ch产品结构体系与模块化设计学习教案

1、会计学1ch产品结构体系与模块化设计产品结构体系与模块化设计产产品品结结构构体体系系 1产品结构体系的类型产品结构体系的类型 2产品的系列化产品的系列化 第一节第一节 产品结构体系产品结构体系第第7 7章章 产品结构体系与模块化设计产品结构体系与模块化设计第1页/共63页一个产品可以从功能上和实体上来认识。产品的功能单元是指那些对产品的整体性能有贡献的独立的运动或支撑部分，各功能单元在确定以某种技术和实体零部件来实现之前，常常以简图的形式加以描述。一个产品可以从功能上和实体上来认识。产品的功能单元是指那些对产品的整体性能有贡献的独立的运动或支撑部分，各功能单元在确定以某种技术和实体零部件来实现

2、之前，常常以简图的形式加以描述。 产品结构体系的类型产品结构体系的类型第一节第一节 产品结构体系产品结构体系第第7 7章章 产品结构体系与模块化设计产品结构体系与模块化设计第2页/共63页 (a) 集成化体系结构 图7-1 产品结构体系的两种类型 (b) 模块化体系结构第一节第一节 产品结构体系产品结构体系第第7 7章章 产品结构体系与模块化设计产品结构体系与模块化设计第3页/共63页 产品结构体系的重要的特征也许就是它的模块化程度。一个模块化的体系结构有以下两大特点：（产品结构体系的重要的特征也许就是它的模块化程度。一个模块化的体系结构有以下两大特点：（1 1）各个组件分别执行一个或若干个功

3、能；（）各个组件分别执行一个或若干个功能；（2 2）组件之间的相互关系是明确的，并且这种相互关系往往是实现一个产品功能的基础。）组件之间的相互关系是明确的，并且这种相互关系往往是实现一个产品功能的基础。第一节第一节 产品结构体系产品结构体系第第7 7章章 产品结构体系与模块化设计产品结构体系与模块化设计第4页/共63页 与模块化构造相对的是集成化构造。集成化构造一般具有下列一个或若干个特征：（与模块化构造相对的是集成化构造。集成化构造一般具有下列一个或若干个特征：（1 1）产品的每个功能单元都由多个组件来实现；（）产品的每个功能单元都由多个组件来实现；（2 2）每个组件参与多个功能单元的实现；

4、（）每个组件参与多个功能单元的实现；（3 3）组件之间的相互关系并不明确，这种相互关系对产品的基本功能来说并不一定重要。）组件之间的相互关系并不明确，这种相互关系对产品的基本功能来说并不一定重要。第第7 7章章 产品结构体系与模块化设计产品结构体系与模块化设计第5页/共63页 模块化只是产品构造的相对特性。很少有产品是完全模块化或集成化的。推荐在进行产品构造时采用模块化只是产品构造的相对特性。很少有产品是完全模块化或集成化的。推荐在进行产品构造时采用“四步法四步法”，即（，即（1 1）画出产品的简图；（）画出产品的简图；（2 2）对简图中的元素分组；（）对简图中的元素分组；（3 3）设计简略的

5、几何结构；（）设计简略的几何结构；（4 4）确定基本的和附属的相互关系。）确定基本的和附属的相互关系。 第第7 7章章 产品结构体系与模块化设计产品结构体系与模块化设计第6页/共63页第一节第一节 产品结构体系产品结构体系 任何产品（特别是机电产品）都是以一定的结构及形状来实现其功能的，结构与形状的差异构造了五花八门的产品。满足功能与性能是设计产品的第一要素，结构与形状设计要围绕功能与性能来进行。任何产品（特别是机电产品）都是以一定的结构及形状来实现其功能的，结构与形状的差异构造了五花八门的产品。满足功能与性能是设计产品的第一要素，结构与形状设计要围绕功能与性能来进行。在进行变型设计时，可从不

6、同角度对基型产品进行扩展。产品系列一般分纵系列、横系列和跨系列三类。在进行变型设计时，可从不同角度对基型产品进行扩展。产品系列一般分纵系列、横系列和跨系列三类。 第第7 7章章 产品结构体系与模块化设计产品结构体系与模块化设计第7页/共63页第一节第一节 产品结构体系产品结构体系纵系列产品纵系列产品 功能和原理相同，结构相同或相似，但结构尺寸、性能规格参数不同的一系列产品称为纵系列产品。其显著特征是由小到大的尺寸变化，例如，由功能和原理相同，结构相同或相似，但结构尺寸、性能规格参数不同的一系列产品称为纵系列产品。其显著特征是由小到大的尺寸变化，例如，由1414英寸、英寸、1717英寸、英寸、1

7、919英寸、英寸、2121英寸、英寸、2525英寸、英寸、2929英寸英寸构成的电视机系列产品。构成的电视机系列产品。 第8页/共63页第一节第一节 产品结构体系产品结构体系横系列产品横系列产品 主要功能和原理相同，但具有扩展功能和性能的同类变型产品称为横系列产品。其显著特征是主体结构相同，但功能与性能在局部有所差异。例如，同为主要功能和原理相同，但具有扩展功能和性能的同类变型产品称为横系列产品。其显著特征是主体结构相同，但功能与性能在局部有所差异。例如，同为2929英寸的电视机有普通型、带画中画功能型等；家用汽车有手动挡、自动挡；自行车分为普通型、山地车、沙滩车等。英寸的电视机有普通型、带画

8、中画功能型等；家用汽车有手动挡、自动挡；自行车分为普通型、山地车、沙滩车等。 第9页/共63页第一节第一节 产品结构体系产品结构体系跨系列产品跨系列产品 采用相同或相似的主要性能参数（例如动力参数），相同的主要基础件和通用零部件，但功能和用途不同，这样形成的不同类变型产品称为跨系列产品。例如压路机，推土机、挖掘机、装载机等都是以内燃机为动力的，当配接不同的工作机后就形成了跨系列的工程机械。救护车、消防车、运钞车等都属于跨系列的汽车。采用相同或相似的主要性能参数（例如动力参数），相同的主要基础件和通用零部件，但功能和用途不同，这样形成的不同类变型产品称为跨系列产品。例如压路机，推土机、挖掘机、装

9、载机等都是以内燃机为动力的，当配接不同的工作机后就形成了跨系列的工程机械。救护车、消防车、运钞车等都属于跨系列的汽车。 第10页/共63页相相似似设设计计 1相似的基本理论相似的基本理论 2 相似设计方法相似设计方法第二节第二节 相似设计相似设计第11页/共63页一般相似一般相似 人工相似人工相似 他相似他相似 异类相似异类相似 146102具体相似具体相似 7同类相似同类相似 8相似、相像是自然界相似、相像是自然界普遍存在的现象，一普遍存在的现象，一般可将相似分为般可将相似分为1111种种类型类型 模糊相似模糊相似 可拓相似可拓相似 95113自然相似自然相似 自相似自相似 精确相似精确相似

10、 第二节第二节 相似设计相似设计第第7 7章章 产品结构体系与模块化设计产品结构体系与模块化设计第12页/共63页系统间具体属性和特征的相似。它主要包括系统结构相似、功能相似、信息作用相似、几何特征相似、物理特征相似系统间具体属性和特征的相似。它主要包括系统结构相似、功能相似、信息作用相似、几何特征相似、物理特征相似 。 (1(1）. . 一般相似一般相似 (2). (2). 具体相似具体相似 第二节第二节 相似设计相似设计第第7 7章章 产品结构体系与模块化设计产品结构体系与模块化设计第13页/共63页1指自然系统间的相似性，例如，天体系统中行星间的相似性、植物之间的相似性、人与人的相似性。

11、指自然系统间的相似性，例如，天体系统中行星间的相似性、植物之间的相似性、人与人的相似性。 (3).(3).自然相似自然相似 (4).(4).人工相似人工相似 主要指依靠人的创造性活动，在各种人造系统之间或人造系统与自然系统之间实现的相似性，例如，不同型号汽车相似、自行车相似、仿生机械系统与生物系统相似。主要指依靠人的创造性活动，在各种人造系统之间或人造系统与自然系统之间实现的相似性，例如，不同型号汽车相似、自行车相似、仿生机械系统与生物系统相似。 第二节第二节 相似设计相似设计第14页/共63页1不同类型机械系统之间的特性存在相似性，不同型号产品系统之间存在相似性，机械系统与电系统之间存在相似

12、性。不同类型系统之间的相似性。不同类型机械系统之间的特性存在相似性，不同型号产品系统之间存在相似性，机械系统与电系统之间存在相似性。不同类型系统之间的相似性。（5).5).他相似他相似 （6 6）. .自相似自相似 同一系统内部，不同层次的主系统与子系统之间的相似性，即部分与整体的相似，主系统与子系统的相似。同一系统内部，不同层次的主系统与子系统之间的相似性，即部分与整体的相似，主系统与子系统的相似。 第二节第二节 相似设计相似设计第第7 7章章 产品结构体系与模块化设计产品结构体系与模块化设计第15页/共63页1（7 7）. .同类相似同类相似 （8 8）. .异类相似异类相似 第二节第二节

13、 相似设计相似设计第第7 7章章 产品结构体系与模块化设计产品结构体系与模块化设计第16页/共63页（9 9）. .可拓相似可拓相似 既有相似特性，可精确度量出相似程度，又有不相似特性，不能精确度量或难以度量。既有相似特性，可精确度量出相似程度，又有不相似特性，不能精确度量或难以度量。（1111）. .精确相似精确相似 （1010）. .模糊相似模糊相似 例如，昆虫像树枝，植物相似石头，等等。例如，昆虫像树枝，植物相似石头，等等。在一组物理现象中，其对应点上基本参数之间成固定的数量比例关系，这一组物理现象特征称为精确相似。在一组物理现象中，其对应点上基本参数之间成固定的数量比例关系，这一组物理

14、现象特征称为精确相似。 第二节第二节 相似设计相似设计第第7 7章章 产品结构体系与模块化设计产品结构体系与模块化设计第17页/共63页（1 1）. .几何相似几何相似几何相似的图形或物体其对应部分的比值等于同一个常数。几何相似的图形或物体其对应部分的比值等于同一个常数。 第二节第二节 相似设计相似设计第18页/共63页1（2 2）. .时间相似时间相似 时间相似指两个物体在运动过程中的时间间隔互成比例。设两个时间序列和，则时间相似指两个物体在运动过程中的时间间隔互成比例。设两个时间序列和，则 式中，为时间相似常数式中，为时间相似常数 。 312123tttttttt第二节第二节 相似设计相似

15、设计第第7 7章章 产品结构体系与模块化设计产品结构体系与模块化设计第19页/共63页1（3 3）. .速度相似速度相似 速度相似指两个物体在运动过程中，各对应点、对应时刻上速度的方向一致，大小对应成比例。设速度矢量和，则速度相似指两个物体在运动过程中，各对应点、对应时刻上速度的方向一致，大小对应成比例。设速度矢量和，则式中，为速度相似常数。式中，为速度相似常数。同理，可以得出加速度也相似。同理，可以得出加速度也相似。 312123vvvvvvvv第二节第二节 相似设计相似设计第20页/共63页1（4 4）. .动力相似动力相似 动力相似指在几何相似的力场中，两个物体所有各对应点上的作用力方向

16、对应成比例。设对应点的作用力分别为和，则力相似，即动力相似指在几何相似的力场中，两个物体所有各对应点上的作用力方向对应成比例。设对应点的作用力分别为和，则力相似，即 在力相似的基础上，可导出力矩相似、质量相似，统称为动力相似。在力相似的基础上，可导出力矩相似、质量相似，统称为动力相似。312123FFFFFFF第二节第二节 相似设计相似设计第21页/共63页1（5 5）. .温度相似温度相似 温度相似指在温度场中，两个物体各对应点在对应时刻的温度互成比例。设对应点的温度分别为和，则温度相似指在温度场中，两个物体各对应点在对应时刻的温度互成比例。设对应点的温度分别为和，则 另外，还有密度、电量、

17、光强度相似等。另外，还有密度、电量、光强度相似等。312123TTTTTTT第二节第二节 相似设计相似设计第22页/共63页 第二节第二节 相似设计相似设计第第7 7章章 产品结构体系与模块化设计产品结构体系与模块化设计第23页/共63页1定义：对于相似现象，其相似指标定义：对于相似现象，其相似指标 = 1= 1，或相似准则数值相同。，或相似准则数值相同。换个说法是，彼此相似的现象必定具有数值相同的相似准则。换个说法是，彼此相似的现象必定具有数值相同的相似准则。含义：含义： 物理量在空间相对应的各点和在时间上相对应的各瞬物理量在空间相对应的各点和在时间上相对应的各瞬间各自互成一定的比例关系；间

18、各自互成一定的比例关系； 各相似常数值不能任意选择，各相似常数值不能任意选择，它们受某种自然规律的约束。它们受某种自然规律的约束。相似第一定理也称为相似正定理，它描述了相似现象的基本特征相似第一定理也称为相似正定理，它描述了相似现象的基本特征，揭示了彼此相似现象应具有的性质。，揭示了彼此相似现象应具有的性质。 （1 1）相似第一定理）相似第一定理第二节第二节 相似设计相似设计第第7 7章章 产品结构体系与模块化设计产品结构体系与模块化设计第24页/共63页1定义：如果一个物理系统的个不同物理量定义：如果一个物理系统的个不同物理量 ， ， 之间存在一定的函数关之间存在一定的函数关系：系：在在 中

19、，最多有个物理量的量纲是相互独立的，那么，该函数中，最多有个物理量的量纲是相互独立的，那么，该函数关系可以演化为另一个函数关系：关系可以演化为另一个函数关系： 式中，式中， 是由是由 组成的组成的 个不同的无量纲量。个不同的无量纲量。上式称为准则关系或者关系式，也就是第三定理的数学表达式。上式称为准则关系或者关系式，也就是第三定理的数学表达式。（2 2）相似第二定理）相似第二定理1X2XnX12(,)0nf XXX(1, 2,)jXjn12(,)0if(1,2,)iinm1mjiiXnm第二节第二节 相似设计相似设计第25页/共63页1 含义：含义： 如果把某现象的实验结果整理为无量纲关系式，

20、那么这种准则关系式便可推广到与它相似的所有的其他现象上，即从模型实验到实物设计；如果把某现象的实验结果整理为无量纲关系式，那么这种准则关系式便可推广到与它相似的所有的其他现象上，即从模型实验到实物设计； 同一系统的物理量不论采用什么基本量单位，其函数关系都是成立的；同一系统的物理量不论采用什么基本量单位，其函数关系都是成立的； 是无量纲数且各不相同，个数是固定的但其形式不是唯一的，通常是同一个问题中两个相同性质物理量的比例。是无量纲数且各不相同，个数是固定的但其形式不是唯一的，通常是同一个问题中两个相同性质物理量的比例。第二节第二节 相似设计相似设计第第7 7章章 产品结构体系与模块化设计产品

21、结构体系与模块化设计第26页/共63页1（3 3）相似第三定理）相似第三定理定义：对于同一类物理现象，如果单值量相似，而且由单值量所定义：对于同一类物理现象，如果单值量相似，而且由单值量所组成的相似准则在数值上相等，则这些现象必定相似。组成的相似准则在数值上相等，则这些现象必定相似。这里的单值量是指单值条件（几何、物理、边界和初始条件）中这里的单值量是指单值条件（几何、物理、边界和初始条件）中的物理量。的物理量。第三定理指出了相似的充分必要条件：两个现象相似，除要求对第三定理指出了相似的充分必要条件：两个现象相似，除要求对应点上的物理量组成的相似准则数值相同外，其初始状态条件必应点上的物理量组

22、成的相似准则数值相同外，其初始状态条件必须相同。须相同。相似第三定理是相似设计的理论基础。相似第三定理是相似设计的理论基础。 第二节第二节 相似设计相似设计第第7 7章章 产品结构体系与模块化设计产品结构体系与模块化设计第27页/共63页 量纲分析法是指通过对系统间特征值量纲进行分析，找出各量之量纲分析法是指通过对系统间特征值量纲进行分析，找出各量之间的一般的相互关系，从而求得相似准则。间的一般的相互关系，从而求得相似准则。 例如，牛顿第二定律例如，牛顿第二定律 ，若用量纲表示，则有，若用量纲表示，则有 或者或者1 （1 1）量纲分析法）量纲分析法Fma2FMLT12MFL T 第二节第二节

23、相似设计相似设计第第7 7章章 产品结构体系与模块化设计产品结构体系与模块化设计第28页/共63页1【例7-1】描述物体运动的物理量有力、质量、速度和时间，根据相似第二定理，可写出如下相似准则：式中，a、b、c、d为待确定未知量。代入各物理量的量纲，化为如下量纲方程：等式左边的量纲为0，根据齐次原则，有令a=1，解之得回代入方程，可得牛顿相似准则为 abc dF m v t 21 MLT M LT Tabcd 1111abcd 11FtFm v tmv 002()0abacacd第二节第二节 相似设计相似设计第第7 7章章 产品结构体系与模块化设计产品结构体系与模块化设计第29页/共63页1（

24、2 2）方程分析法）方程分析法 任何系统的物理或者几何模型都可以用数学方程式来表达，因此可根据已知的支配系统特性规律和描述特征的数学方程来求解相似指标和相似准则。任何系统的物理或者几何模型都可以用数学方程式来表达，因此可根据已知的支配系统特性规律和描述特征的数学方程来求解相似指标和相似准则。 第二节第二节 相似设计相似设计第第7 7章章 产品结构体系与模块化设计产品结构体系与模块化设计第30页/共63页12 相似设计是在确定了基型设计的基础上，根据相似理论求出系列中其他产品的参数和规格尺寸，从而完成全系列产品的开发设计。相似产品设计过程如下图所示。相似设计是在确定了基型设计的基础上，根据相似理

25、论求出系列中其他产品的参数和规格尺寸，从而完成全系列产品的开发设计。相似产品设计过程如下图所示。 第二节第二节 相似设计相似设计第第7 7章章 产品结构体系与模块化设计产品结构体系与模块化设计第31页/共63页1（1 1）基型设计）基型设计 根据设计任务及设计要求，先确定一个基型产品及其主参数。在基型产品的基础上，沿纵向、横向进行扩展。根据设计任务及设计要求，先确定一个基型产品及其主参数。在基型产品的基础上，沿纵向、横向进行扩展。 （2 2）确定相似类型）确定相似类型 相似系列产品一般可分几何相似和半相似系列产品两大类型。相似系列产品一般可分几何相似和半相似系列产品两大类型。 第二节第二节 相

26、似设计相似设计第第7 7章章 产品结构体系与模块化设计产品结构体系与模块化设计第32页/共63页1（3 3）确定级差公比和系列型谱）确定级差公比和系列型谱 在系列产品中，相邻两产品的规格参数及尺寸之间的公比称为级差。级差是相似系列品设计的关键。在系列产品中，相邻两产品的规格参数及尺寸之间的公比称为级差。级差是相似系列品设计的关键。 （1 1）级差公比的选择原则）级差公比的选择原则 在一定的尺寸和参数范围内，级差公比值小，所得到的系列产品的型号就多，选择使用范围宽，但生产较麻烦，制造成本较高，所以要兼顾生产与使用两方面。在一定的尺寸和参数范围内，级差公比值小，所得到的系列产品的型号就多，选择使用

27、范围宽，但生产较麻烦，制造成本较高，所以要兼顾生产与使用两方面。 全系列产品中，级差公比可选为定值或不同数值。例如，采用全系列产品中，级差公比可选为定值或不同数值。例如，采用“两头大，中间小两头大，中间小”的级差公比可在常用尺寸范围内得到较多的型号，便于选择使用，在较小及较大尺寸范围的级差公比可在常用尺寸范围内得到较多的型号，便于选择使用，在较小及较大尺寸范围第二节第二节 相似设计相似设计第第7 7章章 产品结构体系与模块化设计产品结构体系与模块化设计第33页/共63页1内型号少，满足了加工制造的经济性。此外，也可采用内型号少，满足了加工制造的经济性。此外，也可采用“先大后小先大后小”、“先小

28、后大先小后大”等类型的级差公比。等类型的级差公比。 级差公比尽可能是标准公比。此外，也可级差公比尽可能是标准公比。此外，也可“隔一取一，隔二取一隔一取一，隔二取一”等，以减少品种数，也可不同系列混用。等，以减少品种数，也可不同系列混用。（2 2）级差公比的计算方法）级差公比的计算方法 按照等比数列计算。在确定了产品最大型号主值按照等比数列计算。在确定了产品最大型号主值 和最小型号主值和最小型号主值 后，按照下式计算。后，按照下式计算。 式中，式中， 为型号数量、规格种类。为型号数量、规格种类。将计算出的级差圆整后，按照优先数确定产品系列型谱。将计算出的级差圆整后，按照优先数确定产品系列型谱。m

29、axBminBma x1mi nzBBz第二节第二节 相似设计相似设计第第7 7章章 产品结构体系与模块化设计产品结构体系与模块化设计第34页/共63页1例如，设计圆柱销时，要求长度例如，设计圆柱销时，要求长度 1010125 mm125 mm，拟定，拟定1212个规格，其长度级差为个规格，其长度级差为采用标准公比采用标准公比 ，R10R10系列，则圆柱销的长度规格为系列，则圆柱销的长度规格为1010，1616，2020，2525，4040，5050，6363，8080，100100，125 mm.125 mm.等比数列方法适于计算结构尺寸类参数。等比数列方法适于计算结构尺寸类参数。L1 21

30、1 2 51 .2 51 0L1.25L 由相似原理分析并求解相似比。通过相似分析，列出相似方程式，再求出相似比作为级差公比。该法适于计算性能参数。由相似原理分析并求解相似比。通过相似分析，列出相似方程式，再求出相似比作为级差公比。该法适于计算性能参数。第二节第二节 相似设计相似设计第35页/共63页 0pkKKK0Kkpm1,2,pmn1, 2,pn 第二节第二节 相似设计相似设计第第7 7章章 产品结构体系与模块化设计产品结构体系与模块化设计第36页/共63页 第二节第二节 相似设计相似设计第第7 7章章 产品结构体系与模块化设计产品结构体系与模块化设计第37页/共63页模模块块化化设设计

31、计1模块化设计过程模块化设计过程 2 模块化产品设计实例模块化产品设计实例第三节第三节 模块化设计模块化设计第38页/共63页1 模块化设计方法是由欧美一些国家在模块化设计方法是由欧美一些国家在2020世纪世纪5050年代提出来的一种现代设计方法，前苏联和东欧国家将这种设计方法称为组合没设计。模块化设计的指导思想是年代提出来的一种现代设计方法，前苏联和东欧国家将这种设计方法称为组合没设计。模块化设计的指导思想是“以少变应多变以少变应多变”，“以组合求创新以组合求创新”，它适应现代社会要求产品品种、规格、结构、式样、功能、性能等多样化的需要。，它适应现代社会要求产品品种、规格、结构、式样、功能、

32、性能等多样化的需要。第三节第三节 模块化设计模块化设计第第7 7章章 产品结构体系与模块化设计产品结构体系与模块化设计第39页/共63页模块是模块化设计和制造的功能单元和结构基础，模块应具备以下三个特征。模块是模块化设计和制造的功能单元和结构基础，模块应具备以下三个特征。（1 1）独立性：相对独立的特定功能，可单独设计、生产、调试、修改、储备等。）独立性：相对独立的特定功能，可单独设计、生产、调试、修改、储备等。（2 2）相容和相关性：具有若干配合要素。）相容和相关性：具有若干配合要素。（3 3）互换性：要求结合部位的结构形状和尺寸标准化。）互换性：要求结合部位的结构形状和尺寸标准化。第三节第

33、三节 模块化设计模块化设计第第7 7章章 产品结构体系与模块化设计产品结构体系与模块化设计第40页/共63页1第三节第三节 模块化设计模块化设计第第7 7章章 产品结构体系与模块化设计产品结构体系与模块化设计第41页/共63页11模块化设计过程如下图所示。模块化设计过程如下图所示。图 模块化设计过程第三节第三节 模块化设计模块化设计第第7 7章章 产品结构体系与模块化设计产品结构体系与模块化设计第42页/共63页1 第三节第三节 模块化设计模块化设计第第7 7章章 产品结构体系与模块化设计产品结构体系与模块化设计第43页/共63页1 模块的构形设计用来决定所确定模块的结构形状及模块与模块的连接

34、方式。模块的构形设计用来决定所确定模块的结构形状及模块与模块的连接方式。 一个零件（物体）是由几个表面组成的，它们通过边棱邻接，又通过边棱隔开。决定一个物体构形的元素是物体的表面。一个零件（物体）是由几个表面组成的，它们通过边棱邻接，又通过边棱隔开。决定一个物体构形的元素是物体的表面。 模块的构形除了要能够实现功能要求这外，还要能够与其他形体进行结合和连接，这是模块构形设计要解决的关键问题。模块的构形除了要能够实现功能要求这外，还要能够与其他形体进行结合和连接，这是模块构形设计要解决的关键问题。 第三节第三节 模块化设计模块化设计第44页/共63页1在进行模块的构形设计时，可接按照下图所示的方

35、法实施。在进行模块的构形设计时，可接按照下图所示的方法实施。 图 模块的构形设计方法 第三节第三节 模块化设计模块化设计第第7 7章章 产品结构体系与模块化设计产品结构体系与模块化设计第45页/共63页1在确定功能模块时应注意以下几点。（1）明确模块在整个系统中的作用，保证系统主要功能的实现。（2）模块更换的必要性和可能性。（3）模块的功能及结构的独立性和完整性。（4）模块与模块之间的结合要素要方便其连接和分离。第三节第三节 模块化设计模块化设计第第7 7章章 产品结构体系与模块化设计产品结构体系与模块化设计第46页/共63页1 在基型产品模块设计的基础上进行变型产品模块设计，一般可分为纵系列

36、模块、横系列模块和跨系列模块。在基型产品模块设计的基础上进行变型产品模块设计，一般可分为纵系列模块、横系列模块和跨系列模块。 纵系列模块的功能及原理方法（案）相同，结构相似，而结构参数、尺寸有变化，随参数变化对系列产品划分合理区段，同一区段内模块通用。纵系列模块的功能及原理方法（案）相同，结构相似，而结构参数、尺寸有变化，随参数变化对系列产品划分合理区段，同一区段内模块通用。 横系列模块是在一定基型产品的基础上更换或添加的模块，设计时要留足够的位置和合理的接口，预先加工出连接的定位面和定位孔等，以得到扩展功能的同类变型产品。横系列模块是在一定基型产品的基础上更换或添加的模块，设计时要留足够的位

37、置和合理的接口，预先加工出连接的定位面和定位孔等，以得到扩展功能的同类变型产品。第三节第三节 模块化设计模块化设计第第7 7章章 产品结构体系与模块化设计产品结构体系与模块化设计第47页/共63页1 跨系列模块可构成具有相近动力参数的不同类型产品。既可在相同的基础件结构上选用不同模块组成跨系列产品，也可在基础件不同的跨系列产品中选用相同的功能模块。跨系列模块可构成具有相近动力参数的不同类型产品。既可在相同的基础件结构上选用不同模块组成跨系列产品，也可在基础件不同的跨系列产品中选用相同的功能模块。 在完成基型和变型产品模块化设计后，对确定的生产模块按照其功能、种类、规格、层次关系等进行分类编码，

38、编制模块管理的技术文件，建立模块的管理系统，形成标准的模块库，以实现对模块的管理和使用。在完成基型和变型产品模块化设计后，对确定的生产模块按照其功能、种类、规格、层次关系等进行分类编码，编制模块管理的技术文件，建立模块的管理系统，形成标准的模块库，以实现对模块的管理和使用。第三节第三节 模块化设计模块化设计第第7 7章章 产品结构体系与模块化设计产品结构体系与模块化设计第48页/共63页1模块管理技术文件应包括以下内容。模块管理技术文件应包括以下内容。（1 1）全系列产品名称、所用模块组和模块目录表。）全系列产品名称、所用模块组和模块目录表。（2 2）模块组合与配置关系表。表中要能体现出全系列

39、产品所用的模块的种类、数量、模块层次关系、组合方式等。）模块组合与配置关系表。表中要能体现出全系列产品所用的模块的种类、数量、模块层次关系、组合方式等。（3 3）模块加工制造方法及技术条件、验收标准等。）模块加工制造方法及技术条件、验收标准等。（4 4）模块使用说明。）模块使用说明。第三节第三节 模块化设计模块化设计第第7 7章章 产品结构体系与模块化设计产品结构体系与模块化设计第49页/共63页1 第三节第三节 模块化设计模块化设计第第7 7章章 产品结构体系与模块化设计产品结构体系与模块化设计第50页/共63页1第三节第三节 模块化设计模块化设计第第7 7章章 产品结构体系与模块化设计产品

40、结构体系与模块化设计第51页/共63页12 下面以某一减速器的模块化设计为例，介绍模块化设计的过程。下面以某一减速器的模块化设计为例，介绍模块化设计的过程。1 1根据市场分析确定基型产品及系列型谱与主参数根据市场分析确定基型产品及系列型谱与主参数综合分析运输、冶金、化工、轻工等行业的需求情况，确定所开发设计的中小功率通用齿轮减速器系列。例如，单级、二级、三级、平行轴、相交轴等类型，选定的中心距和传动比如下表所示。综合分析运输、冶金、化工、轻工等行业的需求情况，确定所开发设计的中小功率通用齿轮减速器系列。例如，单级、二级、三级、平行轴、相交轴等类型，选定的中心距和传动比如下表所示。第三节第三节

41、模块化设计模块化设计第第7 7章章 产品结构体系与模块化设计产品结构体系与模块化设计第52页/共63页1表表 减速器的中心距和传动比减速器的中心距和传动比主 参 数单 级二 级三 级中心距100560200560200560传动比2.35.582025100第三节第三节 模块化设计模块化设计第第7 7章章 产品结构体系与模块化设计产品结构体系与模块化设计第53页/共63页1 取中心距和传动比的相似比均为，计算单级、二级、三级传动减速器的中心距系列和总传动比系列。取中心距和传动比的相似比均为，计算单级、二级、三级传动减速器的中心距系列和总传动比系列。 按照平行轴传动（输入和输出轴同侧、两侧）形式

42、，确定减速器的按照平行轴传动（输入和输出轴同侧、两侧）形式，确定减速器的9 9种装配形式作为纵系列产品，其材料和结构形式相同，参数和尺寸按照相似比确定。种装配形式作为纵系列产品，其材料和结构形式相同，参数和尺寸按照相似比确定。 在纵系列基础上，选圆锥齿轮模块来更换圆柱齿轮，形成在纵系列基础上，选圆锥齿轮模块来更换圆柱齿轮，形成3 3种装配形式的横系列产品。种装配形式的横系列产品。2 2原理方案设计及功能分析原理方案设计及功能分析减速器的总功能为减速增矩，为此，采用输入轴系、输出轴系、箱体、润滑和密封系统来实现。分解后的功能关系及实现方式如图减速器的总功能为减速增矩，为此，采用输入轴系、输出轴系、箱体、润滑和密封系统来实现。分解后的功能关系及实现方式如图a a和图和图