机械系统设计概念总结实用4篇

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机械系统设计期末复习总结.1

第一章

1、系统指的是具有特定功能、相互间具有有机联系的许多要素构成的一个整体。

2、要素：又称元素。是系统的组成部分，又称为子系统。

3、结构：系统各个要素相对稳定的相互联系、相互作用的方式。

4、功能：系统整体在内部与外部的联系中表现的作用和能力。

5、系统具有6个特性：整体性、相关性（结构性和开放性）、动态性、层次性、目的性和环境适应性。

6、系统是可以分解和综合的。由两个或者两个以上的要素组成的具有一定结构和功能的整体都可以看成是一个系统。

7、组成系统间的要素相互间必须有机地联系。系统整体不等于部分和，表现出了系统的非加和性，即要素的相互作用具有非线性。系统不能分割只能分解。

8、任何系统都具有层次结构。任何系统从简单到复杂的发展过程是分层次的。不同层次的系统之间是相互影响的。

9、机械系统：由若干个装置、部件和零件按照一定的结构组合而成的有特定功能的整体

10、机械系统的组成：动力系统、传动系统、执行系统、操纵与控制系统等。

11、执行系统：直接实现机械系统功能的装置，由执行机构和执行构件组成。

12、传动系统的作用：把动力系统提供的动力和运动传递给执行系统。

13、传动系统的功能：a减速或增速，b变速c改变运动规律或形式d传递动力。

14、操纵系统和控制系统的作用：使动力系统、传动系统以及执行系统彼此协调运行，能够准确可靠地实现机械系统的功能。

15、按照性能不同，功能可以分为基本功能和辅助功能。基本功能：用户直接要求的功能。辅助功能：为了实现基本功能所附加在产品上的功能。辅助功能是实现基本功能的手段。（基本功能、辅助功能、必要功能、次级功能和多余功能）

16、按照满足用户的要求性质的不同，功能分为使用功能和外观功能。

17、用产品的价值来评价功能与成本的统一程度以及表示产品的物美价廉的程度。功能价值V=功能评价值F=实现功能的最低费用功能现实成本C实现功能的实际费用

功能价值V≤1。V越接近于1，产品的功能价值越高。（V=1最理想；V1情况不正常）

18、确定机械系统功能的原则：保证基本功能，满足使用功能，剔除多余功能，增加新颖功能，恰到好处地利用外观功能。

19、失效：产品丧失了规定功能的现象。故障：产品虽然丧失了规定的功能，但可以通过修理的方法使其功能恢复的现象，是一种特殊的失效。可靠性技术：研究产品发生故障或失效原因的技术。

20、衡量可靠性的指标：可靠度R(t)、失效概率F（t）、失效率λ（t）、平均无故障时间MTBF、失效前平均工作时间MTTF、维修度M（t）、有效度A(t)。

21、提高机械系统可靠性的措施：a分析失效的形式，查找失效的原因b提高零部件特别是关键零部件的设计可靠性（①采用减额使用法②采用冗余技术③如有可能，对关键零部件进行可靠性设计，这样起到的效果更明显）c提高机械系统的维修性（初期故障、偶发故障、磨损故障）d简化结构，提高标准化程度，机械系统的零部件越少，系统的可靠性就越高。

22、寿命周期成本包括生产成本、使用成本。生产成本由直接成本和间接成本组成。使用成本包括运行成本和维修成本。生产成本+利润+税金=销售价格。

23、采取6条措施提高产品的设计和制造经济性：a合理确定可靠性要求和安全系数b贯彻标准化c采用新技术d改善零部件的结构工艺性e采用经济的技术条件f选择合适的材料。

24、机械产品的寿命不应定得过长，制造成本加大，维修和运行成本加大，为技术政策所不允许。不应定得过短，用户要频繁更换产品，既浪费资金，又耽误生产或影响生活。

25、定期维修的优点：可以把维修时间安排在非生产时间，减小因维修造成的损失，在维修之前可做充分的准备，以便缩短维修时间，提高维修效率和质量。缺点：维修周期难以精确确定。对重要的机械产品可采用按需维修的方法：在机械产品使用过程中，对主要零部件进行性能测试，对发现有失效先兆的零部件及时进行更换或修理。

第二章

1、方案设计的内容包括：(1)研究给定的设计任务，对机械产品的功能进行分析和分解；(2)提出实现功能的工艺原理；(3)确定技术过程，引进技术系统；(4)分析结构布局，拟定设计方案；(5)综合评价设计方案，找出最佳方案。

2、机械系统可抽象为：实现输入的能量、物料、信息和输出的能量、物料、信息转化的机械装置。

3、机械系统的基本功能和约束条件：基本功能为物料、能量、信息的传递和转化，约束条件表现为内、外部系统的相互作用和相互影响。

4、系统边界是技术系统功能范围的界限，即内部系统与外部系统的分界。

5、相同的功能载体关系，可以构成不同的结构布局。

6、总体布置设计的目的：确定各零、部件的相互位置和运动关系。

7、总体布置设计的原则：简单、合理、经济。

8、总体布置设计的顺序：先布置执行系统，再布置传动、操纵及支承系统等，最后布置动力和控制系统。要从粗到细，由简而繁，经多次反复修改，才能最后确定。

9、总体布置设计的基本要求：a保证工艺过程的连续和流畅b降低质心高度，减小偏置c保证精度、刚度及抗振性的要求d充分考虑产品系列化的发展的要求e结构紧凑、层次分明f使机械系统操纵、维修和调整方便g外形美观。

10、布置执行机构应注意3个问题：（1）尽量减少执行机构的运动副和构件数目，减小构件的几何尺寸（2）使原动件尽量接近执行构件应保证作业对象装卡和传送方便与安全。

11、布置传动系统应考虑3个问题：（1）简化运动链（2）合理安排传动系统中各机构的顺序（3）应保证传动系统润滑密封可靠。

12、为了提高传动链的传动精度，应尽可能增大传动链中最后一级传动副的传动比。①对以传递动力为主要要求的传动系统，由于传递的载荷较大，应优先采用“蜗杆-齿轮”减速装置；②对以传递运动为主要要求的传统系统，由于对传动精度要求较高，应优先采用“齿轮-蜗杆”减速装置。

13、带传动放在高速级，对整个传动系统都有过载保护作用，而放在低速级只对执行系统有过载保护作用。链传动适于在较低速度下进行传动。

14、操纵件的布置：①操纵件的布置应便于操作②操纵件的布置应使操作人员按习惯进行操作③操纵件的布置应使操作人员有合适的位置④仪器、仪表的位置应便于操作人员在操纵机器的同时就可以查看。

15、总体主要参数包括：生产率、尺寸参数、运动参数和动力参数。

16、确定执行构件的最高速度nmax和最低速度nmin，从而就可确定变速范围：

n Rmaxnmin

17、常见的有两种调速方式：无级变速和有级变速。

18、无级变速优点：可得到最有利的工作速度，便于实现自动化。缺点：变速范围较小，不能得到较准确的速度和传动比，机械特性差，传递功率较小。

19、有级变速 7个标准公比：，，，，，，。

第三章

1、常见的负载特性：恒转矩负载特性：转矩M的大小与转速n的大小无关，转速n变化，转矩M的大小不变。①位能性负载特性：转矩M的方向不随转向变化。②反抗性负载特性：转矩M的方向随转向变化，但转矩M的绝对值不变。

恒功率负载特性：功率P与转速n无关，转速n变化，功率P不变，即P=C（常数）。

转矩M是转速n函数的负载特性：转矩M与转速n成某种函数关系，转速n变化，转矩M按某种规律变化。

转矩M是行程s或转角θ的函数：转矩M与行程s或转角θ成某种函数关系，即M=f（s)或M=f(θ）。

转矩M随时间t变化无规律：转矩M在工作机械工作过程中，与工作时间t没有明显的函数关系，其属于一个为随机变量。

恒转速负载特性:转矩M变化，转速n保持不变，即n=C（常数），则功率P与转矩M成正比，P=f(M)。

2、载荷按载荷产生的来源分：工作载荷、动力载荷、自然载荷。按载荷是否随时间变化分：静载荷、动载荷。按动载荷的载荷历程分：周期性载荷、非周期性载荷、随机载荷。（周期性载荷和非周期性载荷为确定载荷，随机载荷为非确定载荷）

3、周期载荷包含3个要素：幅值、频率和相位角。

4、非周期载荷包括准周期载荷和瞬变载荷两类。

5、编制载荷谱的方法：功率谱法和循环计数法

6、确定载荷有3种方法：类比法、计算法和实测法。

7、应用类比法确定载荷的先决条件：具有与所设计机械同类型的或相近类型的机械产品，这些机械产品被实践证明是成功的。

计算法确定载荷的条件：已知计算所需的力学原理或经验公式或图表。应用实测法的条件：已制造出样机或关键部件。

8、机械工作的持续情况就是工作机械的工作制。

9、首选电动机的原因：①驱动效率较高；②种类型号较多；③与工作机连接方便；④调速、起动、制动、反向控制性能好；⑤易于实现远距离自动控制；⑥不污染工作环境。（选择电动机的一个重要前提是必须具备相应的电源）

10、电动机分类方法：按电源不同，电动机分为交流电动机和直流电动机。按转子转速和旋转磁场转速的不同，交流电机可分为同步电动机和异步电动机。按励磁方式不同，直流电机可分为：他励、并励、串励、复励等形式。

11、电动机的机械特性可分为固有机械特性和人为机械特性。

12、三相异步电动机按转子结构可分为笼型电动机和绕线型电动机。笼型电动机:结构简单、易维护、价格低、载荷变化时转速变化较小（特性硬）；但其起动电流较大、起动力矩较小、调速性能差，用于没有调速要求，起动力矩不太大的机械。绕线型电动机:起动力矩较大、起动时功率因数较高，可实现小范围内的调速，且调速控制简单；但与笼型电动机相比，结构复杂、维护较麻烦、价格较贵，广泛用于起动次数较多，起动时负载较大、或需要小范围调速的机械。

13、三相异步电动机按外壳结构型式可分为：开启式、防护式、封闭式和防爆式。

14、三相异步电动机按安装型式可分为卧式和立式。

15、三相异步交流电动机转子转速为n，旋转磁场转 速为n0，并且满足n0≥n，转差率： Sn0n100%n0

16、三相异步电动机定子绕组有两种接法：三角形接法（△型，额定电压为220V）和星形接法(Y型，额定电压为380V)。

17、三相异步电动机的固有机械特性（4点3段）和人为机械特性（P55-56）。

MM18、起动转矩倍数λst、过载倍数λm:

mmstst MNMN起动转矩倍数λst反映电动机的起动能力，λst越大，电动机的起动性能越好。过载倍数λm反映了电动机的过载能力。λm越大，电动机的过载能力越强。

19、减小起动电流Ist：①将△型接法改为Y型接法；②在定子电路中串入起动电阻； ③采用自耦变压器降低电动机端电压可减小起动电流Ist，但也使起动转矩Mst减小。

20、单相异步电动机起动力矩Mst=0，不能起动，须借助于其他方法起动：电容分相式和罩极式。

21、同步电动机既需要交流电又需要直流电。不能直接起动，需要异步起动。交流电→定子电枢绕组→建立旋转磁场；直流电→转子励磁绕组→建立旋转磁极。

22、同步电动机的优点：可在功率因数cosФ=1的状态下运行，不用从电网吸收无功功率；可通过改变转子励磁电流大小的方法，调节无功功率的大小，改善电网的功率因数；同步电动机的转速恒定，不随外载变化。

23、按照励磁绕组与电枢绕组关系的不同，直流电动机可分为4类：他励直流电动机、并励直流电动机、串励直流电动机和复励直流电动机。

24、电动机选择的内容：类型、结构、额定电压、额定转速、额定功率。

25、电动机的类型选择原则：满足使用要求的前提下，交流电动机优先于直流电动机；笼型电动机优先于绕线型电动机；专用电动机优先于通用电动机。（P58-59）

26、三相异步交流电动机的工作制分为9类：S1-S9。

27、电动机的负载图表示电动机的转矩M、功率P和电流I随时间t变化的情况。即M=f(t)、P=f(t)、I=f(t)关系。

第四章

1、执行系统（也叫工作机械或工作装置）是机械系统主要的组成部分，是机械系统中直接完成预期功能的部分。由执行构件和执行机构组成。执行构件是执行机构中的一个或几个构件，是执行系统中直接完成功能的零部件。执行机构是带动执行构件运动所需要的机构。

2、执行系统的作用是传递或变换运动和动力，把传动系统传来的运动或动力进行变换后传递给执行构件，满足其要求。

3、执行系统的功能有：夹持、搬运、输送、分度与转位、检测、施力、实现运动形式或运动规律的变换、完成工艺性复杂动作等。

4、夹持：抓取、夹持和放开。搬运：对路线没有明确要求。输送：按给定的路线将。分度与转位：①使工件转动一个角度②对工件进行定位③松开工件④使工件转下一个角度（相同点：使工件转动一个角度。不同点：分度对转动的角度要求较精确，转位对转动角度要求不太严）。检测:（1）使工件顺序到达检测部位，并使工件“浮动”（2）用检测探头对工件进行检测（3）把合格件和不合格件分开。

5、按对运动和动力的要求不同执行系统分为：动作型、动力型和动作-动力型。动作型：能实现精确的动作，各构件受力较小，对执行构件的运动参数有较精确的要求，对各构件的强度和刚度无特殊要求。

动力型：能克服生产阻力做一定的功，执行构件的运动参数没有严格要求，但对系统中的各构件有严格的强度和刚度要求。

动作-动力型：既要求执行系统能实现预期精度的动作，又要克服较大的生产阻力。

6、在满足运动要求的前提下，运动链尽量短。

7、执行系统的设计要求：a能实现有一定精度的运动和动作 b各零件应有足够的强度和刚度 c各执行机构间动作应协调配合 d结构合理，造型美观，便于制造和安装 e工作安全可靠，有足够的使用寿命

8、影响机构精度的主要因素有：①机构的原理误差②构件的制造和装配误差③构件的弹性变形和热变形造成的误差④磨损引起的运动副间隙加大造成的误差。

第五章

1、传动系统是位于动力机与执行机构（或执行构件）之间的中间装置，它的作用是将动力机的运动和动力传递给执行机构（执行构件）。

2、传动系统是由运动链及相应的联系装置组成的。

3、传动系统的功能：改变动力机输出的运动形式或转速，以满足执行系统的要求；调节动力机输出的速度、转矩或力，以满足执行机构的要求；分配动力机输出的运动和动力，以满足执行系统的要求。

4、对传动系统的要求：1）考虑动力机与执行系统的匹配，使它们的机械特性相适应，并使两者的工作点接近各自的最佳工况点且工作平稳。2）满足执行机构在起动、制动、调速、反向和空载等方面的要求。（系统在起动时，起动力矩一般大于正常稳定运转的力矩）3）传动系统的运动链应尽量短。4）传动系统应布置紧凑，有较小的外廓尺寸和重量。5）当机械系统的载荷频繁变化，而且有较大过载时，传动系统中要设置过载保护装置。6）对传动系统要有安全防护措施。

5、按传动比变化情况传动系统可分为：固定传动比传动系统和可调传动比传动系统。固定传动比传动系统又可分为减速传动和增速传动两种情况。可调传动比传动又可分为：有级变速传动系统、无级变速传动系统和周期性变速传动系统。

6、传动系统按驱动形式可分为：独立驱动传动系统、集中驱动传动系统和联合驱动传动系统。按工作原理不同，传动系统可分为：机械传动系统、流体传动系统和电传动系统。

7、传动系统包括：变速装置、起停和换向装置、制动装置、安全装置等。

8、传动类型的选择：a执行系统的工作状况；b动力机的机械特性和调速性能；c对传动比的要求，包括传动比的大小、范围及准确程度；d对传动系统尺寸、重量、布置的要求；e工作环境的要求；f经济性要求，如可靠性、寿命、传动效率、制造费用、运转费用、维修费用等；g操纵与控制方式要求；h其他要求，如现场技术条件（能源条件及制造能力），标准件的选用及保护等方面的要求。

9、机械系统对变速装置的要求：(1)能传递足够的功率和转矩。(2)具有较高的传动效率。(3)满足速度和转矩范围的要求，对有级变速装置还要求满足执行机构要求的级数。(4)体积和质量尽可能小。(5)工作平稳、噪声、振动较小。(6)结构简单、制造、装配和维修工艺性好。(7)润滑、密封、散热良好。(8)防止漏油、漏气、漏水现象发生。

10、常用的离合器按工作原理分有两种形式：啮合式离合器和摩擦式离合器。按操纵方式分类有3种形式：机械操纵式、液压操纵式、电磁操纵式。

11、普通啮合器有2个缺点：a当移动啮合套时会发生顶齿现象；b啮合套同时与两个齿轮啮合时，会因振动及非操纵轴向力作用而自动退出从而导致脱档。

12、不同机械对起停和换向的要求不同，通常有下面三种情况：(1)不需要换向且起停不频繁。(2)需要换向，但不频繁。(3)换向、起停频繁。

13、起停和换向装置可分为两大类：（1）靠按钮或操纵杆直接控制动力机实现起停和换向。（2）用离合器和换向器实现传动系统的起停和换向，不必改变动力机的运动状态。

14、对以电动机为动力机的机械系统，可以采用如下两种起停和换向装置方案:（1）控制电动机来实现系统的起停和换向。适用于起停和换向不频繁的电动机，或起停和换向频繁的小功率的电动机。方案的优点：结构简单，操作方便。（2）通过离合器、啮合器实现系统的起停和换向。适用于中等以上功率电动机带动的，起停和换向频繁的传动系统。

15、动力机为内燃机时，内燃机不能负载起动，不能频繁起动，更不能反转。因此，必须在传动系统里设置起停和换向装置。

16、对制动器的基本要求是：工作可靠，操纵方便，制动平稳且时间较短，结构简单，尺寸小，磨损小，散热良好。

17、用电动机作动力机时，可以利用给电动机接入反向电流的方法制动（反接制动），这种方法操纵方便，制动时间比较短。但由于制动电流较大，对电动机和电网有影响；电动机有反转的趋势，使电动机轴和传动系统受较大的惯性冲击，对传动系统及电动机轴有影响。所以这种方法只能用于传动系统惯性较小（惯性参数小、运动速度小）或电动机功率较小，转速较低的情况。

18、安全装置在转速较高的传动件上，结构尺寸可小一些，安全装置装在靠近执行机构的传动构件上，一旦发生过载，执行机构就能迅速地停止运动。综合以上两点，安全装置应装在靠近执行机构且转速较高的构件上。

19、转速图：距离相等的一组竖线表示变速组中各传动轴。距离相等的一组横线代表转速线。各轴与相应转速线的交点（用小圆表示）表示相应的转速。相邻两轴相应转速点的连线，表示一对齿轮副的传动比，连线向下倾斜，表示减速；连线向上扬，表示增速。

20、当变速级数Z′大于一定值时，就不能采用二轴变速传动。

21、多轴变速传动系统运动设计步骤：(1)确定传动顺序：对于减速传动，传动顺序应是前多后少，这样高速轴上的传动件多，可以节约材料，减小变速箱尺寸，减轻重量。(2)确定变速顺序：确定基本变速组和扩大变速组的排列顺序。(3)确定各变速组的传动比。

imax4（减速）11imin（~)(增速）、在确定各级传动比时，应遵循3条原则：a各传动副的传动比不应超过极限传动比；b尽量提高中间轴的最低转速。为此，对于降速传动，使i1

23、若变速组的级比φ a与输出轴转速系列的公比φ相等，即级比指数a=1，这个变速组叫基本变速组。若变速组的级比指数a等于基本变速组的传动副数，这个变速组叫扩大变速组。

24、为了避免空档和重复转速的出现，三轴变速传动应由一个基本变速组和一个扩大变速组组成。

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机械系统设计概念总结2

1)机械工程学科是研究机械产品（或系统）的性能、设计和制造的基础理论和技术的科学；分为机械学和机械制造 2)机械学：对机械进行功能综合并定量描述及控制其性能的基础技术科学；

3)

机械制造：接受设计输出的指令和信息，并加工出合乎设计要求的产品的过程。分为热加工和冷加工。

热：研究如何将材料加工成产品，如何保证、评估、提高这些产品的安全可靠度和寿命的技术科学。冷：研究各种机械制造过程和方法的技术科学；

1)系统：是指由特定功能的、相互间具有一定联系的许多要素构成的一个整体，即有两个或以上的要素组成的具有一定结构和特定功能的整体

二机械系统设计

一、任务：开发新的产品和改造老产品，最终目的是为市场提供

优高效、价廉物美的机械产品，以取得较好的效益。设计角度的种类：完全创新

二、设计的的基本原则和要求 1)

需求、信息、系统（输入输出；三大流）、优化和效益 要求：功能、适应性、可靠性、生产能力、使用经济性、成本

三、产品设计、生产过程

1)产品策划（指导性作用）、产品设计、产品生产、产品销售、产品运转、产品报废或回收

2)功能原理方案设计、结构总体设计和技术设计阶段

第二章机械系统总体设计是产品设计的关键，对产品的技术性能、经济指标和外观造型均具有决定性意义

功能原理设计必要功能（基本功能和附加功能）非必要功能 1)定义：针对所设计的产品的主要功能提出一些原理性的构思，即针对产品的主要功能进行原理性设计

2)任务：针对某一确定的功能要求，去寻求一些物理效应并借助某些作用原理来求得一些实现该功能目标的解法原理来。1)输入输出量只涉及物料流、能量流、信号流 2)用来描述产品的功能，内部结构未知

3)

特点：暂时不考虑附加和非必须功能、突出。将这些功能用抽象的形式（）表达，通过抽象化清晰掌握设计产品功能和主要约束条件，从而突出设计中的主要矛盾问题本质

基本的功能单位：功能元：能直接从技术效应及逻辑关系中找到可以满足功能要求的最小单位

功能元：物理反映系三大流的基本物理动作、数学：逻辑 结构总体设计任务：将原理方案设计机构化 1)

1、明确原则：功能、工作情况、结构的工作原理

2、简单原则

3、安全可靠原则：构件可靠性、功能可靠性、工作安全性、环境安全性 步骤 1)

初步设计：

1、明确设计要求

2、主功能载体的初步设计

3、按比例绘制主要结构草图

4、检查主、辅功能载体结构5设计结果触屏机选择

2)详细设计1各功能载体的详细设计2补充、完善结构总体设计草图3对完善的结构总体草图进行审核4进行技术经济评分

3)机构总体设计的完善和审核

总体布置设计 1)任务：确定机械系统中各子系统之间的相对位置及相对运动关系，使总系统具有一个协调完善的造型 2)

基本要求1功能合理2结构紧凑、层次清晰、比例协调3充分考虑产品的系列化及发展

总体参数是结构总体设计和零部件设计的依据，参数：性能生产能力、结构、运动、动力；

最高、最低转速的确定；转速相对损失A与公比ψ、变速范围Rn与级数Z；确定公比ψ的原则

执行系统设计要求：保证设计提出的功能目标、使用寿命强度刚度、各执行机构结构合理配合协调

轴静刚度：轴尺寸形状、轴承数量预紧配置、前后支撑距离、前悬伸量、传动件布置、主轴组件的制造和装配质量 导轨：导向和承载3类要求：导向精度及精度保持性（几何和接触精度、刚度、高灵敏度间隙：镶条和压板 传动：独立、集中、联合驱动组成：变速改变动力源的输出转矩和力矩适应执行间的要求；离合器：牙嵌式、齿轮、摩擦片式：减小尺寸、超速、结构因素

起停换向：方便省力、操作安全、结构安全可靠并能传递足够动力：齿轮-摩擦离合器、齿轮换向机构

制动：与离合器互锁、合理确定制动器的安装位置、闸带式制动器的操纵力应作用在松边

安全保护：销钉安全联轴器、钢珠、摩擦安全离合器内联：保证传动精度指各执行末端之间的协调性和均匀性；提高精度原则：缩短传动链、降速传动、合理分配传动比、合理选择传动件、合理确定传动副的精度、教正装置 支承件作用：支撑零件部件、并保持被支撑零部件的相互位置关系及承受各种力和力矩：静刚度、动、热、内应力 变形及刚度:自身、局部、接触 截面积：空心、形状、封闭

操纵系统集中、独立控制操纵系统：操纵件、变送、执行 要求：操纵灵活省力、方便舒适、安全可靠 设计原理方案和机构设计

安全：目的系统运行和人身位置、手段：电气液机械 润滑：减少摩擦损失、工作表面的磨损发热、提高寿命及精度、工作效率冲洗、防腐。

油：粘度、粘温特性、闪点、凝固点脂:表现粘度、针入度、滴点、腐蚀

微电系统特征：微机械中起主导作用力是表面力、微机械并不是传统的模拟缩小、微机械一般采用静电力供能或者使用静电力激励供能。

机械系统设计知识点总结3

《机械原理》是研究各种机械的组成原理、机器常用机构的运动及动力性能分析与设计、机器动力学等问题的一门主干技术基础课。

系统：由相互之间有机联系的要素组成，具有特定功能的整体。

2,系统具有6个特性：整体性、相关性（结构性和开放性）、动态性、层次性、目的性和环境适应性。整体性是系统所具有的最重要和最基本的特性。

3,任何机械都可以看成是由若干个装置、部件和零件按照一定的结构组合而成的有特定功能的整体，这个整体就机械系统。而组成机械系统的基本要素是机械零件。

4,从实现系统功能的角度出发，机械系统应有以下必备的子系统组成：动力系统、传动系统、执行系统、操纵与控制系统等。

5,传动系统的功能包括以下四项:减速或增速，变速，有级变速和无级变速，改变运动规律或形式。

6,机械系统设计的目的是提供优质高效、物美价廉，应能够在市场竞争中取得优势，能够赢得用户，取得较好的经济效益和社会效益的机械产品。

7,方案设计是机械系统设计的核心环节，方案设计是保证设计水平和质量的重要工作，在很大程度上决定了机械系统设计的成败。

方案设计是一个创造性思维的过程，在进行方案设计时，重要的是要创新，采用新原理、新技术、新机构、新工艺，才能设计出有突破性的新产品。

8任何机械系统都可以看成是实现某种能量流、物料流和信息流传递和转化的装置。

机械系统可抽象为：实现输入的能量、物料、信息和输出的能量、物料、信息转化的机械装置。

9用“黑箱”抽象地表示技术过程，不需要事先涉及具体的解决方法，就可以知道机械系统的基本功能和约束条件：基本功能为物料、能量、信息的传递和转化，约束条件表现为内、外部系统的相互作用和相互影响

10技术过程是若干个分过程和工序组合而成的复合过程

11技术系统是实现技术过程各项转化的人为系统。

12功能分解是在系统分解的基础上进行的。对各子系统的功能可逐项分解，直至得到不能再分解的功能元为止。

13系统边界是技术系统功能范围的界限，即内部系统与外部系统的分界

14总体设计必须在方案设计基础上进行。总体设计是机械系统设计第3阶段—内部设计阶段的主要部分，是以后进行系统技术设计的依据。总体布置设计的目的：确定各零、部件的相互位置和运动关系。总体布置设计的原则：简单、合理、经济。保证机械系统内部的能量流、物料流和信息流的流动途径合理，各零部件运动时不产生干涉，是对机械系统总体布置的首要要求

15为保证机械系统能平衡、稳定地工作，就应当尽量使机械系统的质心高度较低，尽量相对于支承对称布置，这对于行走式机械和工程机械尤为重要

17对机械系统的执行系统，应尽量使振动源远离执行系统，采用分离驱动的方法，把电动机和变速箱、主轴箱分置，用有缓冲减振的传动装置将它们联接起来，就可使振源与执行系统隔开。布置执行系统时应首先确定执行构件的位置。工作机械就是机械系统的执行系统。

16载荷是对机械及零部件进行强度、刚度、稳定性、可靠性和寿命计算的依据，也是进行机械系统动力机类型和容量选择时需要考虑因素之一。恒转矩负载特性又可分为两类：位能性负载特性和反抗性负载特性

17周期载荷包含3个要素：幅值、频率和相位角

18确定载荷有3种方法：类比法、计算法和实测法。

19按励磁方式不同，直流电机可分为：他励、并励、串励、复励等形式，按转子转速和旋转磁场转速的不同，交流电机可分为同步电动机和异步电动机。按电源不同，电动机分为交流电动机和直流电动机。

20电动机的机械特性可分为固有机械特性和人为机械特性

三相异步电动机可分为笼型电动机和绕线型电动机。

选择原则：满足使用要求的前提下，交流电动机优先于直流电动机；笼型电动机优先于绕线型电动机；专用电动机优先于通用电动机

21执行系统是由执行构件和执行机构组成。执行构件是执行机构中的一个或几个构件，是执行系统中直接完成功能的零部件。

执行机构是带动执行构件运动所需要的机构，执行系统的作用是传递或变换运动和动力，把传动系统传来的运动或动力进行变换后传递给执行构件，满足其要求。

22执行系统的功能是多种多样的，归纳起来有：夹持、搬运、输送、分度与转位、检测、实现运动形式或运动规律的变换、完成工艺性复杂动作等。夹持功能可分解为：抓取、夹持和放开三个过程。2输送是按给定的路线将工件从一个位置移动到另一个位置

24工程中使用的机械，大都是由若干个基本机构通过各种连接方法组合而成的机构系统—机构组合。

25并联组和:若干个单自由度基本机构的输入构件连接在一起，保留各自的输出运动；或若由干个单自由度机构的输出构件连接在一起，而保留各自的输入运动；或有共同的输入构件与输出构件的连接（称为并行连接）。其特征是各基本机构均是单自由度机构。

26机器的运动循环至少包括一个工作行程和空回行程，有时有的执行构件还有一个或若干个停歇阶段。

27传动系统是位于动力机与执行机构（或执行构件）之间的中间装置，它的作用是将动力机的运动和动力传递给执行机构（执行构件）。传动系统是由运动链及相应的联系装置组成的。

28动力机输出的一般是等速连续的回转运动，而执行系统的运动形式是多种多样的。当两者的运动形式不相同时，要求传动系统能够改变动力机输出的运动形式，以满足执行机构的要求。当两者运动形式相同时，还有转速、转矩是否相同的问题，这就要求传动系统具有减速增矩或增速减矩的作用。

29按传动比变化情况传动系统可分为：固定传动比传动系统和可调传动比传动系统。可调传动比传动又可分为：有级变速传动系统、无级变速传动系统和周期性变速传动系统

30传动系统按驱动形式可分为：独立驱动传动系统、集中驱动传动系统和联合驱动传动系统。按工作原理不同，传动系统可分为：机械传动系统、流体传动系统和电

传动系统。

31常用的离合器按工作原理分有两种形式：啮合式离合器和摩擦式离合器。

32最简单最基本的有级变速装置是两轴变速传动装置，可采用两个或两个以上的两轴变速机构串联的方法，组合成多轴变速装置。

机械系统设计4

课程资料

教材及教学参考文献：

1、朱龙根。机械系统设计（第二版）。北京：机械工业出版社，

2、杨家军。机械系统创新设计。武汉：华中理工大学出版社，

3、胡建钢。机械系统设计。北京：水利电力出版社，/

4、刘跃南。机械系统设计。北京：机械工业出版社，

5、吴宗泽。高等机械设计。北京：清华大学出版社，/

6、邓家褆， 等。产品概念设计。北京：机械工业出版社， 7寺野寿郎。机械系统设计。北京：机械工业出版社，

8、邹慧君。机械系统概念设计。北京：机械工业出版社，

9、檀润华。创新设计。北京：机械工业出版社，

10、邹慧君编著。机械系统设计原理。北京：科学出版社，

11、赵松年， 等。现代机械创新产品分析与设计。北京：机械工业出版社，

12、温诗铸，黎明。机械学发展战略研究。北京:清华大学出版社，/