工作步聚系统分解系统分析工作内容将总系统分解成子系统，画出系统图，以便于分析和设计工作成果功能结构原理试验报告内部设计（产品设计）概念设计明确系统目的与要求，进行模型化、优化与评价，确定满意方案原理方案功能分解，分功能求解，得到多个系统原理解，选择工作原理，设计总体方案，对可行的各候选方案进行分析评价，得到满意方仿真结果案。进行总体布置设计，必要时进行试验研究（前期试验）将功能原理方案具体化为机器及零部件的具体结构。质的设计（定性分析构型，各零件形状、数目、位置关系）。若有几种方案时还需要进行评价决策，最后选择最佳方案。原理方案设计或功能原理设计或系统综合结构方案设计或初步设计总体结构草图技术设计详细设计总体设计结构设计或实用化结构设计施工设计商品化设计进行子系统的技术设计和总体系统的技术设计，计算和确定主要整机结构总图尺寸，绘制部件装配图和总图，必要时进行试验研究(中期试验)模型试验报告设计零部件形状，确定零部件数量，相互空间位置。选择材料主，确定尺寸，进行各种计算。量的设计（确定计算尺寸，确定材料），按比例绘制结构图。进行全部零件工作图、装配图的设计，完成设计说明书、使用说明书和各种工艺技术文件。适用性变化，标准化、系列化和模块化，艺术造型设计，价值分析，面向制造、装配和成本的设计，稳健设计，绿色设计，产品定价。装配图零件图技术文件(交付制造)功能广告推广文本(交付营销)
工作步聚工作内容对设计进行全面的技术、经济评价，分析内部系统对周围环境的作用和影响样机试验，样机试验（后期试验）对样机进行全面的鉴定和评审对不能满足系统要求的技术、经济指标进行分析，根据样机鉴定和评审意见修改设计对单件生产的产品，经修改、试验、调整后，投入运行考核，并在运行中不断完善对大量生产的产品，通过小批试制进一步考核设计的工艺性，并不断修改和完善设计，同时进行工艺装备的准备工作完善全部工作图、技术文件和工艺文件建立销售渠道，提供市场服务，收集和分析用户意见工作成果样机（原型）样机试验报告完善设计（制造试生产销试（小批售产试制））试用定型设计销售测试样机试制和样机鉴定改和评审进改进设计鉴定和评审商品面市文件归档客户反馈
5.机械系统设计的工作原则
1.需求原则：避免想当然；动态观需求；识别隐需求 ⒉信息原则：市场、科技、测试、评审、工艺 ⒊效益原则：技术经济，社会；生命周期费用 ⒋简化原则：力求简化。简化比复杂更为优越 ⒌定量原则：参数，评价，尽可能定量
⒍时间原则：缩短设计周期；估计未来变化 ⒎合法原则：⑴法律和法规 ⑵政策 ⑶标准化
⒏审核原则：须适时而严细地审核每个设计环节
第二章
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。
概念设计：以概念产品为目标的设计。它是由分析用户需求到生成概念产品的过程。 设计任务抽象化 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。
图示为一般的黑箱示意图。方框内部为待设计的技术系统，方框 即为系统边界，方框外部标明系统的输入量和输出量(要求系统实现的 转化)、系统与外界环境的相互影响
伴生输出物料M输入能量E信息S（技术系统）环境物料M′能量E′信息S′边界输出黑箱伴生输入
2. 功能的概念
? 功能是系统必须实现的任务，或者说是系统具有转化能量、运动或其他物理量的特性。
每个系统都有自己的功能，用户对产品功能的需求是有条件的，即功能的使用地点、环境条件、功能的定量与定性参数、实现功能的具体结构与手段、功能的经济性等
基本功能必要功能功能非必要功能附加功能
3. 功能描述/定义
? 设计要求表列出了详尽的要求，设计人员应去掉次要因素，突出最主要的任务。 ? 描述系统的总功能：由设计要求表突出最主要的任务，用抽象的概念。 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。 功能分解的4个要点：
⑴通常按照解决问题的因果关系、或手段目的关系来分析分功能。
例：平口虎钳，为了“夹紧工件”，须“施加压力”。 前者是目的，后者是手段，沿着这个思路逐步分解。
⑵也可按照生产的空间顺序或时间顺序来分析
例：汽水瓶灌装自动机的分功能包括：瓶、盖、汽水的贮存 与输送、灌装、加盖、封口、贴商标、成品输送。
⑶功能分解的结果用功能树的形式表达比较简单，易于掌握。 功能树的末端是功能元。 ⑷功能分解不只是问题求解的手段， 而且是深刻认识事物的方法。 只有在认清产品的分功能后，才能从根本上改进它。
功能结构的三种基本形式
⑴串联结构，又称顺序结构，它反映了功 能之间的因果关系或时间、空间顺序关 系，其基本形式如图所示， F1、F2、F3为分功能。 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。 ⑶ 环形结构，又称循环结构
? 输出反馈到输入的结构 3. 功能结构图
? 画图方法：结合初步的工作原理或简单的构形设想，把分功能按因果关系，时空顺
序关系或逻辑关系组织起来，得出功能结构图。 ? 如果需要，可在功能结构图中分别表明物料流、能量流和信号流。 例：洗衣机功能结构图
+洗涤剂＋水（待洗涤）（洗涤后）
洗衣机的功能分解（树状功能图）容纳衣物和水搅动衣物和水控制脱水动力供应定时排水转换波轮旋转单向旋转双向旋转排水完成脏衣服的洗涤工作联接与支承洗衣机的功能结构图信息控制定时方向选择未洗衣物及水容纳衣物和水搅动衣物和水（波轮旋转）脱水洗衣机的边界洗过的衣物能量能量转换传递联接及支承排水水功能载体：实现功能的技术实体
求解的组合方法
1. 检索与选择
⑴ 按从属关系检索与选择
按事物的从属关系进行检索与选择，可有效地利用已有知识，高效率地获得解答。 ⑵ 按相似关系检索与选择
? 不考虑事物的从属关系，只要发现事物属性有相似关系，就作原型，探求工作原理，
改变条件加以应用。
? 先认为“闪光的都是金子”。后鉴别“闪光的东西不一定都是金子”。最后确定可供选
用的几个原型。
2. 变异的主要操作方法 ⑴扩大与缩小：
M→kM，M为参数，包括几何要素，k为变 换系数。 例：汽车轮胎：小→大=标准轮胎。
收音机、电子计算机：大→小。微型机械已经问世。 日用品向两极发展：落地式音箱，纸片香皂。 ⑵增加与减少：
M±n，对某一主体材增加或减去一部分n， 被减去的部分不再是系统的组成部分。 例：M+n：磁性保温杯，塑料瓶带挂钩。 ⑶组合与分解：
M±N，M、N…为所处理的诸要素。 分解后的要素仍然是系统的组成部分。 ⑷逆反
①MN→NM。改变要素间的位置、层次等关系。 ②M→，即非M。将某要素改变为相反的要素。
⑸置换：MN+Q →MQ +N。系统要素N被要素Q所置换。 总体设计的内容
⑴ 系统的原理方案的构思 ⑵ 结构方案设计 ⑶ 总体布局与环境设计 ⑷ 主要参数及技术指标的确定 ⑸ 总体方案的评价与决策 总体布置的基本要求
（1）保证工艺过程的连续和流畅
2）降低质心高度、减小偏置
（3）保证精度、刚度，提高抗振性及热稳定性 4）充分考虑产品系列化和发展 （5）结构紧凑，层次分明 （6）操作、维修、调整方便 （7）外形美观
1.总体布置的一般特点
⑴总体布置各子系统的一般顺序： ①先布置执行系统， ②再布置 动力系统， ③ 传动系统， ④ 操纵系统
⑤ 支承系统等。 ⑵总体布置的过程： ①从粗到细，从简到繁， ②需要反复多次才能确定。
总体主要参数的确定
1尺寸参数 2. 运动参数3. 动力参数4. 重量参数5.性能参数
nmaxnmin
Rn???Z?1??Z?1RnZ?lgRnlg??1ＧＣ５８－６０规定了七个标准公比：1.06、1.12、1.26、１.41、1.58、1.72和２。
Ｚ应圆整为整数
制定公比φ的原则
①机床主轴转速是由小到大递增的，所以φ应大于１，并规定最大相对转速损失率不超过５