机械系统的方案设计.pptx
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机械设计基础全套课件pptx
实践环节要求
学生需掌握机械设计的基本原理和方法，具备一 定的创新能力和团队协作精神。
2024/1/27
27
典型机械产品设计案例解析
案例选择原则
具有代表性、启发性、实用性，能够体现机械设计的基本原理和 方法。
案例解析内容
包括产品的功能分析、结构设计、制造工艺、性能测试等方面。
2024/1/27
案例解析方法
发展
现代机械设计已经发展成为一个综合性的学科，涵盖了力学 、材料学、热力学、控制学等多个领域的知识。同时，随着 计算机技术的发展，机械设计也逐渐实现了数字化和智能化 。
5
机械设计的分类与内容
要点一
分类
根据设计对象的不同，机械设计可分为零件设计、部件设 计和总体设计三个层次。根据设计任务的不同，机械设计 可分为新型设计、继承设计和变型设计三种类型。
包括气源、执行元件、控制元件、辅助元件等。
气压传动的基本参数
包括压力、流量、功率等，以及它们之间的关系和计算。
2024/1/27
24
液压与气压元件的选用与计算
液压元件的选用
根据系统需求和性能要求，选择 合适的液压泵、液压马达、液压
缸等元件。
气压元件的选用
根据系统需求和性能要求，选择 合适的气动马达、气缸等元件。
2024/1/27
液压传动的基本原理
利用液体静压力传递动力和运动，实现各种机械功能。
液压系统的组成
包括动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件等。
液压传动的基本参数
包括压力、流量、功率等，以及它们之间的关系和计算。
23
气压传动设计基础
气压传动的基本原理
利用气体压力传递动力和运动，实现各种机械功能。
2024版机械设计基础PPT全套完整教学课件pptx
人机交互优化
通过改进人机交互方式，提高机械操作的便捷性和舒适性。
未来机械设计的创新点与突破
• 跨领域融合：将不同领域的技术和理念融 入机械设计，创造出更具创新性和实用性 的产品。
未来机械设计的创新点与突破
新材料应用
探索和应用新型材料，提高机械 产品的性能和寿命。
先进制造技术
采用先进的制造技术，如精密加工、 超精密加工等，提高机械制造的精 度和效率。
绿色设计
注重环保和可持续发展，减少资源消耗 和环境污染。
机械设计的发展历程与趋势
集成化设计
实现多学科、多领域的协同设计和优化。
个性化设计
满足用户个性化需求，提供定制化的设计方案。
02
机械零件设计基础
机械零件的分类与功能
传动零件
包括齿轮、带轮、链轮 等，用于传递动力和扭
矩。
轴系零件
连接零件
密封零件
机械制造工艺的优化与改进
工艺优化
通过对现有工艺的改进和优化， 提高产品质量和生产效率，降低
生产成本。
新技术应用
积极引进和应用新技术、新工艺、 新材料等，推动机械制造工艺的 创新和发展。
智能化制造
借助人工智能、大数据等先进技 术，实现机械制造工艺的智能化 和自动化，提高生产效率和果
完成齿轮减速器的三维模型设 计、二维工程图绘制及装配图
等。
案例二：轴承座的设计
设计背景
轴承座是支撑轴承并传递载荷的重要部件， 广泛应用于各种机械设备中。
设计步骤
确定轴承类型、选择轴承座结构形式、计算 轴承座尺寸、校核轴承座强度等。
设计目标
实现支撑轴承、传递载荷、保证轴的旋转精 度等功能。
机械设计的发展趋势与挑战
陶瓷工业机械设备干燥机械设备.pptx
第13页/共18页
建筑卫生陶瓷干燥设备
卫生陶瓷坯体特点 卫生陶瓷的成型方法可以分为
微压注浆和高中压注浆 ①.微压成型的坯体，干燥后坯体含水量为18%左
右。坯体强度低，稍加外力或振动即变形，造 成次品，废品。
②.高压注浆成型的坯体有较好的机械强度，可直
接用较大的干燥强度进行干燥。
第14页/共18页
1、概念 使物料(如湿坯、原料、泥浆等)获得能量，液体水气化而排除水分的
过程，称为干燥。 获得能量(热能)的形式：①.热气干燥 ②.微波干燥 ③.红外干燥
④.电势干燥(工频干燥) ⑤.高频干燥
2、作用 提高生坯强度和抵抗变形的能力，便于搬运、修坯、施釉和烧成。
3、基本原理 物料中的水分获得热量后气化蒸发，由液体水 气体，向周围介质
3、立式布局形式： 占地面积小，动力消耗较小，也用吊篮，干燥室设在楼上，与楼下的
成形、修坯组成生产线，温度不太均匀。多用于非定向对位干燥或需要 干燥速度较慢的场合。
4、综合布局形式： 其链条既有水平走向也有垂直走向，它综合了卧式和立式布局形式
的 特点，一般用于非定向对位干燥的场合。
第9页/共18页
卧式单层布局形式
3、按应用的热源可分为： 热风干燥机 、红外线辐射干燥机 、电热干燥机 、复合热源干燥机
4、按干燥工序可分为： 一次干燥机 、二次干燥机 、三次干燥机
第3页/共18页
干燥机的组成
干燥机械的形式繁多，但不论哪种形式，从结构来看，一般均包括下述 六个部分： 1、干燥室
它是完成干燥的场所。为了减少热损失，要密封。 2、热源装置
建筑卫生陶瓷干燥设备
大空间（恒定温度）的坯体干燥设备
原采用蒸汽加热的方法 现用恒温恒湿系统
建筑卫生陶瓷干燥设备
卫生陶瓷坯体特点 卫生陶瓷的成型方法可以分为
微压注浆和高中压注浆 ①.微压成型的坯体，干燥后坯体含水量为18%左
右。坯体强度低，稍加外力或振动即变形，造 成次品，废品。
②.高压注浆成型的坯体有较好的机械强度，可直
接用较大的干燥强度进行干燥。
第14页/共18页
1、概念 使物料(如湿坯、原料、泥浆等)获得能量，液体水气化而排除水分的
过程，称为干燥。 获得能量(热能)的形式：①.热气干燥 ②.微波干燥 ③.红外干燥
④.电势干燥(工频干燥) ⑤.高频干燥
2、作用 提高生坯强度和抵抗变形的能力，便于搬运、修坯、施釉和烧成。
3、基本原理 物料中的水分获得热量后气化蒸发，由液体水 气体，向周围介质
3、立式布局形式： 占地面积小，动力消耗较小，也用吊篮，干燥室设在楼上，与楼下的
成形、修坯组成生产线，温度不太均匀。多用于非定向对位干燥或需要 干燥速度较慢的场合。
4、综合布局形式： 其链条既有水平走向也有垂直走向，它综合了卧式和立式布局形式
的 特点，一般用于非定向对位干燥的场合。
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卧式单层布局形式
3、按应用的热源可分为： 热风干燥机 、红外线辐射干燥机 、电热干燥机 、复合热源干燥机
4、按干燥工序可分为： 一次干燥机 、二次干燥机 、三次干燥机
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干燥机的组成
干燥机械的形式繁多，但不论哪种形式，从结构来看，一般均包括下述 六个部分： 1、干燥室
它是完成干燥的场所。为了减少热损失，要密封。 2、热源装置
建筑卫生陶瓷干燥设备
大空间（恒定温度）的坯体干燥设备
原采用蒸汽加热的方法 现用恒温恒湿系统
机器人码垛搬运pptx
路径规划与避障
预置路径
01
机器人按照预设的路径进行移动和操作，适用于简单和重复的
任务。
实时路径规划
02
机器人通过传感器和算法实时感知环境变化，动态规划路径以
避开障碍物。
避障技术
03
机器人通过激光雷达、摄像头等传感器获取环境信息，采用避
障算法如红外、超声波等技术实现避障。
04
机器人码垛搬运技术优势 与挑战
机器人码垛搬运技术需要专业的技术人员进行研发和调试，技 术门槛较高。
维护成本高
机器人的维护和保养成本较高，需要定期检查和维修。
搬运物品受限
机器人的搬运能力受到一定限制，对于超重或过大的物品，可 能无法进行搬运。
未来发展趋势
智能化
未来的机器人码垛搬运技术将更加智能化，能够更好地适应各种 复杂环境和物品。
案例二：某物流企业货物搬运码垛实践
总结词
快速准确、提高物流效率
详细描述
该物流企业使用机器人码垛搬运技术，实现了货物的快速、准确搬运，提高了物流效率和客户满意度，降低了 运营成本。
案例三：某食品企业包装后货物码垛流程
总结词
安全卫生、提高工作效率
详细描述
该食品企业采用机器人码垛搬运技术，实现了包装后货物的自动化码垛，提高了工作效率和安全性， 同时满足了卫生和质量控制要求。
协同作业
未来的机器人将能够与其他机器人协同作业，进一步提高码垛搬 运的效率。
应用范围更广
随着技术的不断发展，机器人码垛搬运技术的应用范围将越来越广 ，涉及到更多的领域和行业。
05
机器人码垛搬运应用案例 分享
案例一：某大型制造企业生产线码垛应用
总结词
高效稳定、提高生产力
机械工程控制基础系统的数学模型概述.pptx
§2.3.2 传递函数的标准形式
微分方程一般形式：
anc(n)
a c(n1) n1
...
a1c
a0c
bm r (m)
b r (m1) m1
...
b1r
b0r(t )
拉氏变换： ansn an1sn1 .... a1s a0 C(s) bm sm bm1sm1 ... b1s b0 R(s)
§2.1 引言
•数学模型
描述系统输入、输出变量以及内部各变量之间关系 的数 学表达式
•建模方法
解析法（机理分析法）
根据系统工作所依据的物理定律列写运动方程
实验法（系统辨识法）
给系统施加某种测试信号，记录输出响应，并用 适当的数学模型去逼近系统的输入输出特性
§2.2 控制系统的数学模型—微分方程 线性定常系统微分方程的一般形式
di (t ) ur (t ) L dt Ri(t ) uc (t )
i(t ) C duc (t ) dt
LC
d
2uc (t ) dt 2
RC
duc (t ) dt
uc (t )
d 2uc (t ) dt 2
R L
duc (t ) dt
1 LC
uc (t )
1 LC
ur (t )
§2. 2. 1 线性元部件及系统的微分方程
k 1 v n1
s
l 1 n2
(Ti s 1)
(T
2 j
s
2
2Tj
s
1)
i 1
j1
§2.3 系统的复域模型—传递函数
例7 已知
G( s )
s3
4s 4 3s2
2s
将其化为首1、尾1标准型，并确定其增益。
微分方程一般形式：
anc(n)
a c(n1) n1
...
a1c
a0c
bm r (m)
b r (m1) m1
...
b1r
b0r(t )
拉氏变换： ansn an1sn1 .... a1s a0 C(s) bm sm bm1sm1 ... b1s b0 R(s)
§2.1 引言
•数学模型
描述系统输入、输出变量以及内部各变量之间关系 的数 学表达式
•建模方法
解析法（机理分析法）
根据系统工作所依据的物理定律列写运动方程
实验法（系统辨识法）
给系统施加某种测试信号，记录输出响应，并用 适当的数学模型去逼近系统的输入输出特性
§2.2 控制系统的数学模型—微分方程 线性定常系统微分方程的一般形式
di (t ) ur (t ) L dt Ri(t ) uc (t )
i(t ) C duc (t ) dt
LC
d
2uc (t ) dt 2
RC
duc (t ) dt
uc (t )
d 2uc (t ) dt 2
R L
duc (t ) dt
1 LC
uc (t )
1 LC
ur (t )
§2. 2. 1 线性元部件及系统的微分方程
k 1 v n1
s
l 1 n2
(Ti s 1)
(T
2 j
s
2
2Tj
s
1)
i 1
j1
§2.3 系统的复域模型—传递函数
例7 已知
G( s )
s3
4s 4 3s2
2s
将其化为首1、尾1标准型，并确定其增益。
机械工程方案范本首页
机械工程方案范本首页一、方案背景随着科技发展的不断推进，机械工程领域的需求也在不断增加。
机械工程方案是为了解决某一特定问题或者满足特定需求而制定的程序和计划。
它是通过对机械设备的设计、制造和使用过程进行系统分析和研究，并提出合理的解决方案，从而达到提高机械设备的效率、减少成本和优化设计的目的。
二、方案目标1. 提高机械设备的工作效率；2. 降低机械设备的制造成本；3. 优化机械设备的设计结构；4. 提升机械设备的可靠性；5. 改善机械设备的使用体验。
三、方案内容1. 研究机械设备的工作原理和设计结构；2. 分析机械设备的使用环境和工作条件；3. 制定机械设备的设计标准和技术要求；4. 进行机械设备的制造和装配；5. 进行机械设备的试验和调试；6. 对机械设备进行性能评估和优化改进。
四、方案步骤1. 进行机械设备的需求调研，明确问题和目标；2. 开展机械设备的概念设计和初步方案制定；3. 开展机械设备的详细设计和结构优化；4. 开展机械设备的制造和装配；5. 开展机械设备的试验和调试；6. 进行机械设备的性能评估和优化改进；7. 制定机械设备的使用和维护手册。
五、方案成果1. 完成机械设备的设计图纸和技术资料；2. 制成机械设备的雏形和样机；3. 完成机械设备的试验和调试报告；4. 完成机械设备的性能评估和优化改进报告；5. 制定机械设备的使用和维护手册。
六、方案效益1. 提高机械设备的工作效率，降低生产成本；2. 优化机械设备的设计结构，提高使用寿命；3. 提升机械设备的可靠性和安全性；4. 改善机械设备的使用体验，提高用户满意度。
七、总结机械工程方案是为了解决机械设备的设计、制造和使用过程中的问题而制定的程序和计划。
通过科学的研究和分析，我们可以找到合理的解决方案，提高机械设备的效率、减少成本和优化设计。
这不仅可以满足现实生产的需要，也可以为机械工程领域的发展做出贡献。
通过不断的实践和总结，我们可以不断完善机械工程方案，提高机械设备的性能和质量，为社会和经济发展做出更大的贡献。
零件设计学习.pptx
参考平面
a）阵列前
图5.19.8 圆弧阵列
b）阵列后
第49页/共63页
用户阵列就是将源特征复制到用户指定的位置（指定 位置一般以草绘点的形式表示），使源特征产生多个副本。
a）阵列前
b）阵列后 图5. 19.12 用户阵列
第50页/共63页
a）阵列前
图5.19.14 删除阵列
b）阵列后
和分解阵列就是将阵列的特征分解为与源特征性质相 同的独立特征，并且分解后，特征可以单独进行定义编辑。
特征树的顶部：零部件名称
这些为特征树中的项目，
每个项目包含一个图标，
反映其对象类型，如装配
特 征 树
件、零件、特征（包括基 准平面、基准点、坐标系 等），该图标还可显示特
征、零件或装配件的显示
及更新状态（如隐藏或未
更新）
图5.6.1 特征树操作界面
第15页/共63页
1．特征树的作用 （1）在特征树中选取对象。 （2）在特征树中使用快捷命令。 2．特征树的操作 （1）特征树的平移与缩放 （2）特征树的显示与隐藏
模型表面1
a）抽壳前
图5.14.15 等壁厚的抽壳
b）抽壳后
第32页/共63页
1．角度拔模 角度拔模的功能是通过指定要拔模的面、拔模方向、
中性元素等参数创建拔模斜面。
模型表面2
模型表面1
a）拔模前
图5.14.17 拔模特征
b）拔模后
第33页/共63页
2．可变角度拔模
“可变角度拔模”命令的功能是通过在某拔模面上指定 多个拔模角度，从而生成角度以一定规律变化的拔模斜面。
模型表面2
模型表面1
a）拔模前
b）拔模后
图5.14.21 可变角度拔模特征
a）阵列前
图5.19.8 圆弧阵列
b）阵列后
第49页/共63页
用户阵列就是将源特征复制到用户指定的位置（指定 位置一般以草绘点的形式表示），使源特征产生多个副本。
a）阵列前
b）阵列后 图5. 19.12 用户阵列
第50页/共63页
a）阵列前
图5.19.14 删除阵列
b）阵列后
和分解阵列就是将阵列的特征分解为与源特征性质相 同的独立特征，并且分解后，特征可以单独进行定义编辑。
特征树的顶部：零部件名称
这些为特征树中的项目，
每个项目包含一个图标，
反映其对象类型，如装配
特 征 树
件、零件、特征（包括基 准平面、基准点、坐标系 等），该图标还可显示特
征、零件或装配件的显示
及更新状态（如隐藏或未
更新）
图5.6.1 特征树操作界面
第15页/共63页
1．特征树的作用 （1）在特征树中选取对象。 （2）在特征树中使用快捷命令。 2．特征树的操作 （1）特征树的平移与缩放 （2）特征树的显示与隐藏
模型表面1
a）抽壳前
图5.14.15 等壁厚的抽壳
b）抽壳后
第32页/共63页
1．角度拔模 角度拔模的功能是通过指定要拔模的面、拔模方向、
中性元素等参数创建拔模斜面。
模型表面2
模型表面1
a）拔模前
图5.14.17 拔模特征
b）拔模后
第33页/共63页
2．可变角度拔模
“可变角度拔模”命令的功能是通过在某拔模面上指定 多个拔模角度，从而生成角度以一定规律变化的拔模斜面。
模型表面2
模型表面1
a）拔模前
b）拔模后
图5.14.21 可变角度拔模特征
机械制图说课稿市公开课金奖市赛课一等奖课件pptx
展望机械制图的未来发展和趋势
数字化和智能化将成为主流 技术和软件的不断创新 机械制图将更加注重用户体验和便捷性 机械制图将与人工智能、大数据等新技术更加紧密结合
对机械制图学习者、教育者和研究者的期望和建议
学习者：掌握 基础知识，加 强实践训练， 提高综合能力
教育者：注重 理论与实践相 结合，培养学 生的实际操作 能力，提高教
机械制图的基本要素和特点
图纸幅面及格式
标题栏
比例
字体、图线
机械制图的实践应
02
用与技能提升
机械制图在实践中的应用及案例分析
应用于机械制造 行业
图纸是机械制造 的灵魂
案例分析：齿轮 泵、减速器、阀 体等机械部件的 绘制
实践应用中需要 注意的问题
机械制图技能提升的方法和途径
掌握基本知识：了解机械制图的原理、规范和标准，打好基础。 实践应用：通过实际操作，提高绘图、读图和空间想象能力。 案例分析：通过典型案例的解析，学习解决实际问题的技巧和方法。 参加培训课程：参加专业的培训课程，系统学习机械制图的技能和方法。 交流学习：与同行交流学习，分享经验和技巧，共同提高。
06
总结与展望
总结机械制图的重要性和应用价值
机械制图是机械工程领域的基础 学科，具有广泛的应用价值。
机械制图在产品研发、生产制造、 维修保养等环节中扮演着至关重 要的角色。
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
通过机械制图，可以准确地表达 设计师的意图，促进生产效率。
掌握机械制图技能对于机械工程 师、技术员、设计师等职业发展 具有重要意义。
创新思路推广：将创新思路推广到其他课程中，促进机械制图教学 的改革和创新。
机械制图教学与科研的关系及相互促进
机械工程控制基础之系统的数学模型.pptx
氏变换之比。
传递函数特点：
传递函数方框
1.传递函数是关于复变量s的复变函数，为复域数学模型；
2.传递函数的分母反映系统本身与外界无关的固有特性， 传递 函数的分子反映系统与外界的联系；
3. 在零初始条件下，当输入确定时，系统的输出完全取决于系 统的传递函数 xo (t) L1[ X o (s)] L1[G(s) X i (s)]
若所有系数都不是输入、输出及其各阶导数的函数，则微 分方程表示的系统为线性系统；否则，系统为非线性系统。 对线性系统，若系数为常数则为线性定常系统。
xo(t)3xo(t)7xo(t) 4xi(t)5xi(t)
x (t)3x (t)7x (t) 4t2x (t)5x (t)
o
o
o
i
i
线性定常系统 线性时变系统
CmM L
TaTm
d2
dt 2
Tm
d
dt
Cdua
CmTa
dM L dt
CmM L
设电动机处于平衡态，导数为零，静态模型
Cdua CmM L 设平衡点 (ua0,M L0, ) 即有 Cdua0 CmM L0
当偏离平衡点时，有
ua ua0 ua
M L M L0 M L
则 TaTm ( ) '' Tm ( ) ' ( )
Cd (ua0 ua ) CmTa (M L0 M L ) ' Cm (M L0 M L )
TaTm () '' Tm () ' Cdua CmTa (M L ) ' CmM L 增量化
1. 增量化方程与实际坐标方程形式相同
2. 当平衡点为坐标原点时，二者等价；否则，二者不等价。
2024版物理(机械建筑类中职)全套教学课件pptx
物理(机械建筑类中职)全套教学课件pptx•绪论•力学基础•热学基础•电磁学基础•光学基础•声学基础•物理实验与测量技术目录01绪论物理学的定义与研究对象物理学是研究物质的基本结构、相互作用和物质最基本最普遍的运动形式及其相互转化规律的学科。
物理学的研究对象包括力、热、光、电、磁等自然现象，以及物质的结构和性质。
物理学的研究方法包括实验和理论两种，通过实验观察和测量数据，再用理论进行分析和解释。
物理学与机械建筑专业的关系物理学为机械建筑专业提供了基础理论支持，如力学、热学、电磁学等。
机械建筑专业需要应用物理学的原理和方法，研究和解决工程实际问题。
掌握物理学知识有助于机械建筑专业学生更好地理解工程原理和设计方法，提高分析和解决问题的能力。
课程目标与要求课程目标通过本课程的学习，使学生掌握物理学的基本概念和原理，了解其在机械建筑领域的应用，培养学生的科学思维能力和实验技能。
课程要求学生应认真听讲、积极思考、勤于实践，掌握物理学的基本知识和实验技能，能够运用所学知识分析和解决工程实际问题。
同时，学生还应注重培养自己的创新意识和实践能力，为未来的学习和工作打下坚实的基础。
02力学基础力是物体间相互作用的结果，可以改变物体的运动状态或形状。
力的定义力的性质力的单位力具有大小、方向和作用点三个要素，遵循矢量合成法则。
在国际单位制中，力的单位是牛顿（N ）。
030201力的概念与性质牛顿第一定律牛顿第二定律牛顿第三定律应用牛顿运动定律及应用01020304物体在不受外力作用时，将保持静止状态或匀速直线运动状态。
物体的加速度与作用力成正比，与物体质量成反比。
作用力和反作用力大小相等、方向相反，作用在同一直线上。
解释和预测物体的运动规律，分析力学问题。
阻碍物体相对运动的力，分为静摩擦力、滑动摩擦力和滚动摩擦力。
摩擦力物体因发生弹性形变而产生的力，遵循胡克定律。
弹力分析物体在接触面上的受力情况，计算摩擦力和弹力的大小。
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12
2-1 机械系统的方案设计 工艺原理 技术过程 系统边界 结构布局
引 进确 技定 术系 系统 统边
界
根据技术过程，确定功能载体组合
具 确定功能结构
体 步
确定功能载体组合
骤 确定系统边界
13
2-1 机械系统的方案设计 工艺原理 技术过程 系统边界 结构布局
功能结构 载体组合 系统边界
确 定 功 能 结 构
第二章
方案设计与总体设计
Machinery
1
System Design
本章提要
方案设计的内容 总体设计的内容 总体布置的基本要求 总体主参数确定
2
2-1 机械系统的方案设计
机械系统的方案设计
机械设计的整个过程，是从抽象到具 体、从模糊到明朗、逐步完善的过程，也 是创造性思维同工程技术文件相结合的过 程。
方案设计是机械系统设计的核心环节， 是保证设计水平和质量的重要阶段。
3
2-1 机械系统的方案设计
方 案 设 计 的 工 作 内 容
4
研究给定任务 根据给定任务，明确核心要求和约束条件
设计任务抽象化 根据同外部系统的联系，明确功能要求
确定工艺原理 根据功能要求，选择工艺原理
确定技术过程 根据功能关系，明确工艺流程
引进技术系统并确定系统边界 根据技术过程，确定功能载体组合
确定基本结构布局 根据功能载体组合，确定空间位置
设计方案评价 根据系统指标，确定技术方案
2-1 机械系统的方案设计 研究任务 任务抽象化 工艺原理 技术过程
研究设计任务
根据给定任务，明确核心要求和约束条件 虽然在开发计划书中明确了设计的任务、 目的和要求，但可能存在不确切、不合适甚至 相互矛盾的要求。例如强度与轻量化、精度与 经济性、性能指标与已有技术水平及条件等。 必须对各项要求逐项分析，明确核心要求和 约束条件，必要时提出修改和补充建议，对相 互矛盾的要求提出解决方法。
14
功能是系统的属性，表明系统的效能及可 能实现的物料、能量、信息传递和转换 的能力。
系统常具有多项功能，比如基本功能、 辅助功能等，可进行功能分解。在系统分 解的基础上逐项逐级分解，直至找到不宜 再分解的功能元及相应的功能载体为止。
功能的分解和组合关系称为功能结构。
同级分功能组合起来应满足上一级分功 能的要求，最后组合的整体应满足总功能 的要求。
来自外界的影响 输出物料
技黑待术设系计箱统
输出能量 输出信息
对外界的影响
7
2-1 机械系统的方案设计 研究任务 任务抽象化 工艺原理 技术过程
自走式谷物联合收获机
土壤 湿度 温度 风
谷物 驱动能 驱动信号
自走式谷物 联合收获机
谷粒、茎杆、颖壳 工作机构能量 显示信号
噪声 废气 振动
通过任务抽象化，明确功能要求。
15
2-1 机械系统的方案设计 工艺原理 技术过程 系统边界 结构布局
材料试验机的功能结构
功能结构 载体组合 系统边界
加载能量 试件 信号
利用力和 变形关系 检验试件
功能结构 载体组合 系统边界
2-1 机械系统的方案设计 工艺原理 技术过程 系统边界 结构布局
功
功能元 —— 具有确切功能的基本单元。
能
功能载体——实现相应功能的实体结构。
元
齿轮传动
和 功
功能元 —— 动力和运动的传递
能
功能载体 ——齿轮及相关结构
载 体
在产品的系列化、模块化设计中，通用 的独立部件或模块都可以作为功能载体。
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2-1 机械系统的方案设计 研究任务 任务抽象化 工艺原理 技术过程
确定工艺原理
根据功能要求，选择工艺原理 工艺原理是指各种物理效应的具体应用。 物理效应包括物理学、化学、生物学等自然科学
中的定理、定律、原理和效应。 同一物理效应往往可以实现多种作业对象的转
化，一种转化常可以由多种物理效应来实现。 不同的工艺原理将使机械系统具有不同的技术
作业对象本身的转化为主流程。为实现主流程通常 需要其他辅助流程的补充和支持。例如作业对象的支承、 定位、夹紧，驱动能量的转换、输入和传递，各种信息 量的检测、操纵、调整、控制等。因此技术过程是若干 分过程和工序组合而成的复合过程。
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2-1 机械系统的方案设计 工艺原理 技术过程 系统边界 结构布局
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2-1 机械系统的方案设计 研究任务 任务抽象化 工艺原理 技术过程
Байду номын сангаас设计任务抽象化
根据外部系统的关系，明确功能要求 是一种思维方式和工作方法。通过分析设 计任务的基本功能要求，把设计任务抽象为只 表达其核心任务的简单模式，不涉及具体的解 决方案和途径。使设计者视野更宽广，思维不 易受到某些框框的束缚，有利于创造新的方案。 黑箱是研究同外部系统相互关系的有效 工具。
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2-1 机械系统的方案设计 研究任务 任务抽象化 工艺原理 技术过程
黑箱模型
黑箱 是指仅知输入量和输出量而不知其内部结 构的表述设计任务的一种模式。 黑箱明确表达 了设计任务的基本功能要求和主要约束条件。 设计过程就是逐步打开黑箱，确定其内部结构， 实现由输入量转化为输出量的过程。
输入物料 输入能量 输入信息
经济效果，因此设计时应从各种可行的工艺 原理中择优选用。
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2-1 机械系统的方案设计 研究任务 任务抽象化 工艺原理 技术过程
谷物联合
一种转化可由多种物理效应来实现 同一物理效应可实现多种转化
杠杆 摩擦
力参数转化 位移参数转化 能量参数转化
收 切断作物茎杆
切刀切割
获 籽穗分离
冲击、揉搓和挤压作用
机 谷粒同茎杆和颖 振动、气流和重力作用
引 进确 技定 术系 系统 统边
界
根据技术过程，确定功能载体组合
技术系统是实现技术过程各项转化的人为系 统。有的转化靠机械系统实现，有的转化靠人的参 与完成。需要根据技术过程的要求确定机械系统的 具体任务。良好的技术系统应是合理的机械系统与 人的完美结合。
例如联合收获机作业速度是否自动控制（根 据发动机负荷、脱粒部件负荷、脱粒质量……）
壳等杂物分离
作业对象的简单转化可能只采用一种工艺原理便可 实现，复杂的转化有时需要多种工艺原理组合使 用，应注意不同工艺原理组合与连接的适宜性和 相容性。
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2-1 机械系统的方案设计 研究任务 任务抽象化 工艺原理 技术过程
确定技术过程
根据功能关系，明确工艺流程
技术过程是按照选定的工艺原理确定作业转化所需 的流程，流程中规定了每一种转化程序的相应功能要求。