产品设计专题讲座

第三部分产品设计主讲:王立军新产品的设计与评价

1、简述一般新产品设计的程序过程

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先进行产品可行性分析，写出可行性报告，接着是概念性设计，形成初步方案。然后进一步多方面详细分析，由于功能得出产品系统的总功能，接着提出总功能，多种设计方案写出设计任务书，明确产品名称、型号、用途、使用范畴，定出基本设计参数、主要设计指标，产品工作原理、制造精度及检测，包装及运输，在优化基础上进行总体布局设计，确定总装配结构图和零部件图。

2、市场调查中对同行调查之内容：a）、竞争对手初步分析b）、对手技术水平c）、对手生产能力d）、目前经营市场情况与方法e）、同行市场占有率3、设计任务书包括哪些内容？a）产品名称、型号b）设计基本依据c）产品用途及其使用范围d）设计参数和主要技术指标e）总部局和主要部件结构f）产品主要工作原理g）产品对机械、电器、液压、气动等设计要求及其它接口要求。h）产品精度及精度指标i）外购件和供货要求j）装箱、包装、运输要求k）标准化、通用化、系列化情况l）性能、寿命、成本分析比较m）产品设计到成品进入市场之周期估算等。4、设计结构三原则a）明确性：包括机构功能明确，工作原理明确，使用工况明确及应力状态明确。b）简单性：零件数目少，加工工序少，成本少。c）安全可靠性：结构安全性好，产品功能安全性好，运行安全、工作安全，环境安全要好。5、设计评价三目标：a）技术评价目标——方案可行性和先进性，工作性能指标的可靠性，使用维护的安全性等。b）经济评价目标——经济效益、成本、利润、投资成本和收益。c）社会评价目标——对社会带来效益与影响，是否符合政策和纪律道德，是否有利于环境资源合理开发和能源需求等。6、评价具体方法和适用场合及优缺点a）经济评价法：适用于方案数量较少，内容比较简单的场合b）数学分析法：方案较多，涉及面广，问题多的场合c）试验评价法：适用于重要方案或一般评价不够有把握的场合。优缺点：a）、（和a对应）：简单，省时，但比较粗略，准确性稍差，对评价人素质要求高。b）、（和b对应）：评价校准确，但费时、费成本c）、（和c对应）：评价准确可靠，但时间长，花费成本高。机械设计的基本要素1、机械设计基本要素有哪些？有：材料、强度、挠度、刚性、稳定性、摩擦磨损、润滑，形状与尺寸、表面加工、体积与重量，温度、腐蚀、振动、噪声，实用性与安全，维修与寿命，成本和价格等。2、机械零件设计中最基本的计算是什么？

计算的理论根据是什么？最基本的计算是静强度计算。理论根据是第一、第二、第三、第四强度理论和莫尔强度理论。分别有各自公式计算。对有刚度要求不高只用静强度加安全系数计算对有冲击的零件，只用静强度加动载系数计算只有特殊的对刚度有要求的才进行刚度计算。3、机械结构工艺性有哪些内容和要求？内容：所设计的机械产品工艺性有：材料选择、毛坯生产选择、机械加工程序，热处理工艺安排，机械产品的装配，操作维修等。结构工艺性要求：满足产品功能前提下，形状尽量简单，零件数量尽量少，加工面尽量少，要方便，装配能顺利且保证质量，材料选择合理，总成本越低越好，具体要求可分：a）可加工性：指零件选择最适宜的加工方式：如切削加工、铸造、锻造、冲压、焊接等，每种方式还要细分。总之使零件能顺利、廉价的制造出来。如书上切削加工中增加工艺装卡面等。一轴加工三个不同尺寸孔保证保证同轴度、箱体配合表面表面尽量选在外表面等，使不能加工的或不便加工的零件能顺利加工出来。b）可装装配性：：零件经经装配后后，才成成机构或或机器，所所以零件件应具备备可装配配性。如如书上3.2-4，同同轴度要要求，3.2-5、3.2-6，保保证顺利装配配、拆卸卸和维修修。见图图3.2-7，，3.2-8，3.2-9，有有利提高高装配效效率，3.2-10，，3.2-11，3.2-12，有有利进行行密封。。c）可包包装、运运输型：：设计尺尺寸时就就注意使使包装后尺尺寸在运运输可通通过尺寸寸内，以以免产品运不出出去。4、什么是产产品的可可靠性？？

可靠靠性评价价有哪些些指标？？产品在整整个使用用期间能能保持质质量指标标的能力力，这个个特性即即是产品品的可靠靠性。可可靠性评评价指标标是可靠靠度。（（100个产品品在使用用、在规规定时间间内，已已有12个产品品损坏或或丧失即即可靠度度=0.88=88%）失失效概率率即刚才才事例中中12%，平均均寿命及及失效率率（产品品累计工工作时间间和故障障次数之之比）………5、确定定可靠性性关键件件和重要要件的原原则a）会引引起人员员伤亡，，财产严严重损失失财产的的机件。。b）价格格昂贵的的机件c）它会会引起系系统故障障的机件件d）增加加维修费费和备件件数的机机件e）难采采购和新新工艺制制品机件件f）特殊殊处理、、防护的的机件6、古典典摩擦定定律主要要内容及及其不完完全正确之处处？P82（（1）（（2）（（3）（（4）（（5）不完全正正确参考考P83（1））（2））（3））（4））7、减少机械械摩擦和和磨损的的主要措措施？P83、、P84上部8、减少少机械振振动的原原则措施施有哪些些？减少机械械振动的的原则一一是“防防”二是是“降””防止振动动措施：：P84下部（（1）（（2）（（3）降低振动动措施：：P85上部（（1）（（2）（（3）（4）（（5）（（6）（（7）9、简述述标准化化的意义义标准化后后，设计计者不用用设计，，只从有有关手册册中直接接选用，，省去设设计时间间，标准准化以后后，使机机件品种种数量减减少，便便于集中中生产、、质量稳稳定，降降低成本本，便于于维修。。10、齿齿轮传动动特点及及适用范范围齿轮传动动是机械械传动中中最主要要的一种种传动，，其传动特特点有:a）效率率高b）结构构紧凑c）工作作可靠、、寿命长长d）传动动比稳定定e）制造造和安装装精度高高，成本本较大。。f）不宜宜远距离离传动11、轴轴类零件件在结构构设计上上满足哪哪些条件件？a）轴和和装在轴轴上零件件应有准准确的位位置b）应有有足够的的强度和和刚度c）轴上上零件便便于装拆拆或调整整d）轴应应有良好好的制造造工艺性性12.滚滚珠丝杠杠副主要要应用哪哪些场合合？用于精密密和数控控机床，，测试机机械、仪仪器传动动，调整整螺旋、、车辆、、飞机上上传动和和传力螺螺旋。13.带带传动有有哪些类类型？平带传动动、V带带传动、、多楔带带传动、、同步带带传动14.螺螺栓组防防松方法法有哪些些？摩擦防松松（3.3-17a））加弹簧簧垫圈机械防松松（3.3-17b））将螺栓栓和螺母母用开口口销销住住成一体体。破坏螺纹纹防松（（3.3-17c）可可点焊、、可冲点点破坏螺螺帽和螺螺栓头部部螺纹。15.销销的主要要功能包包括哪些些方面？？销的主要要功能：：a.用于于固定零零件间相相对位置置，称定定位销，，在组合合加工和和装配时时应用。。b.用于于联接，，称联接接销。c.用于于安全装装置中过过载剪断断元件，，称安全全销。16.指指出离合合器的种种类及适适用范围围a.牙嵌嵌离合器器适适合合于一般般机械的的分离和和接合的的装置。。b.圆圆盘摩擦擦离合器器，分单单盘和多多盘单单盘盘摩擦离离合器传传力较小小，有过过载保护护功能能；多多盘摩擦擦离合器器有一定定减振和和吸收冲冲击能量量功能。。c.电电磁离合合器电电磁磁离合器器适合于于自动控控制中应应用。17.箱体机机架设计一般般要求有哪些些？a.可靠性：：满足强度、、刚度、振动动稳定性、疲疲劳强度、热热变形要求。。

b.实用性：在在精度、表面面粗糙度、尺尺寸和形位公公差等保证使使用性能和寿寿命。c.工艺性性：用于铸造造或焊接，减减少防止铸造造、焊接缺陷陷，便于加工工装配调试。。

d.经济性：减减轻重量，降降低成本，注注意外观造型型。18.说出齿齿轮、丝杆、、皮带传动各各自优点（特特点）齿轮传动：效效率高，结构构紧凑，工作作可靠寿命长长，传动比稳稳定，使用广广泛。丝丝杠传传动：结构简简单，运转平平稳，反向自自锁，适合进进给机构。皮皮带传动：结结构简单，传传动平稳，能能减振，适合合大距离传动动，造价低，，便于维护，，有过载保护护作用，适宜宜电机和工作作机器之间的的传动以及输输送物料的传传送带应用。。19.简述一一般传动齿轮轮的设计方法法和步骤：a.按齿轮的的工作条件，，选定齿轮传传动形式：开开式、半开式式、封闭式b.按按不同形式选选用不同设计计计算，开式式（半开式））按齿面抗磨磨损和齿根抗抗折断两准则则进行计算，，闭式按齿面面接触疲劳强强度进行计算算。c.选择合适适的齿轮材料料，由工作情情况决定安全全系数，由强强度计算决定定齿轮的模数数或中心距，，再由传动比比由齿轮几何何计算公式算算出齿轮各部部尺寸。20.传动齿齿轮设计时，，如何决定齿齿轮结构参数数？见机械设计齿齿轮强度设计计计算部分。。21.传动轴轴设计时，首首先应考虑和和解决哪些主主要问题？只受扭矩而不不受弯矩的作作用的轴是传传动轴，设计计时应考虑：：

a.轴和和轴上零件有有准确的轴向向上和周向上上位置；b.轴有足够够的强度和刚刚度；

c.轴上零件应应便于装拆和和调整；d.轴有良好好的工艺加工工性能。22.普普通通丝丝杆杆和和滚滚珠珠丝丝杠杠传传动动各各自自优优点点和和应应用用场场合合见本本书书P93表表3.3-4中中特特点点和和应应用用。。23.简简述述非非同同步步传传动动带带选选用用一一般般程程序序见机机械械设设计计带带传传动动这这一一章章24.采采用用滚滚珠珠丝丝杠杠于于垂垂直直传传动动时时，，应应注注意意什什么么问问题题？？应应采采用用什什么么措措施施去去解解决决？？摩擦擦阻阻力力小小，，不不易易自自锁锁，，当当用用于于垂垂直直传传动动时时，，由由于于连连接接件件的的自自重重逼逼使使丝丝母母在在丝丝杠杠上上向向下下运运动动，，为为了了防防止止自自动动下下滑滑应应设设置置防防下下滑滑装装置置。。25.标标准准化化减减速速器器按按传传动动和和结结构构特特点点分分类类有有哪哪五五种种？？选选用用时时主主要要考考虑虑哪哪些些要要求求？？a.齿齿轮轮减减速速器器特特点点：：效效率率高高，，工工作作耐耐久久，，维维护护方方便便，，有有单单级级、、二二级级、、多多级级，，应应用用较较广广b.蜗蜗杆杆减减速速器器特特点点：：效效率率不不高高，，但但结结构构紧紧凑凑尺尺寸寸相相对对小小，，工工作作平平稳稳，，噪噪音音小小，，单单级级应应用用较较多多，，获获大大传传动动比比。。c.行行星星齿齿轮轮减减速速器器d.摆摆线线针针轮轮减减速速器器e.谐谐波波齿齿轮轮减减速速器器c、、d、、e特特点点：：可可获获得得大大传传动动比比，，结结构构紧紧凑凑，，但但制制造造较较难难，，精精度度高高，，装装配配和和维维修修也也较较难难，，成成本本高高，，重重量量减减轻轻。。26.机机械械无无级级调调速速器器结结构构主主要要有有哪哪四四种种？？它它们们调调速速原原理理是是什什么么？？27.两两件件联联接接常常用用哪哪些些型型式式和和方方法法？？常用螺螺纹联联接，，销联联接，，键联联接，，过盈盈联接接28.什么么是离离合器器？其其主要要功