機械系統(tǒng)設(shè)計原理

前言

　　21世紀是世界全面進入知識經(jīng)濟的時代，人們更強烈地意識到一個國家的創(chuàng)新能力是決定它在國際競爭和世界總格局中地位的重要因素。創(chuàng)新是一個民族進步的靈魂，是國家興旺發(fā)達的不竭動力。當前，機械產(chǎn)品的國際競爭愈演愈烈，要使我國機械產(chǎn)品能占世界市場一席之地，關(guān)鍵是增強我國機械產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計能力，迅速擺脫照搬照抄的傳統(tǒng)設(shè)計的落后局面。機械創(chuàng)新設(shè)計已經(jīng)引起國內(nèi)外機械工程界普遍的重視，機械創(chuàng)新設(shè)計的理論、方法和技術(shù)已經(jīng)被國內(nèi)外從事機械設(shè)計的科技人員廣泛研究。機械創(chuàng)新設(shè)計的目的歸納起來是設(shè)計出符合科學(xué)原理、具有新穎結(jié)構(gòu)、富有實用價值的新的機械產(chǎn)品；機械創(chuàng)新設(shè)計的具體內(nèi)容應(yīng)包括機械概念設(shè)計的創(chuàng)新、機械構(gòu)形設(shè)計的創(chuàng)新和機械造型設(shè)計的創(chuàng)新。因此機械創(chuàng)新設(shè)計的內(nèi)涵是十分豐富的。　　機械概念設(shè)計過程是機械創(chuàng)新設(shè)計的關(guān)鍵內(nèi)容。機械概念設(shè)計是從市場需求出發(fā)，進行功能分析和求解，構(gòu)思和設(shè)計機械系統(tǒng)方案。機械概念設(shè)計的重要結(jié)果是要確定一個質(zhì)量水平高、工作性能優(yōu)和經(jīng)濟效益好的機械產(chǎn)品方案?！　C械系統(tǒng)設(shè)計原理和方法是機械創(chuàng)新設(shè)計的主要理論基礎(chǔ)。因此，近年來大家開始重視機械系統(tǒng)設(shè)計的研究，試圖用系統(tǒng)科學(xué)方法來闡述機械設(shè)計理論和方法。本書就是按照上述原則來建立機械系統(tǒng)設(shè)計的體系，闡明機械系統(tǒng)設(shè)計的內(nèi)容。本書的撰寫本身就包含了作者多年來的研究成果?！　￠L期以來，機械設(shè)計是作為一門設(shè)計技術(shù)來研究的。但自從把系統(tǒng)科學(xué)引入機械設(shè)計之后，設(shè)計技術(shù)已逐步發(fā)展成設(shè)計科學(xué)，使機械設(shè)計引向理性化、高層次?，F(xiàn)在又有不少學(xué)者認為設(shè)計方法由于系統(tǒng)科學(xué)的滲透已成為設(shè)計哲學(xué)，使機械設(shè)計更具思想性和哲理化。由此可見，學(xué)習(xí)機械系統(tǒng)設(shè)計原理對于機械工程及其相關(guān)專業(yè)的學(xué)生是何等的重要。設(shè)計科學(xué)與哲學(xué)將使未來的設(shè)計師在創(chuàng)新設(shè)計時站得更高、看得更遠，取得更大成果?！　C械系統(tǒng)設(shè)計把機器看作具有特定功能的，相互間具有有機聯(lián)系的各組成部分所構(gòu)成的一個整體。機械系統(tǒng)設(shè)計是從系統(tǒng)科學(xué)的觀點來進行機器的設(shè)計，這將會大大推動機器設(shè)計的創(chuàng)新性、多樣性和綜合最優(yōu)化。機械系統(tǒng)設(shè)計把機器功能和進行功能分解作為設(shè)計出發(fā)點，由于功能的抽象化和功能分解的多樣化，將會大大有利于機械的創(chuàng)新，不拘泥于老套套。機械系統(tǒng)設(shè)計需要考慮產(chǎn)品生命周期全過程和各個階段的要求。滿足市場的顯需求或隱需求；尋求設(shè)計方案的綜合最優(yōu)化；實現(xiàn)產(chǎn)品制造的經(jīng)濟性和先進性。

內(nèi)容概要

　　《機械系統(tǒng)設(shè)計原理》主要內(nèi)容包括引論、系統(tǒng)設(shè)計的基本理論、機械系統(tǒng)的基本理論和方法、機械系統(tǒng)設(shè)計的基本原理、功能載體及其創(chuàng)新方法、機械運動系統(tǒng)的協(xié)調(diào)設(shè)計和執(zhí)行運動控制、機械運動系統(tǒng)的構(gòu)思和設(shè)計、機電一體化系統(tǒng)設(shè)計、機械運動系統(tǒng)的評價與決策、計算機輔助機械運動系統(tǒng)設(shè)計等?！　　稒C械系統(tǒng)設(shè)計原理》可以作為高等院校機械類各專業(yè)高年級本科生和研究生的教材，也可供從事機械設(shè)計、機電系統(tǒng)設(shè)計的工程技術(shù)人員參考。

書籍目錄

前言第一章 引論1.1 系統(tǒng)的概念1.2 系統(tǒng)的構(gòu)成1.3 系統(tǒng)的分類1.4 系統(tǒng)的基本特性1.5 系統(tǒng)設(shè)計的內(nèi)容和步驟1.6 機械系統(tǒng)的基本概念1.7 機械系統(tǒng)設(shè)計的重要性1.8 機械系統(tǒng)設(shè)計的基本內(nèi)容第二章 系統(tǒng)設(shè)計的一般方法2.1 系統(tǒng)分析2.2 系統(tǒng)模型2.3 系統(tǒng)的分解和協(xié)調(diào)技術(shù)2.4 預(yù)測技術(shù)2.5 系統(tǒng)的評價和決策第三章 機械系統(tǒng)概論3.1 機械系統(tǒng)的基本特征3.2 機械系統(tǒng)的能量流、物質(zhì)流和信息流3.3 機器的類型及其基本特征3.4 機電一體化系統(tǒng)3.5 液壓系統(tǒng)第四章 機械系統(tǒng)設(shè)計的基本原理4.1 機械系統(tǒng)設(shè)計的一般程序和內(nèi)容4.2 面向X的設(shè)計原理4.3 人機系統(tǒng)設(shè)計原理4.4 功能分析法4.5 分功能求解4.6 黑箱法4.7 形態(tài)學(xué)矩陣法第五章 動作行為載體及其創(chuàng)新設(shè)計5.1 機械系統(tǒng)的功能一行為一結(jié)構(gòu)特點5.2 動作行為和執(zhí)行機構(gòu)5.3 機構(gòu)組合和組合機構(gòu)5.4 廣義機構(gòu)5.5 執(zhí)行機構(gòu)的創(chuàng)新方法5.6 機構(gòu)選型5.7 動作解法庫的建立第六章 機械運動系統(tǒng)的協(xié)調(diào)設(shè)計6.1 機械運動系統(tǒng)的基本構(gòu)成6.2 機械運動系統(tǒng)設(shè)計6.3 執(zhí)行機構(gòu)的協(xié)調(diào)設(shè)計6.4 機械運動循環(huán)圖設(shè)計第七章 機械運動系統(tǒng)的構(gòu)思和設(shè)計7.1 機械運動系統(tǒng)方案設(shè)計的主要步驟和內(nèi)容7.2 機械的工藝動作過程的構(gòu)思7.3 機械工藝動作過程分解和執(zhí)行機構(gòu)的選擇7.4 機械運動系統(tǒng)方案的組成原理與方法7.5 機械運動系統(tǒng)方案設(shè)計舉例第八章 機電一體化系統(tǒng)設(shè)計8.1 概述8.2 機電一體化系統(tǒng)的應(yīng)用和特點8.3 機電一體化系統(tǒng)設(shè)計過程模型及數(shù)學(xué)描述8.4 廣義執(zhí)行機構(gòu)子系統(tǒng)的類型和設(shè)計8.5 檢測傳感子系統(tǒng)類型和設(shè)計8.6 信息處理及控制子系統(tǒng)的設(shè)計8.7 機電一體化系統(tǒng)設(shè)計示例第九章 機械運動系統(tǒng)的評價體系和評價方法9.1 評價指標體系的確定原則9.2 評價指標體系9.3 價值工程方法9.4 系統(tǒng)分析方法9.5 模糊綜合評價法9.6 實例分析第十章 計算機輔助機械運動系統(tǒng)方案設(shè)計10.1 引言10.2 基于FPAM功能求解模型的計算機輔助機械運動系統(tǒng)方案設(shè)計流程10.3 執(zhí)行機構(gòu)的信息模型10.4 執(zhí)行機構(gòu)運動特性和機構(gòu)知識庫10.5 機構(gòu)自動化選型10.6 機構(gòu)系統(tǒng)自動化組成理論及其實現(xiàn)10.7 計算機輔助機械系統(tǒng)方案設(shè)計的展望參考文獻

章節(jié)摘錄

　　系統(tǒng)這一概念來源于人類長期的社會實踐。現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)對于系統(tǒng)思想的發(fā)展是有重大貢獻的。系統(tǒng)思想是進行分析和綜合的辯證思維工具，它在辯證唯物主義那里吸取了豐富的哲學(xué)思想，在運籌學(xué)、控制論、各門工程學(xué)和社會科學(xué)那里獲得定性與定量相結(jié)合的科學(xué)方法，并通過系統(tǒng)工程充實了豐富的實踐內(nèi)容?！　∪绻查_一切具體系統(tǒng)的具體的形態(tài)和性質(zhì)，可將系統(tǒng)定義為：具有特定功能的、相互間具有有機聯(lián)系的要素所構(gòu)成的一個整體。在美國的韋氏（Webster）大辭典中，“系統(tǒng)”一詞被解釋為“有組織的或被組織化的整體；結(jié)合著的整體所形成的各種概念和原理的綜合；由有規(guī)則的相互作用、相互依存的形式組成的諸要素集合，等等”。在日本的JIS標準中，“系統(tǒng)”被定義為“許多組成要素保持有機的秩序，向同一目的行動的集合體”。一般系統(tǒng)的創(chuàng)始人L.V.貝塔郎菲把“系統(tǒng)”定義為“相互作用的諸要素的綜合體”。美國著名學(xué)者阿柯夫認為：系統(tǒng)是由兩個或兩個以上相互聯(lián)系的任何種類的要素所構(gòu)成的集合。　　綜上所述，一個形成系統(tǒng)的諸要素的集合永遠具有一定的固有特性，或者表現(xiàn)為一定的行為，而這些特性或行為是它的任何一個部分都不具備的。一個系統(tǒng)是一個由許多要素所構(gòu)成的整體，但從系統(tǒng)功能來看，它又是一個不可分割的整體，如果硬把一個系統(tǒng)分割開來，那么它將失去其原來的性質(zhì)。在物質(zhì)世界中，一個系統(tǒng)中的任何部分可以被看作為一個子系統(tǒng)，而每一個系統(tǒng)又可以成為一個更大規(guī)模系統(tǒng)中的一部分。這就體現(xiàn)了分析與綜合有機結(jié)合的思想方法?！　∠到y(tǒng)是由要素組成的，離開了要素就談不上系統(tǒng)。要素是系統(tǒng)的最基本的成分，因此，要素也就是系統(tǒng)存在的基礎(chǔ)。一般地說，系統(tǒng)的性質(zhì)，是由要素決定的，有什么樣的要素，就有什么樣的系統(tǒng)。要素在構(gòu)成系統(tǒng)、決定系統(tǒng)時，各種要素要形成一定的結(jié)構(gòu)。要素以一定的結(jié)構(gòu)形成系統(tǒng)時，各種要素在系統(tǒng)中的地位和作用不盡相同。有些要素處于中心地位，支配和決定整個系統(tǒng)的行為，這就是中心要素；還有一些要素處于非中心、被支配的地位稱之為非中心要素。系統(tǒng)的性質(zhì)取決于要素的結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)的好壞直接是由要素之間的協(xié)調(diào)作用體現(xiàn)出來的?！　　?/pre>








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