機(jī)械系統(tǒng)中機(jī)械本身構(gòu)成的系統(tǒng)是內(nèi)部系統(tǒng)，而人和環(huán)境構(gòu)成的系統(tǒng)是外部系統(tǒng)。機(jī)械系統(tǒng)種類繁多，結(jié)構(gòu)也越來越復(fù)雜，但從實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能的角度看，主要包括動(dòng)力系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、執(zhí)行系統(tǒng)、操縱及控制系統(tǒng)等子系統(tǒng)，如圖7所示。每個(gè)子系統(tǒng)又可根據(jù)需要繼續(xù)分解為更小的子系統(tǒng)。
圖7 機(jī)械系統(tǒng)的組成
1．機(jī)械系統(tǒng)統(tǒng)設(shè)計(jì)的任務(wù)
機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)的最終目的是為市場提供優(yōu)質(zhì)高效、價(jià)廉物美的機(jī)械產(chǎn)品，在市場競爭中取得優(yōu)勢、贏得用戶，并取得較好的經(jīng)濟(jì)效益。
產(chǎn)品質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益取決于設(shè)計(jì)、制造和管理的綜合水平，而產(chǎn)品設(shè)計(jì)是關(guān)鍵。機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，特別強(qiáng)調(diào)和重視從系統(tǒng)的觀點(diǎn)出發(fā)，合理確定系統(tǒng)功能，增強(qiáng)可靠性，提高經(jīng)濟(jì)性，保證安全性。
1）合理確定系統(tǒng)功能。產(chǎn)品的推出是以社會需求為前提，沒有需求就沒有市場，也就失去產(chǎn)品存在的價(jià)值和依據(jù)。設(shè)計(jì)師必須確立市場的觀念，以社會需求作為根本出發(fā)點(diǎn)，掌握市場動(dòng)態(tài)，查清市場當(dāng)前的需求和預(yù)測今后的需求，了解市場對現(xiàn)有產(chǎn)品或同類產(chǎn)品的反應(yīng)，掌握現(xiàn)有競爭對手和潛在競爭對手的動(dòng)向，確定自己的方針和策略，力求使設(shè)計(jì)的產(chǎn)品達(dá)到盡善盡美的境地。
2）提高可靠性�？煽啃允呛饬肯到y(tǒng)質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)。提高系統(tǒng)的可靠性的最有效的方法是進(jìn)行可靠性設(shè)計(jì)（參見本篇第5章）。
3）提高經(jīng)濟(jì)性。① 提高設(shè)計(jì)和制造的經(jīng)濟(jì)性：這主要通過降低產(chǎn)品成本、減少物質(zhì)消耗、縮短生產(chǎn)周期等措施來實(shí)現(xiàn)。從設(shè)計(jì)角度來說可采取：合理確定可靠性要求和安全系數(shù)，在設(shè)計(jì)中貫徹標(biāo)準(zhǔn)化，把新技術(shù)（包括新產(chǎn)品、新方法、新工藝、新材料等）應(yīng)用到產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，不斷改善零部件結(jié)構(gòu)的工藝性等。② 提高使用和維修的經(jīng)濟(jì)性：主要有提高產(chǎn)品的效率，合理確定經(jīng)濟(jì)壽命，提高維修保養(yǎng)的經(jīng)濟(jì)性。
4）保證安全性。包括機(jī)械系統(tǒng)執(zhí)行預(yù)期功能的安全性和人—機(jī)—環(huán)境系統(tǒng)的安全性。機(jī)械系統(tǒng)執(zhí)行預(yù)期功能的安全性是指機(jī)械運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)本身的安全性，如滿足必要的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性、耐磨性等要求。人—機(jī)—環(huán)境系統(tǒng)的安全性是指勞動(dòng)安全和環(huán)境保護(hù)，即機(jī)械工作時(shí)，不僅機(jī)械本身應(yīng)用良好的安全性，而且對使用機(jī)械的人員及周圍的環(huán)境也應(yīng)有良好的安全性。
2．機(jī)械系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)與總體設(shè)計(jì)
方案設(shè)計(jì)一般從系統(tǒng)的功能出發(fā)，通過分析機(jī)械作業(yè)過程的工藝原理，確定人在技術(shù)過程中的參與程度，即確定內(nèi)部系統(tǒng)的邊界，以及確定技術(shù)過程中各作業(yè)的順序，找出實(shí)現(xiàn)預(yù)定設(shè)計(jì)目標(biāo)的原理方案。確定各部件（子系統(tǒng)）的基本結(jié)構(gòu)和型式，進(jìn)行初步計(jì)算和運(yùn)動(dòng)分析，使整個(gè)機(jī)械系統(tǒng)與其他相關(guān)的外部系統(tǒng)相適應(yīng)，并對整機(jī)進(jìn)行必要的工作能力計(jì)算和性能預(yù)測，以確保實(shí)現(xiàn)重要的性能指標(biāo)。分析各個(gè)可行的候選方案的薄弱環(huán)節(jié)并加以改時(shí)，進(jìn)而對各可行的候選方案作較全面的分析比較，確定最佳設(shè)計(jì)方案，必要時(shí)應(yīng)對方案中的關(guān)鍵技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)行試驗(yàn)研究。最后對所設(shè)計(jì)的機(jī)械系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)給出完整的描述。
3．機(jī)械系統(tǒng)的總體布置
總體布置必須有全局觀點(diǎn)，不僅要考慮機(jī)械本身的內(nèi)部因素，還要考慮人機(jī)關(guān)系、環(huán)境條件等各種外部因素，按照簡單、合理、經(jīng)濟(jì)的原則，妥善地確定機(jī)械中各零部件之間的相對位置和運(yùn)動(dòng)關(guān)系�？傮w布置時(shí)，一般總是先布置執(zhí)行系統(tǒng)，然后再布置傳動(dòng)系統(tǒng)、操縱系統(tǒng)及支持形式等。要求保證工藝過程的連續(xù)和流暢，降低質(zhì)心高度，減小偏置，保證精度、剛度及抗振性，結(jié)構(gòu)緊湊，層次分明，操作、維修、調(diào)整簡便，外形美觀等。 |
