【正文】 機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)壽命時(shí)，應(yīng)全面分析現(xiàn)有產(chǎn)品的功能壽命、經(jīng)濟(jì)壽命和技術(shù)壽命，從而合理確定設(shè)計(jì)壽命。 一般來(lái)講， 機(jī)械產(chǎn)品的功能壽命長(zhǎng)于經(jīng)濟(jì)壽命和技術(shù)壽命 ，對(duì)于技術(shù)飛速發(fā)展領(lǐng)域里的產(chǎn)品，技術(shù)壽命較短。有一些一次性產(chǎn)品，經(jīng)濟(jì)壽命高于功能壽命，一次性注射器，使用一次就不具備防止交叉感染的功能了，功能壽命就結(jié)束了，但是還有經(jīng)濟(jì)壽命。 定期維修的優(yōu)點(diǎn) ：可以把維修時(shí)間安排在非生產(chǎn)時(shí)間，減小因維修造成的損失，在維修之前可做充分的準(zhǔn)備，以便縮短維修時(shí)間，提高維修效率和質(zhì)量。 以盡可能少的維修費(fèi)用換取盡可能多的經(jīng)濟(jì)效益 ，是對(duì)設(shè)備進(jìn)行維修的原則。 對(duì)于可以維修的產(chǎn)品，按照維修程序，每隔一定時(shí)間進(jìn)行產(chǎn)品的小修、中修或者大修。也就是要對(duì)其進(jìn)行周期性的維修。 維修周期 =？ 定期維修的缺點(diǎn) ：維修周期難以精確確定。 對(duì)重要的機(jī)械產(chǎn)品可采用 按需維修 的方法。在機(jī)械產(chǎn)品使用過(guò)程中，對(duì)主要零部件進(jìn)行性能測(cè)試，對(duì)發(fā)現(xiàn)有失效先兆的零部件及時(shí)進(jìn)行更換或修理。 維修的周期可以根據(jù)使用經(jīng)驗(yàn)或者統(tǒng)計(jì)資料決定 ，也 可以用可靠性技術(shù)，定量地確定維修周期 ，使維修周期更接近于實(shí)際情況。 ① 應(yīng)滿足對(duì) 強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性、耐磨性 等方面的要求； ②應(yīng)根據(jù)機(jī)械的工作載荷等要求， 按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算 ； ③為防止因意外發(fā)生故障或失效，對(duì) 機(jī)械產(chǎn)品的關(guān)鍵部位設(shè)置過(guò)載保護(hù)或者安全互鎖裝置 。 （一）機(jī)械系統(tǒng)執(zhí)行預(yù)期功能的安全性 五、保證機(jī)械系統(tǒng)的安全性 在機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)的各項(xiàng)任務(wù)中，保證機(jī)械系統(tǒng)的安全，是設(shè)計(jì)過(guò)程中的首要任務(wù)。 機(jī)械系統(tǒng)的安全性包括兩個(gè)方面的內(nèi)容： （ 1）機(jī)械系統(tǒng)執(zhí)行預(yù)期功能的安全性； （ 2）人 — 機(jī)環(huán)境系統(tǒng)的安全性。 機(jī)械系統(tǒng)要執(zhí)行預(yù)期功能，首先要保證機(jī)械系統(tǒng)本身的安全。 例如為保證傳動(dòng)系統(tǒng)在出現(xiàn)過(guò)載時(shí)不損壞，在傳動(dòng)鏈中可設(shè)置 安全離合器或安全銷 ； 為保證機(jī)械系統(tǒng)的安全，離合器與制動(dòng)器間應(yīng)有連鎖裝置。 連鎖裝置可以保證離合器與制動(dòng)器不能同時(shí)接合，只有在離合器分離時(shí)，制動(dòng)器才能接合；只有在制動(dòng)器脫開時(shí)，離合器才能接合。 在保證機(jī)械產(chǎn)品本身安全的同時(shí)，還應(yīng)保證機(jī)械周圍的人和環(huán)境的安全。 （二）人 — 機(jī) — 環(huán)境系統(tǒng)的安全性 人 — 機(jī) — 環(huán)境系統(tǒng)的安全有以下兩方面的內(nèi)容： 保障機(jī)械產(chǎn)品操作人員的安全，是勞動(dòng)安全最起碼的要求。為此應(yīng)設(shè)計(jì)出各種保護(hù)裝置，如防護(hù)罩、防護(hù)蓋、安全擋板、隔離板等，把人和危險(xiǎn)區(qū)分開。 當(dāng)人或其它物體誤入危險(xiǎn)區(qū)，光束受阻，發(fā)出電訊號(hào)，由控制線路使機(jī)器停止轉(zhuǎn)動(dòng)并發(fā)出報(bào)警信號(hào)。 ① 用 安全蓋 2通過(guò)中間繼電器 1控制電動(dòng)機(jī) 。帶有偏心輪的安全蓋 2完全關(guān)閉時(shí)，偏心輪才能夠使中間繼電器 1接通，電動(dòng)機(jī)才能夠啟動(dòng)，這樣就防止了安全蓋 2打開時(shí)，有電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)的可能。 洗衣機(jī)甩干筒系統(tǒng)中的聯(lián)鎖自動(dòng)安全保護(hù)裝置 ② 用鎖緊插鎖 4控制安全蓋 2的開關(guān) 。電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，沒(méi)有電流通過(guò)鎖緊裝置的電磁鐵 6，鎖緊插鎖 4在彈簧 5作用下插入鎖孔，安全蓋 2不能打開。電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)后，電磁鐵 6通電，撥出插鎖 4，安全蓋才能夠打開。 ③ 用時(shí)間繼電器 7保證運(yùn)動(dòng)件 3完全停止轉(zhuǎn)動(dòng)后，安全蓋 2才能夠打開 。 電液聯(lián)鎖安全保護(hù)門裝置，它可以保證安全保護(hù)門 4打開時(shí)，合模液壓缸不能動(dòng)作，只有當(dāng)安全門 4關(guān)閉時(shí)，合模油缸 2才能夠動(dòng)作。 環(huán)境保護(hù)的內(nèi)容很多，如三廢（廢水、廢氣、廢渣）的治理、防毒、防塵、防暑降溫、采光采暖與通風(fēng)、放射性保護(hù)、噪聲和振動(dòng)控制等等。 167。 13 機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法概述 一、機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過(guò)程 在設(shè)計(jì)任務(wù)書和計(jì)劃任務(wù)書中應(yīng)明確設(shè)計(jì)任務(wù)、設(shè)計(jì)目的和對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的功能要求。 根據(jù)產(chǎn)品發(fā)展規(guī)劃和市場(chǎng)需求提出設(shè)計(jì)任務(wù)書。 ③ 制定系統(tǒng)開發(fā)計(jì)劃：明確設(shè)計(jì)的任務(wù)、目的和要求后，在搞清楚外部環(huán)境的作用影響之后，應(yīng)編制出一個(gè)系統(tǒng)的開發(fā)計(jì)劃書，使以后的研制工作按部就班地進(jìn)行。 ① 調(diào)查研究：進(jìn)行市場(chǎng)調(diào)查，收集技術(shù)情報(bào)和資料，了解外部環(huán)境條件，預(yù)測(cè)市場(chǎng)要求趨勢(shì)。 ② 進(jìn)行可行性研究：進(jìn)行技術(shù)研究和費(fèi)用預(yù)測(cè)，包括對(duì)市場(chǎng)前景、投資環(huán)境、生產(chǎn)條件、生產(chǎn)規(guī)模和生產(chǎn)組織進(jìn)行分析研究，對(duì)成本和效益進(jìn)行分析和研究，作出各項(xiàng)費(fèi)用的分析預(yù)測(cè)，在此基礎(chǔ)上提出可行性報(bào)告。 ⑥ 鑒定和評(píng)審 ：對(duì)產(chǎn)品圖紙和技術(shù)文件進(jìn)行全面的技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)，分析內(nèi)部系統(tǒng)和外部系統(tǒng)的相互作用和影響。 ① 初步設(shè)計(jì) ：為機(jī)械系統(tǒng)選擇工作原理，對(duì)執(zhí)行系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)和傳動(dòng)系統(tǒng)提出各種可能的技術(shù)方案，對(duì)各子系統(tǒng)的技術(shù)方案進(jìn)行綜合，得出一系列機(jī)械系統(tǒng)的技術(shù)方案。通過(guò)對(duì)這些技術(shù)方案進(jìn)行綜合的技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)，從中找出最佳的方案。按照這個(gè)最佳的技術(shù)方案進(jìn)行總體布置設(shè)計(jì)。 ② 系統(tǒng)分解 ：根據(jù)機(jī)械系統(tǒng)的總體布置設(shè)計(jì)，進(jìn)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(guān)系以及機(jī)械系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，畫出機(jī)械系統(tǒng)圖。 ③ 系統(tǒng)分析 ：分析和確定各子系統(tǒng)的目的以及對(duì)它們的要求，對(duì)各子系統(tǒng)進(jìn)行模型化、優(yōu)化和評(píng)價(jià)，從而對(duì)各子系統(tǒng)提出最佳的技術(shù)方案。 ④ 技術(shù)設(shè)計(jì) ：對(duì)各子系統(tǒng)和機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)設(shè)計(jì)，計(jì)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。 ⑤ 工作圖設(shè)計(jì) ：根據(jù)部件圖和總裝配圖，繪制全部零件工作圖，編寫機(jī)械系統(tǒng)的各種技術(shù)文件。 ⑥ 銷售工作 。 ① 樣機(jī)試制 ：按照設(shè)計(jì)圖紙和技術(shù)文件制造出樣機(jī)，并對(duì)樣機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)。 ② 樣機(jī)鑒定和評(píng)審 ：按照設(shè)計(jì)任務(wù)書、技術(shù)文件以及有關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)樣機(jī)進(jìn)行鑒定和評(píng)審。 ③ 改進(jìn)設(shè)計(jì) ：對(duì)試驗(yàn)、鑒定和評(píng)審中暴露出的問(wèn)題進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)。 ④ 小批試制 ：對(duì)單件生產(chǎn)的產(chǎn)品，改進(jìn)后的樣機(jī)投入運(yùn)行，繼續(xù)進(jìn)行考核。對(duì)批量生產(chǎn)的產(chǎn)品，通過(guò)小批試制，考核機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)工藝性，對(duì)暴露出的問(wèn)題進(jìn)行改進(jìn)和完善后，進(jìn)行制造該產(chǎn)品的工藝裝備的設(shè)計(jì)和制造工作。 ⑤ 定型設(shè)計(jì) ：完善全部設(shè)計(jì)圖紙、技術(shù)文件和工藝文件。 3． 要考慮組成機(jī)械系統(tǒng)的各子系統(tǒng)以及零部件間的相互作用和影響。 要注意它們之間的協(xié)調(diào)和配合以及它們對(duì)機(jī)械系統(tǒng)的作用和影響。 內(nèi)部系統(tǒng)和外部系統(tǒng)相結(jié)合的設(shè)計(jì)方法，可以使設(shè)計(jì)工作周密、合理，獲得總體的最優(yōu)化。機(jī)械系統(tǒng)越復(fù)雜，采用機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，優(yōu)越性表現(xiàn)的越明顯。 二、機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)的特點(diǎn) 1． 要搞清楚外部環(huán)境對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的作用和影響。 要搞清楚市場(chǎng)對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的要求和約束，外部自然環(huán)境對(duì)機(jī)械產(chǎn)品性能的影響和作用。 2． 不能忽視內(nèi)部系統(tǒng)對(duì)外部系統(tǒng)的作用和影響。 要搞清楚機(jī)械產(chǎn)品投產(chǎn)后對(duì)市場(chǎng)和競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的作用和影響，要搞清楚機(jī)械產(chǎn)品運(yùn)行時(shí)，對(duì)周圍環(huán)境、操作人員以及周圍人員的影響和作用。 三、機(jī)械系統(tǒng)的分解 為了使機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)能夠順利進(jìn)行，應(yīng)當(dāng)把較為復(fù)雜的機(jī)械系統(tǒng)分解為具有一定結(jié)構(gòu)、相互關(guān)系比較簡(jiǎn)單的子系統(tǒng)。在分解時(shí)就應(yīng)當(dāng)考慮系統(tǒng)的綜合問(wèn)題，即要考慮把分解出的子系統(tǒng)綜合成為一個(gè)最優(yōu)的機(jī)械系統(tǒng)。 機(jī)械系統(tǒng)分解的方式有以下幾種： a） 平面分解形式 ：分解出的子系統(tǒng)間有相互作用和影響； 子系統(tǒng) 1 (a) 平面分解 子系統(tǒng) 4 子系統(tǒng) 3 子系統(tǒng) 2 b） 分級(jí)分解方式 ：子系統(tǒng)間沒(méi)有聯(lián)系，只有上級(jí)和下級(jí)有聯(lián)系； 系 統(tǒng) (b) 分級(jí)分解 子系統(tǒng) 1 21 子系統(tǒng) 2 11 12 22 23 c） 組合分解形式 ：上述兩種分解方式兼而有之 (c) 組合分解 系統(tǒng) 子系統(tǒng) 3 41 子系統(tǒng) 4 31 32 42 43 子系統(tǒng) 1 子系統(tǒng) 2 機(jī)械系統(tǒng)分解時(shí)應(yīng)注意下面 4個(gè)問(wèn)題： 。 分解出的子系統(tǒng)的數(shù)目和層次過(guò)多，雖然各子系統(tǒng)簡(jiǎn)單，容易設(shè)計(jì)，但在綜合時(shí)會(huì)出現(xiàn)困難，因此既應(yīng)當(dāng)照顧到子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)又照顧將來(lái)好綜合。 。 沿過(guò)于復(fù)雜的分界面分解，各子系統(tǒng)之間的作用和影響就錯(cuò)綜復(fù)雜，對(duì)有些零部件有時(shí)難以決定屬于哪個(gè)子系統(tǒng)。應(yīng)當(dāng)把分界面選在要素間相互聯(lián)系比較少、相互作用較弱的地方。 、物料流和信息流的合理流動(dòng)途徑。 機(jī)械系統(tǒng)里一般有能量、物料和信息的傳遞或轉(zhuǎn)化，即能量流、物料流和信息流。機(jī)械系統(tǒng)中，從輸入到輸出要保證能量、物料和信息，按照一定的方向和途徑有序流動(dòng)，既不能中斷阻塞，又不能干涉和形成紊流。機(jī)械系統(tǒng)分級(jí)成按照一定結(jié)構(gòu)相互聯(lián)系的子系統(tǒng)后，能量流、物料流和信息流的途徑也應(yīng)明確和通暢，不能因?yàn)榉纸舛袛嗷騺G失，不能相互干涉或形成紊流。 系統(tǒng)分解是按照 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) ，把結(jié)構(gòu)關(guān)系比較緊密的要素組合在一起，系統(tǒng)分解得到的子系統(tǒng)，子系統(tǒng)可能仍然具有多項(xiàng)功能。 功能分解是按照 功能體系 ，把較為復(fù)雜的功能分解成功能元的一個(gè)過(guò)程，功能元只能有一項(xiàng)功能。 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(diǎn)和進(jìn)行評(píng)價(jià)決策的主要依據(jù)。 如果對(duì)系統(tǒng)的目的不明確，就會(huì)對(duì)系統(tǒng)提出過(guò)高或過(guò)低的要求，就會(huì)把系統(tǒng)的邊界提得過(guò)寬或過(guò)窄，最后導(dǎo)致系統(tǒng)分析不完善或失誤，使決策失誤。 通過(guò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)建立系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)叫做系統(tǒng)設(shè)定。 系統(tǒng)分析包括：技術(shù)經(jīng)濟(jì)方面的問(wèn)題，內(nèi)、外系統(tǒng)以及系統(tǒng)內(nèi)部各子系統(tǒng)間的聯(lián)系和分析系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。在系統(tǒng)分析之前，要完成系統(tǒng)的設(shè)定，做出系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。 系統(tǒng)分析是 從系統(tǒng)整體優(yōu)化出發(fā)，采取各種工具和方法，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行定性和定量分析的過(guò)程 。系統(tǒng)分析是系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)重要工作。 四、系統(tǒng)分析 一般來(lái)講，模型具有如下 3個(gè)特征：①是 現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的抽象和模擬 ；②可 反映出系統(tǒng)構(gòu)成的要素 ；③可 表明各個(gè)要素之間的相互關(guān)系 。 當(dāng)設(shè)計(jì)人員能根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)或他人的經(jīng)驗(yàn)直觀地作出判斷時(shí)，也可以不必建立模型，但應(yīng)提出可靠的實(shí)例和證據(jù)。 模型是對(duì)實(shí)際系統(tǒng)抽象后得到的實(shí)際系統(tǒng)的映像。在建立系統(tǒng)模型時(shí)，要充分考慮現(xiàn)實(shí)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(yīng)盡量簡(jiǎn)化，以需要、簡(jiǎn)明、易解的原則建立模型。 這個(gè)系統(tǒng)之所以稱之為 “滿意系統(tǒng)” 而不叫 “最優(yōu)系統(tǒng)” ，是因?yàn)樗母黜?xiàng)目標(biāo)不一定達(dá)到了最優(yōu)，有些是次優(yōu)，有些甚至是距離最優(yōu)相差甚遠(yuǎn)。但從全局來(lái)看，它卻是一個(gè)相對(duì)的最優(yōu)方案。 應(yīng)用最優(yōu)化理論和方法，對(duì)各候選方案進(jìn)行最優(yōu)化計(jì)算，以獲得最優(yōu)的系統(tǒng)方案。 機(jī)械系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)一般都較為復(fù)雜，有許多設(shè)計(jì)變量，系統(tǒng)的目的和要求也比較多，其中有一些目的和要求是相互矛盾的，很難采用優(yōu)化的理論和方法找到一個(gè)兼顧各方面的最優(yōu)方案。 對(duì)一些相互矛盾而又難以兼顧的目的和要求，采取某些合理的妥協(xié)和折中，尋求一個(gè)綜合考慮功能、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、使用等因素的滿意系統(tǒng)。 系統(tǒng)評(píng)價(jià)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(píng)價(jià)值，追求評(píng)價(jià)值最小為目標(biāo) ，即 對(duì)系統(tǒng)方案進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)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(jī)工程學(xué)要求等等。其中有一些因素是可以定量化的，有一些因素難以定量化，只能進(jìn)行 定性分析和評(píng)價(jià) 。在進(jìn)行定性評(píng)價(jià)時(shí)，由于評(píng)價(jià)人員的經(jīng)驗(yàn)和角度不同，往往把一些主觀因素代入評(píng)價(jià)中，這種評(píng)價(jià)只能得出 相對(duì)評(píng)價(jià) ，不能得出 絕對(duì)評(píng)價(jià) 。 優(yōu)化后得到的方案可能是一個(gè)，也可能是幾個(gè)，為了決策，還必須對(duì)這幾個(gè)方案進(jìn)行評(píng)價(jià)。 m in 系 統(tǒng) 的 總 投 資系 統(tǒng) 的 總 效 益思考題： 怎么采用產(chǎn)品的功能價(jià)值來(lái)評(píng)價(jià)功能與成本之間的關(guān)系，可以提高產(chǎn)品功能價(jià)值的方法有哪些，如何在同行業(yè)中評(píng)價(jià)產(chǎn)品的功能價(jià)值。 什么是產(chǎn)品的可靠性，可靠性常用的衡量指標(biāo)是什么，這些指標(biāo)如何進(jìn)行定義。 什么是產(chǎn)品的 LCC（壽命周期成本）， LCC包括哪些成本，為何要追求產(chǎn)品的 LCC最低。 什么是設(shè)備的設(shè)計(jì)壽命，功能壽命，技術(shù)壽命和經(jīng)濟(jì)壽命，如何確定機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)壽命。 根據(jù) P14~P15圖 15， 16， 17， 18說(shuō)明如何保證機(jī)械和操作者的安全。 謝謝觀看 /歡迎下載 BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES. 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