機械系統(tǒng)中機械本身構(gòu)成的系統(tǒng)是內(nèi)部系統(tǒng)，而人和環(huán)境構(gòu)成的系統(tǒng)是外部系統(tǒng)。機械系統(tǒng)種類繁多，結(jié)構(gòu)也越來越復雜，但從實現(xiàn)系統(tǒng)功能的角度看，主要包括動力系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)、執(zhí)行系統(tǒng)、操縱及控制系統(tǒng)等子系統(tǒng)，如圖7所示。每個子系統(tǒng)又可根據(jù)需要繼續(xù)分解為更小的子系統(tǒng)。
圖7 機械系統(tǒng)的組成
1．機械系統(tǒng)統(tǒng)設計的任務
機械系統(tǒng)設計的最終目的是為市場提供優(yōu)質(zhì)高效、價廉物美的機械產(chǎn)品，在市場競爭中取得優(yōu)勢、贏得用戶，并取得較好的經(jīng)濟效益。
產(chǎn)品質(zhì)量和經(jīng)濟效益取決于設計、制造和管理的綜合水平，而產(chǎn)品設計是關鍵。機械系統(tǒng)設計時，特別強調(diào)和重視從系統(tǒng)的觀點出發(fā)，合理確定系統(tǒng)功能，增強可靠性，提高經(jīng)濟性，保證安全性。
1）合理確定系統(tǒng)功能。產(chǎn)品的推出是以社會需求為前提，沒有需求就沒有市場，也就失去產(chǎn)品存在的價值和依據(jù)。設計師必須確立市場的觀念，以社會需求作為根本出發(fā)點，掌握市場動態(tài)，查清市場當前的需求和預測今后的需求，了解市場對現(xiàn)有產(chǎn)品或同類產(chǎn)品的反應，掌握現(xiàn)有競爭對手和潛在競爭對手的動向，確定自己的方針和策略，力求使設計的產(chǎn)品達到盡善盡美的境地。
2）提高可靠性。可靠性是衡量系統(tǒng)質(zhì)量的一個重要指標。提高系統(tǒng)的可靠性的最有效的方法是進行可靠性設計（參見本篇第5章）。
3）提高經(jīng)濟性。① 提高設計和制造的經(jīng)濟性：這主要通過降低產(chǎn)品成本、減少物質(zhì)消耗、縮短生產(chǎn)周期等措施來實現(xiàn)。從設計角度來說可采�。汉侠泶_定可靠性要求和安全系數(shù)，在設計中貫徹標準化，把新技術(shù)（包括新產(chǎn)品、新方法、新工藝、新材料等）應用到產(chǎn)品設計中，不斷改善零部件結(jié)構(gòu)的工藝性等。② 提高使用和維修的經(jīng)濟性：主要有提高產(chǎn)品的效率，合理確定經(jīng)濟壽命，提高維修保養(yǎng)的經(jīng)濟性。
4）保證安全性。包括機械系統(tǒng)執(zhí)行預期功能的安全性和人—機—環(huán)境系統(tǒng)的安全性。機械系統(tǒng)執(zhí)行預期功能的安全性是指機械運行時系統(tǒng)本身的安全性，如滿足必要的強度、剛度、穩(wěn)定性、耐磨性等要求。人—機—環(huán)境系統(tǒng)的安全性是指勞動安全和環(huán)境保護，即機械工作時，不僅機械本身應用良好的安全性，而且對使用機械的人員及周圍的環(huán)境也應有良好的安全性。
2．機械系統(tǒng)的方案設計與總體設計
方案設計一般從系統(tǒng)的功能出發(fā)，通過分析機械作業(yè)過程的工藝原理，確定人在技術(shù)過程中的參與程度，即確定內(nèi)部系統(tǒng)的邊界，以及確定技術(shù)過程中各作業(yè)的順序，找出實現(xiàn)預定設計目標的原理方案。確定各部件（子系統(tǒng)）的基本結(jié)構(gòu)和型式，進行初步計算和運動分析，使整個機械系統(tǒng)與其他相關的外部系統(tǒng)相適應，并對整機進行必要的工作能力計算和性能預測，以確保實現(xiàn)重要的性能指標。分析各個可行的候選方案的薄弱環(huán)節(jié)并加以改時，進而對各可行的候選方案作較全面的分析比較，確定最佳設計方案，必要時應對方案中的關鍵技術(shù)系統(tǒng)進行試驗研究。最后對所設計的機械系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)給出完整的描述。
3．機械系統(tǒng)的總體布置
總體布置必須有全局觀點，不僅要考慮機械本身的內(nèi)部因素，還要考慮人機關系、環(huán)境條件等各種外部因素，按照簡單、合理、經(jīng)濟的原則，妥善地確定機械中各零部件之間的相對位置和運動關系�？傮w布置時，一般總是先布置執(zhí)行系統(tǒng)，然后再布置傳動系統(tǒng)、操縱系統(tǒng)及支持形式等。要求保證工藝過程的連續(xù)和流暢，降低質(zhì)心高度，減小偏置，保證精度、剛度及抗振性，結(jié)構(gòu)緊湊，層次分明，操作、維修、調(diào)整簡便，外形美觀等。 |
