【正文】 要時可以采取以下 3方面的措施： 機械系統(tǒng)的維修性： 在按照規(guī)定的條件使用和安裝、規(guī)定的方法和程序進行維修的條件下，在規(guī)定的時間里，能夠保持和恢復系統(tǒng)功能的能力 。 ① 采用減額使用法。 ⒉ 提高零部件特別是關鍵零部件的設計可靠性 但并不是要求機械系統(tǒng)中所有的零部件都有較高的可靠性，應 保證對系統(tǒng)可靠性起關鍵作用的零部件具有較高的可靠性 。 （ 1） 要有采用系統(tǒng)方法得到的各個設計變量的分布特性和數(shù)據(jù)。 1( t )M T BF ? ? MTTF（ Mean Time To Failures）是指從產(chǎn)品開始直至失效的平均工作時間。 0 ( t ) 1R?? 例： 滾動軸承在基本額定動載荷下，壽命為一百萬轉(zhuǎn)，可靠度為 90%。產(chǎn)品可以是零件、部件、裝置，也可以是整個機械系統(tǒng)。 功能評價值 F與實現(xiàn)功能的難易程度有關，對于較難實現(xiàn)的功能，功能評價值 F就較高。 為了提高產(chǎn)品的功能價值 V，可以采取以下 5種措施： ① 保持現(xiàn)實成本 C不變，增強產(chǎn)品的功能 F；花同樣的錢辦更多的事。如何合理地確定產(chǎn)品的功能。 外觀功能可以增強產(chǎn)品的競爭力和吸引顧客。 實現(xiàn)上述基本功能的技術方案有：曲柄滑塊機構(gòu)、齒輪齒條機構(gòu)、螺旋機構(gòu)、氣壓缸或液壓缸機構(gòu)、近似直線機構(gòu)等等。 功能的分類 （ 1）按照性能不同，功能可以分為 基本功能和輔助功能 。對于農(nóng)業(yè)機械而言，外部環(huán)境對機械產(chǎn)品的影響尤為重要。 （ 2）設計良好的機械產(chǎn)品，在外部環(huán)境下使用時，技術性能和經(jīng)濟效益未必是良好的。如外觀、色彩、與環(huán)境協(xié)調(diào)性方面的要求。如功能的可靠性、零部件的耐磨性及使用壽命等要求。 可移動的起重機要移動工作位置 取物點 移位 卸物點 運行機構(gòu) 加熱裝置 模具及閉合機構(gòu) 注射機構(gòu) 冷卻裝置 ， 鎖緊保壓裝置 顆粒狀塑料塑化熔融 成型模閉合 熔料注入模具 模具閉合狀態(tài)下冷卻固化 開模取出制品 開模及取出裝置 塑料注塑機的工作過程： 塑料注塑機的主要功能： 能計量原料并使其熔融；將物料以所需要的速度和壓力射出；成型模具的開、合、鎖緊與保壓；工藝參數(shù)（壓力、速度、溫度、時間等）須根據(jù)不同制品和原料進行調(diào)整和控制；保證制品的尺寸精度和穩(wěn)定性；提高塑化能力、冷卻速度與生產(chǎn)率；工作過程的安全性、可靠性及熱穩(wěn)定性 等。 控制系統(tǒng)則可以自動實現(xiàn)上述要求 。因此，利用傳動系統(tǒng)變速是必要的。計算機、電話機、照相機、攝像機等。功能有多解性，為了實現(xiàn)機械系統(tǒng)的特定功能，可以尋求多種執(zhí)行系統(tǒng)的方案。動力系統(tǒng)一般包括動力機和配套裝置，而 動力機可以分為一次動力機和二次動力機 。組成系統(tǒng)的基本要素是 機械零件 。 自組織 :系統(tǒng)自發(fā)地從無序狀態(tài)組織成一種有序結(jié)構(gòu)的過程 。 在同 — 層次的各 (子 )系統(tǒng)之間形成 復雜的橫向聯(lián)系 。 ② 由于系統(tǒng)的動態(tài)變化，就會出現(xiàn)這樣或那樣的時機可以利用。 運動是系統(tǒng)的存在方式 。 ?開放性 系統(tǒng)的開放性是指系統(tǒng)與環(huán)境發(fā)生交換關系的屬性。 系統(tǒng)整體不等于部分和，表現(xiàn)出了系統(tǒng)的非加和性，即要素的相互作用具有非線性 。優(yōu)質(zhì)的要素如果協(xié)調(diào)的不好，形成的結(jié)構(gòu)可能不是最優(yōu)的，系統(tǒng)的整體功能也不會好。 系統(tǒng)的 可分性 ： 把一個大系統(tǒng)可以看成是若干個子系統(tǒng)按照一定的結(jié)構(gòu)綜合而成的。 （ 6） 輸入 ：通過邊界進入到系統(tǒng)的事物。 系統(tǒng)特點： ① 系統(tǒng)由要素組成； ② 組成系統(tǒng)的要素之間是有機聯(lián)系的； ③ 系統(tǒng)應具有特定的功能。 圖 12 萬里長城 建于公元前 256前 251年，是世界上歷史最長的無壩引水工程。 圖 11 伏羲古太極圖 伏羲古太極圖 蘊涵了古代中國人的系統(tǒng)思想。傳統(tǒng)的機械設計方法偏重內(nèi)部系統(tǒng)設計， 對外部系統(tǒng)和內(nèi)部系統(tǒng)的相互作用和影響重視不足 ，會出現(xiàn)設計良好的機械產(chǎn)品，在外部環(huán)境下使用，技術性能和經(jīng)濟效益不好的情況。 設計過程中，必須 把機器看成是各個部分和所有零部件之間相互關系和相互作用的整體 ，以 系統(tǒng)優(yōu)秀為最終目標 ，這樣才能設計出性能良好的機器。 通過學習機械設計，達到了可以設計通用聯(lián)接零部件、傳動零部件和設計簡單機械裝置的目的。 機械設計的一般知識、機械零件的主要類型、性能、結(jié)構(gòu)特點、應用、材料和標準等。 例如，減速器的潤滑，軸承需要潤滑、傳動件需要潤滑，若潤滑不好就會干摩擦；若密封不好，潤滑油會外泄，外面雜質(zhì)會進入內(nèi)部等。而 《 機械系統(tǒng)設計 》 從系統(tǒng)的觀點出發(fā)，對機械系統(tǒng)的組成和設計進行分析，介紹機械系統(tǒng)的主要組成部分的設計方法和原理。 “ 系統(tǒng)”這一概念來源于社會實踐，它不是人們憑空想象出來的，而是在人類長期的社會實踐中總結(jié)出來的 。 始建于公元前 7世紀楚國 ， 秦始皇 （ 公元前 221前 210） 時期有 30萬人連接了各國長城 ， 明代 （ 13681644） 萬歷年間又大規(guī)模修筑 。 系統(tǒng)思想 辯證唯物主義 運籌學 、 控制論 、 工程學 、 社會學 系統(tǒng)工程學 哲學思想 科學研究方法 實踐內(nèi)容 1994年我國 《 系統(tǒng)科學大辭典 》 的系統(tǒng)（ System）定義： 系統(tǒng)是 由相互聯(lián)系、相互作用的要素組成的具有一定結(jié)構(gòu)和功能的有機整體。 （ 3） 邊界 ：系統(tǒng)所包含的要素的界限，結(jié)構(gòu)表明須有確定邊界。由兩個或者兩個以上的要素組成的具有一定結(jié)構(gòu)和功能的整體都可以看成是一個系統(tǒng)。 系統(tǒng)的性質(zhì)是由要素來決定的 ，有什么樣的要素就會有什么樣的系統(tǒng)。有的要素處于 中心地位 ，支配和決定著整個系統(tǒng)的行為，它們是 中心要素 ；還有一些要素處于 非中心、被支配 的位置，它們則屬于 非中心要素 。 結(jié)構(gòu)是系統(tǒng)保持整體性和目的性的內(nèi)在根據(jù)。 系統(tǒng)需要開放，是由于系統(tǒng)的存在和發(fā)展離不開環(huán)境。 相對穩(wěn)定性是系統(tǒng)存在和發(fā)展的必要條件。 ② 任何系統(tǒng)從簡單到復雜的發(fā)展過程是分層次的 。任何系統(tǒng)都具有內(nèi)部 (結(jié)構(gòu) )和外部 (功能 )的二重性。 （ 6） 環(huán)境適應性 系統(tǒng)應能夠 適應外界的環(huán)境變化 。 內(nèi)部系統(tǒng)對外部系統(tǒng)的作用和影響，對外部系統(tǒng)是輸入，對內(nèi)部系統(tǒng)是輸出。 一次動力機 是把 自然界的能源 (一次能源 )轉(zhuǎn)變成為機械能的機械，如內(nèi)燃機、汽輪機、水輪機等。 對作業(yè)對象進行 檢測或度量 的執(zhí)行系統(tǒng)。 傳動系統(tǒng)的功能可以分述以下： 減速或增速 ：保持動力系統(tǒng)輸出的連續(xù)轉(zhuǎn)動形式不變，降低或提高轉(zhuǎn)速，以滿足執(zhí)行系統(tǒng)的要求。 （四）操縱系統(tǒng)和控制系統(tǒng) 操縱系統(tǒng)和控制系統(tǒng)的作用是 使動力系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)以及執(zhí)行系統(tǒng)彼此協(xié)調(diào)運行，能夠準確可靠地實現(xiàn)機械系統(tǒng)的功能 。 對起重機的基本功能要求： 起重量、起升高度、運行速度、生產(chǎn)率、作業(yè)范圍、經(jīng)濟性、安全性、可靠性、穩(wěn)定性、操縱性以及對周圍環(huán)境的適應性 等。 體積和重量方面的要求。 環(huán)境保護方面的要求。 產(chǎn)品質(zhì)量、經(jīng)濟性取決于設計制造和管理的綜合水平，其中產(chǎn)品設計是先天性的、決定性的。 具體來講， 機械系統(tǒng)設計要重視以下三方面的問題： 市場對機械產(chǎn)品的要求和約束也應充分考慮。 (生產(chǎn)需求、生活需求 ) 社會的需求是隨時間、地點、環(huán)境的變化而變化的，機械產(chǎn)品也應當不斷地更新和改進，否則，該種產(chǎn)品就會失去市場，輕則影響企業(yè)的經(jīng)濟效益，重則使企業(yè)倒閉。體現(xiàn)產(chǎn)品存在的基本價值。 （ 2）按照滿足用戶的要求性質(zhì)的不同，功能分為 使用功能 和 外觀功能 。 舉例說明機械系統(tǒng)是由哪些子系統(tǒng)組成，各子系統(tǒng)在機械系統(tǒng)中的作用如何。 V越接近于 1，產(chǎn)品的功能價值越高 。 ⑤ 產(chǎn)品的實際成本 C減小，產(chǎn)品的功能 F增加 。 故障： 產(chǎn)品雖然喪失了規(guī)定的功能，但可以通過修理的方法使其功能恢復的現(xiàn)象，是一種特殊的失效。 可靠性技術： 研究產(chǎn)品發(fā)生故障或失效原因的技術。 平均無故障時間 MTBF： MTBF（ Mean Time Between Failures）是產(chǎn)品在使用壽命期內(nèi)的某個觀察時間里，累計工作時間與故障次數(shù)的比值。 nn0( t ) tA tt? ?A(t)又稱為可用率，它只能用于 可維修產(chǎn)品 。對于重要的機械系統(tǒng)，還可以建立失效檔案，召開失效分析會。第三類零件，如隔油板、觀察孔蓋等，從工藝上也無太多具體規(guī)范，這一類就更次要一些。 但可能使得 : 零部件的尺寸和重量加大，使系統(tǒng)更加復雜，制造和維護費用增加 . 只用于可靠性要求高的場合。 （ 1）初期故障區(qū) 機械系統(tǒng)處于正常使用階段后，故障率應低于設計規(guī)定的故障率，并且故障率較穩(wěn)定。 機械系統(tǒng)的零部件越少，系統(tǒng)的可靠性就越高。 使用成本包括 運行成本 和 維修成本 。 可靠性設計方法就是 找出 F、 A、和 σlim這些變量的分布規(guī)律 ，通過進行可靠性計算，設計出零件以至整個機械系統(tǒng)。 標準化是標準化、系列化和通用化的總稱 。 提高零部件的結(jié)構(gòu)工藝性要從生產(chǎn)的全過程考慮，如提高鑄造工藝性、鍛造工藝性、沖壓工藝性、焊接工藝性、加工工藝性、熱處理工藝性和裝配工藝性等。 設計人員在進行產(chǎn)品設計時，應充分考慮提高效率及降低能耗的措施，并將這些措施反映到設計方案中，落實到結(jié)構(gòu)設計中。在進行設計計算，靜強度計算時，壽命越長，安全系數(shù)取值就大；疲勞強度計算時，在決定疲勞極限時，壽命系數(shù) KN減小，這些都使得要選擇好的材料或者尺寸加大，制造成本提高。 Ⅱ 經(jīng)濟壽命： 由機械產(chǎn)品使用費用最低，經(jīng)濟效益最高所確定的壽命。國家主管部門經(jīng)常以技術壽命作為機械產(chǎn)品的壽命 。 維修周期 =？ 定期維修的缺點 ：維修周期難以精確確定。 例如為保證傳動系統(tǒng)在出現(xiàn)過載時不損壞，在傳動鏈中可設置 安全離合器或安全銷 ； 為保證機械系統(tǒng)的安全，離合器與制動器間應有連鎖裝置。 洗衣機甩干筒系統(tǒng)中的聯(lián)鎖自動安全保護裝置 ② 用鎖緊插鎖 4控制安全蓋 2的開關 。 根據(jù)產(chǎn)品發(fā)展規(guī)劃和市場需求提出設計任務書。 ② 系統(tǒng)分解 ：根據(jù)機械系統(tǒng)的總體布置設計，進行系統(tǒng)的分解，按照一定的結(jié)構(gòu)，建立一系列的子系統(tǒng)，為表示各子系統(tǒng)之間的關系以及機械系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，畫出機械系統(tǒng)圖。 ④ 小批試制 ：對單件生產(chǎn)的產(chǎn)品，改進后的樣機投入運行，繼續(xù)進行考核。 要搞清楚市場對機械產(chǎn)品的要求和約束，外部自然環(huán)境對機械產(chǎn)品性能的影響和作用。 沿過于復雜的分界面分解，各子系統(tǒng)之間的作用和影響就錯綜復雜，對有些零部件有時難以決定屬于哪個子系統(tǒng)。 系統(tǒng)分析的一般步驟： 系統(tǒng)的目的和要求是建立系統(tǒng)的依據(jù)，也是系統(tǒng)分析的出發(fā)點和進行評價決策的主要依據(jù)。 當設計人員能根據(jù)自己的經(jīng)驗或他人的經(jīng)驗直觀地作出判斷時，也可以不必建立模型，但應提出可靠的實例和證據(jù)。 系統(tǒng)評價的方法很多，但都不完善和全面，一般最常用的方法是將 系統(tǒng)的總投資與總效益之比作為評價值，追求評價值最小為目標 ，即 對系統(tǒng)方案進行評價時要考慮很多因素，如功能、可靠性、成本、壽命、工期、適用性以及人機工程學要求等等。 根據(jù) P14~P15圖 15， 16， 17， 18說明如何保證機械和操作者的安全。在進行定性評價時，由于評價人員的經(jīng)驗和角度不同，往往把一些主觀因素代入評價中，這種評價只能得出 相對評價 ，不能得出 絕對評價 。在建立系統(tǒng)模型時，要充分考慮現(xiàn)實系統(tǒng)的主要因素，忽略一些次要因素，在滿足系統(tǒng)主要要求的前提下，應盡量簡化，以需要、簡明、易解的原則建立模型。 通過系統(tǒng)設計建立系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)叫做系統(tǒng)設定。 、物料流和信息流的合理流動途徑。 要搞清楚機械產(chǎn)品投產(chǎn)后對市場和競爭對手的作用和影響，要搞清楚機械產(chǎn)品運行時，對周圍環(huán)境、操作人員以及周圍人員的影響和作用。 ⑤ 定型設計 ：完善全部設計圖紙、技術文件和工藝文件。 ④ 技術設計 ：對各子系統(tǒng)和機械系統(tǒng)進行技術設計，計算和確定各主要參數(shù)和尺寸，繪制部件裝配圖和總裝配圖。 ① 調(diào)查研究：進行市場調(diào)查，收集技術情報和資料，了解外部環(huán)境條件，預測市場要求趨勢。電動機停止轉(zhuǎn)動后，電磁鐵 6通電，撥出插鎖 4，安全蓋才能夠打開。 在保證機械產(chǎn)品本身安全的同時，還應保證機械周圍的人和環(huán)境的安全。在機械產(chǎn)品使用過程中，對主要零部件進行性能測試，對發(fā)現(xiàn)有失效先兆的零部件及時進行更換或修理。