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机械设计学

第一章绪论

1、机械设计学定义——是一门研究机械设计的共性的综合性学科。如设计技术、

设计理论和设计方法。

2、机械设计的目标：在满足需求的基础上，实现约束最优化设计。

3、机械是机器和机构的统称。

4、机械设计具有的主要特点：多解性、系统性和创新性

5、机械设计学的学科由（机械产品设计的三个基本环节是）功能原理设计、实

用化设计和商品化设计三大部分组成。

功能原理设计：针对产品的主要功能所进行的原理性设计

实质：原理方案的构思和拟定过程。

设计方法：以简图或示意图来进行方案的设计。

实用化设计

工作：设计结构、选择材料、确定尺寸

要求：明确、简单、安全可靠、掌握和遵循其内在规律和一般原理。

实用化设计的核心是要使产品具有优良的性能，好用。

商品化设计（技术、经济、社会）

6、从设计构思的角度机械产品设计可归纳为三大步：创意、构思和实现。

创意：重点在于新颖性，且必须具有潜在需求。

构思：重点在于创造．即要构思一种新的技术方向或功能原理来实现某创意。

实现：重点在于验证构思的合理性，可以通过模型或原理样机来检查构思的合

理性。

7、创新需要充分发挥设计人员的三种能力：

抽象思维（抓住问题的本质）

创造性思维（求多解）

形象思维（头脑设计阶段）

8、信息的交流与综合是创新的前提

9、设计过程是在约束条件下求优过程（约束优化问题）包括：方案优化、设计

参数优化、结构形状优化和整体布局方案优化。

10、机械设计按其创新程度可分为创新设计、变型设计和适用性设计三种类型。

11、设计阶段的具体任务可分为四个阶段：可行性研究、初步设计、详细设计和

改进设计。

12、机械设计的基本程序可分为四个阶段：设计规划、方案设计、技术设计和施

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工设计。

第二章机器的组成及典型机器的功能分析

1、机器的定义：一种用来变换或传递能量、物料与信息的机构的组合。

2、任何一台机器都是由原动机、传动机、工作机和控制器四部分组成。

第三章机械产品的功能原理设计

1、功能原理设计定义：针对产品的主耍功能所进行的原理性设计简称为功能原

理设计。即应用某种“物理效应”通过某种“作用原理”来实现“功能目标”的

结果。例如：点钞机分离功能原理构思。

2、重点：创新构思。例如：洗衣机功能原理的改进

3、创新与市场竞争潜力。例如:两种喷墨打印机

4、机器更新换代有三个途径：

1）改革工作原理；

2）改进工艺、结构、材料，目的是提高技术性能；

3）增强辅助功能。

5、功能原理设计的任务：寻找一种物理效应和相应的作用原理以实现所追求的

功能目标。

6、机械的功能原理基本上可以分为动作功能和工艺功能两大类。

简单动作功能－－用极少的构件，实现简单而巧妙的动作。

历史上：杠杆、斜面、弓箭

现代：双动开关、魔方、百叶窗、拉链

复杂动作功能－－特点：以七种基本机构为基础，加上控制功能，有成熟的设计

理论和经验。

历史上：木牛流马，水磨，风车

现代：硬币包装机，打印机，绘图仪

无论简单还是复杂动作功能，都是纯机械的功能，它们的基本特点是：“以形体

来实现功能”。

7、工作头的形状、运动方式和作用场构成完成工艺功能的三要素。

8、创造性思维的主要形式：逻辑思维、直觉思维（灵感思维）、扩散思维

9、创造性思维三大特点：独创性、综合性和偶然中的洞察力。

第五章机械产品的实用化设计

1、产品设计的核心即核心技术（内部空间设计）：是指产品实现总功能和主要要

求的技术。

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第六章机械结构设计

1、机械结构件一般应具有的功能：承受载荷、传递运动和动力、保证或保持有

关零件或部件之间的相对位置或运动轨迹关系等。

2、零件是构成机器的基本元素，从结构设计的角度出发，可以把零件称为结构

件。

3、机械零件在机械结构中的基本功能是承担载荷和传递运动和动力。

4、零件的相关关系分为直接相关关系和间接相关关系。

直接相关关系：凡是两零件有直接装配关系的。

间接相关关系：没有直接装配关系的相关。

间接相关可分为：位置相关和运动相关两类。

位置相关是指两零件在相互位置上有要求。

运动相关是指一零件的运动轨迹与另一零