電部件相互聯系的系統。

8.從系統類型來看，機械系統本身通常為結合系統。

9.機械系統特性：集合性 整體性 相關性 目的性 環境適應性。

10.整體性是系統所具有的最重要和最基本的特性。

11.動力系統包括動力機及其配套裝置，是機械系統工作的動力源。按能量轉換

性質的不同，動力機可分為一次動力機和二次動力機。一次動力機是把自然界的能源轉變為機械能的機械，如內燃機 汽輪機 水輪機等。二次動力機是把二次能源（如電能 液能 氣能）轉變為機械能的機械，如電動機 液壓馬達 氣動馬達等。動力機輸出的運動通常為轉動，而且轉速高。

12.選擇動力機時，應全面考慮執行系統的運動和工作載荷 機械系統的使用環境和工況 工作載荷的機械特性等要求，使系統既有良好的動態性能，又有較好的經濟性。

13.執行系統包括機械的執行機構和執行構件，是利用機械能來改變作業對象的性質 狀態 形狀和位置，或對作業對象進行檢測 度量等，以進行生產或達到其他預定要求的裝置，根據不同的功能要求，各種機械的執行系統也不同，而且對運動和工作載荷的機械特性要求也不同。

15.執行系統通常處在機械系統的末端，直接與作業對象接觸，其輸出也是機械系統的主要輸出。因此，執行系統工作性能的好壞，直接影響整個系統的性能，執行系統除應滿足強度、剛度、壽命等要求外，還應充分注意其運動精度和動力學特性要求。

16．傳動系統是把動力機的動力和運動傳遞給執行系統的中間裝置。

17．傳動系統功能：減速和增速、變速、改變運動規律或形式、傳遞動力。

18．當使用動力機變速不經濟、不可能或不能滿足要求時，通過傳動系統實現變

速（有級或無級），以滿足執行系統多種速度的要求。

19．如果動力機的工作性能完全符合執行系統的要求，傳動系統可以省略，而將

動力機和執行系統直接連接。

20．框架支撐結構系統包括基礎件和支承構件，它是用于安裝和支撐動力系統、傳動系統、執行系統和操縱系統等，是機械系統中必不可少的部分。機械中各部件之間的相對位置及位置精度、運動部件的運動精度、機械系統承載的能力等主要依靠支撐系統來保證。

21．操縱系統和控制系統都是為了使動力系統、傳動系統、執行系統彼此協調運

行，準確可靠地完成整機功能的裝置，二者的主要區別是操縱系統指通過人工操作來實現上述要求的裝置，通常包括起動、離合、制動、變速、換向等裝置。控制系統是指通過人工操作或測量元件獲得的控制信號，經由控制器，是控制對象改變其工作參數或運行狀態而實現上述要求的裝置，如伺服機構、自動控制裝置等。良好的控制系統可以使機械處于最佳運行狀態，提高其穩定性和可靠性，并有較好的經濟性

22．機械系統的功能要求：運動要求、動力要求、體積和和重量要求、可靠性和

壽命要求、安全性要求、經濟性要求、環境保護要求、產品造型要求、其他要求。

輔助系統：支撐系統、冷卻潤滑系統、通風除塵系統、照明系統。

23.機械系統設計的任務是開發新的機械產品和改造老的機械產品

24.機械系統設計中，創造性是最基本的特點，最優化是最終目標的要求

25.機械系統設計的原則：滿足需要原則、可靠性原則、經濟合理原則、標準化原則、安全性原則

26.從設計角度出發，實現經濟合理原則有以下幾個方面措施：合理確定可靠性

和安全系數、采用新技術、改善零部件結構工藝性、提高產品的效率、合理確定經濟壽命

27.零部件結構工藝性包括鑄造工藝性、鍛造工藝性、沖壓工藝性、焊接工藝性、熱處理工藝性、切削加工工藝性和裝配工藝性

28產品的質量事故有50%是出于設計失誤造成的產品的成本60%~70%以上取決于設計

29.良好的工藝性是減小勞動量、提高生產率、縮短生命周期、降低材料消耗和制造成本的前提，也是實現設計目標、減少差錯、提高產品質量的基本保證

30.標準化的水平，是衡量設計現代化程度的一個重要標志

31.標準化通常包括產品標準化、系列化和通用化

32.機械工業的技術標準有以下三大類：基礎標準、方法標準、產品標準

33.國際標準主要是指國際標準化組織ISO和國際電工委員會IEC兩個國際性的標準化機構公布的標準

34.機械系統的安全性包括機械系統執行與其功能的安全性和人—機—環境系統的安全性

35.機械系統執行預期功能的安全性是指機械運行時系統本身的安全性，如滿足

必要的強度、剛度、穩定性、耐磨性等要求

36.設計上可歸于四大類：環境設計、系統設計、產品設計、零件設計

37.常用零件的設計，如標準件（緊固件）或通用件（聯軸器），設計時只需注意

規格的選擇以及互換性要求

38.從有無樣機可參考的角度，機械設計分為三類：開發性設計、適應性設計、變形設計

39.傳統設計是指經驗設計和半理論半經驗設計

40.機械系統設計一般程序：擬定計劃、方案設計、技術設計、施工設計

41.機械系統設計一般分為三個階段：功能原理設計階段、實用化設計階段、商品化設計階段

42.結構設計的基本原則：明確、簡單、安全可靠

43.簡單是指整機、部件和零件的結構，在滿足總的功能前提下，盡量力求結構

形狀簡單、零部件數量少。

安全技術可分為：直接安全技術法、間接安全技術法和提示安全技術法

直接安全技術法主要遵循下列三個原理：安全存在原理、有限損壞原理、冗余配置原理

設計結構的基本原理：任務非配原理、自補償原理、傳遞原理、變形協調原理、力平衡原理、等強度原理、穩定性原理。

常見的自補原理的應用形式有三種：自增強、自平衡、自保護

方案設計有三種基本活動組成：創造、分析、決策

方案構思常見的方法：黑箱法、列舉法、移植法、篩選法

設計任務抽象化的目的是為了確定產品的總功能

明確任務之后，把一個機械系統抽象為三個基本要素：能量、物料、信息

任何功能結構圖，都有下面三個結構形式組成：串聯結構、并聯結構、循環結構（四路結構）

功能結構圖與功能分解圖最重要的區別在于：功能結構圖體現了功能與分功

能之間的關系

54根據機構在運動轉換中的功能，可以把各種機構分成五類：實現運動形式的變換的機構；實現運動合成與分解的機構；實現運動軸線位置變換的結構；實現轉速變換的結構；實現運動分支、鏈接、過載保護等其他功能的結構。

55.在方案設計過程中，應考慮下列因素：機械的結構盡可能簡單、機械系統的運動鏈要短、所包括的運動件和運動副盡量少、機械的尺寸要緊湊、傳動條件要好、慣性力利于平衡

56.機械系統的總部局的基本要求;保證工藝的過程的連續和流暢；降低質心的高度、減少偏置；保證精度、剛度及抗振要求；充分考慮產品系列化的發展要求；結構緊湊，層次分明；操作、維修、調整簡便；造型合理、實用美觀；提高人機系統整體的效能

57.傳動系統的布置：簡化傳動鏈；合理安排傳動機構順序；注意傳動系統的潤

滑和密封的可靠性

59.機械系統安全可靠的工作,基本條件:組成機械系統的零部件應該具有足夠的強度,剛度和穩定性.

第四篇：機械系統設計知識點總結

《機械原理》是研究各種機械的組成原理、機器常用機構的運動及動力性能分析與設計、機器動力學等問題的一門主干技術基礎課。

系統：由相互之間有機聯系的要素組成，具有特定功能的整體。

2,系統具有6個特性：整體性、相關性（結構性和開放性）、動態性、層次性、目的性和環境適應性。整體性是系統所具有的最重要和最基本的特性。

3,任何機械都可以看成是由若干個裝置、部件和零件按照一定的結構組合而成的有特定功能的整體，這個整體就機械系統。而組成機械系統的基本要素是機械零件。

4,從實現系統功能的角度出發，機械系統應有以下必備的子系統組成：動力系統、傳動系統、執行系統、操縱與控制系統等。

5,傳動系統的功能包括以下四項:減速或增速,變速,有級變速和無級變速,改變運動規律或形式。

6,機械系統設計的目的是提供優質高效、物美價廉，應能夠在市場競爭中取得優勢，能夠贏得用戶，取得較好的經濟效益和社會效益的機械產品。

7,方案設計是機械系統設計的核心環節，方案設計是保證設計水平和質量的重要工作，在很大程度上決定了機械系統設計的成敗。

方案設計是一個創造性思維的過程，在進行方案設計時，重要的是要創新，采用新原理、新技術、新機構、新工藝，才能設計出有突破性的新產品。

8任何機械系統都可以看成是實現某種能量流、物料流和信息流傳遞和轉化的裝置。

機械系統可抽象為：實現輸入的能量、物料、信息和輸出的能量、物料、信息轉化的機械裝置。

9用“黑箱”抽象地表示技術過程，不需要事先涉及具體的解決方法，就可以知道機械系統的基本功能和約束條件：基本功能為物料、能量、信息的傳遞和轉化，約束條件表現為內、外部系統的相互作用和相互影響

10技術過程是若干個分過程和工序組合而成的復合過程

11技術系統是實現技術過程各項轉化的人為系統。

12功能分解是在系統分解的基礎上進行的。對各子系統的功能可逐項分解，直至得到不能再分解的功能元為止。

13系統邊界是技術系統功能范圍的界限，即內部系統與外部系統的分界

14總體設計必須在方案設計基礎上進行。總體設計是機械系統設計第3階段—內部設計階段的主要部分，是以后進行系統技術設計的依據.總體布置設計的目的：確定各零、部件的相互位置和運動關系。總體布置設計的原則：簡單、合理、經濟。保證機械系統內部的能量流、物料流和信息流的流動途徑合理，各零部件運動時不產生干涉，是對機械系統總體布置的首要要求

15為保證機械系統能平衡、穩定地工作，就應當盡量使機械系統的質心高度較低，盡量相對于支承對稱布置，這對于行走式機械和工程機械尤為重要

17對機械系統的執行系統，應盡量使振動源遠離執行系統，采用分離驅動的方法，把電動機和變速箱、主軸箱分置，用有緩沖減振的傳動裝置將它們聯接起來，就可使振源與執行系統隔開.布置執行系統時應首先確定執行構件的位置。工作機械就是機械系統的執行系統。

16載荷是對機械及零部件進行強度、剛度、穩定性、可靠性和壽命計算的依據，也是進行機械系統動力機類型和容量選擇時需要考慮因素之一。恒轉矩負載特性又可分為兩類：位能性負載特性和反抗性負載特性

17周期載荷包含3個要素：幅值、頻率和相位角

18確定載荷有3種方法：類比法、計算法和實測法。

19按勵磁方式不同，直流電機可分為：他勵、并勵、串勵、復勵等形式,按轉子轉速和旋轉磁場轉速的不同，交流電機可分為同步電動機和異步電動機。按電源不同，電動機分為交流電動機和直流電動機。

20電動機的機械特性可分為固有機械特性和人為機械特性

三相異步電動機可分為籠型電動機和繞線型電動機。

選擇原則：滿足使用要求的前提下，交流電動機優先于直流電動機；籠型電動機優先于繞線型電動機；專用電動機優先于通用電動機

21執行系統是由執行構件和執行機構組成。執行構件是執行機構中的一個或幾個構件，是執行系統中直接完成功能的零部件。

執行機構是帶動執行構件運動所需要的機構,執行系統的作用是傳遞或變換運動和動力，把傳動系統傳來的運動或動力進行變換后傳遞給執行構件，滿足其要求。

22執行系統的功能是多種多樣的，歸納起來有：夾持、搬運、輸送、分度與轉位、檢測、實現運動形式或運動規律的變換、完成工藝性復雜動作等。夾持功能可分解為：抓取、夾持和放開三個過程。2輸送是按給定的路線將工件從一個位置移動到另一個位置

24工程中使用的機械，大都是由若干個基本機構通過各種連接方法組合而成的機構系統—機構組合。

25并聯組和:若干個單自由度基本機構的輸入構件連接在一起，保留各自的輸出運動；或若由干個單自由度機構的輸出構件連接在一起，而保留各自的輸入運動；或有共同的輸入構件與輸出構件的連接（稱為并行連接）。其特征是各基本機構均是單自由度機構。

26機器的運動循環至少包括一個工作行程和空回行程，有時有的執行構件還有一個或若干個停歇階段。

27傳動系統是位于動力機與執行機構（或執行構件）之間的中間裝置，它的作用是將動力機的運動和動力傳遞給執行機構（執行構件）。傳動系統是由運動鏈及相應的聯系裝置組成的。

28動力機輸出的一般是等速連續的回轉運動，而執行系統的運動形式是多種多樣的。當兩者的運動形式不相同時，要求傳動系統能夠改變動力機輸出的運動形式，以滿足執行機構的要求。當兩者運動形式相同時，還有轉速、轉矩是否相同的問題，這就要求傳動系統具有減速增矩或增速減矩的作用。

29按傳動比變化情況傳動系統可分為：固定傳動比傳動系統和可調傳動比傳動系統。可調傳動比傳動又可分為：有級變速傳動系統、無級變速傳動系統和周期性變速傳動系統

30傳動系統按驅動形式可分為：獨立驅動傳動系統、集中驅動傳動系統和聯合驅動傳動系統.按工作原理不同，傳動系統可分為：機械傳動系統、流體傳動系統和電

傳動系統。

31常用的離合器按工作原理分有兩種形式：嚙合式離合器和摩擦式離合器。

32最簡單最基本的有級變速裝置是兩軸變速傳動裝置，可采用兩個或兩個以上的兩軸變速機構串聯的方法，組合成多軸變速裝置。

第五篇：機械系統設計概念總結

1)機械工程學科是研究機械產品（或系統）的性能、設計和制造的基礎理論和技術的科學；分為機械學和機械制造 2)機械學：對機械進行功能綜合并定量描述及控制其性能的基礎技術科學；

3)

機械制造：接受設計輸出的指令和信息，并加工出合乎設計要求的產品的過程。分為熱加工和冷加工。

熱：研究如何將材料加工成產品，如何保證、評估、提高這些產品的安全可靠度和壽命的技術科學.冷：研究各種機械制造過程和方法的技術科學；

1)系統：是指由特定功能的、相互間具有一定聯系的許多要素構成的一個整體，即有兩個或以上的要素組成的具有一定結構和特定功能的整體

二1.2機械系統設計

一、任務：開發新的產品和改造老產品，最終目的是為市場提供

優高效、價廉物美的機械產品，以取得較好的效益。設計角度的種類：完全創新

二、設計的的基本原則和要求 1)

需求、信息、系統（輸入輸出；三大流）、優化和效益 要求：功能、適應性、可靠性、生產能力、使用經濟性、成本

三、產品設計、生產過程

1)產品策劃（指導性作用）、產品設計、產品生產、產品銷售、產品運轉、產品報廢或回收

2)功能原理方案設計、結構總體設計和技術設計階段

第二章機械系統總體設計是產品設計的關鍵，對產品的技術性能、經濟指標和外觀造型均具有決定性意義

2.1功能原理設計必要功能（基本功能和附加功能）非必要功能 1)定義：針對所設計的產品的主要功能提出一些原理性的構思，即針對產品的主要功能進行原理性設計

2)任務：針對某一確定的功能要求，去尋求一些物理效應并借助某些作用原理來求得一些實現該功能目標的解法原理來。1)輸入輸出量只涉及物料流、能量流、信號流 2)用來描述產品的功能，內部結構未知

3)

特點：暫時不考慮附加和非必須功能、突出。將這些功能用抽象的形式（）表達，通過抽象化清晰掌握設計產品功能和主要約束條件，從而突出設計中的主要矛盾問題本質

基本的功能單位：功能元：能直接從技術效應及邏輯關系中找到可以滿足功能要求的最小單位

功能元：物理反映系三大流的基本物理動作、數學：邏輯 結構總體設計任務：將原理方案設計機構化 1)

1、明確原則：功能、工作情況、結構的工作原理

2、簡單原則

3、安全可靠原則：構件可靠性、功能可靠性、工作安全性、環境安全性 步驟 1)

初步設計：

1、明確設計要求

2、主功能載體的初步設計

3、按比例繪制主要結構草圖

4、檢查主、輔功能載體結構5設計結果觸屏機選擇

2)詳細設計1各功能載體的詳細設計2補充、完善結構總體設計草圖3對完善的結構總體草圖進行審核4進行技術經濟評分

3)機構總體設計的完善和審核

總體布置設計 1)任務：確定機械系統中各子系統之間的相對位置及相對運動關系，使總系統具有一個協調完善的造型 2)

基本要求1功能合理2結構緊湊、層次清晰、比例協調3充分考慮產品的系列化及發展

總體參數是結構總體設計和零部件設計的依據，參數：性能生產能力、結構、運動、動力；

最高、最低轉速的確定；轉速相對損失A與公比ψ、變速范圍Rn與級數Z；確定公比ψ的原則

執行系統設計要求：保證設計提出的功能目標、使用壽命強度剛度、各執行機構結構合理配合協調

軸靜剛度：軸尺寸形狀、軸承數量預緊配置、前后支撐距離、前懸伸量、傳動件布置、主軸組件的制造和裝配質量 導軌：導向和承載3類要求：導向精度及精度保持性（幾何和接觸精度、剛度、高靈敏度間隙：鑲條和壓板 傳動：獨立、集中、聯合驅動組成：變速改變動力源的輸出轉矩和力矩適應執行間的要求；離合器：牙嵌式、齒輪、摩擦片式：減小尺寸、超速、結構因素

起停換向：方便省力、操作安全、結構安全可靠并能傳遞足夠動力：齒輪-摩擦離合器、齒輪換向機構

制動：與離合器互鎖、合理確定制動器的安裝位置、閘帶式制動器的操縱力應作用在松邊

安全保護：銷釘安全聯軸器、鋼珠、摩擦安全離合器內聯：保證傳動精度指各執行末端之間的協調性和均勻性；提高精度原則：縮短傳動鏈、降速傳動、合理分配傳動比、合理選擇傳動件、合理確定傳動副的精度、教正裝置 支承件作用：支撐零件部件、并保持被支撐零部件的相互位置關系及承受各種力和力矩：靜剛度、動、熱、內應力 變形及剛度:自身、局部、接觸 截面積：空心、形狀、封閉

操縱系統集中、獨立控制操縱系統：操縱件、變送、執行 要求：操縱靈活省力、方便舒適、安全可靠 設計原理方案和機構設計

安全：目的系統運行和人身位置、手段：電氣液機械 潤滑：減少摩擦損失、工作表面的磨損發熱、提高壽命及精度、工作效率沖洗、防腐。

油：粘度、粘溫特性、閃點、凝固點脂:表現粘度、針入度、滴點、腐蝕

微電系統特征：微機械中起主導作用力是表面力、微機械并不是傳統的模擬縮小、微機械一般采用靜電力供能或者使用靜電力激勵供能。