Page 88 - 自动化技术在机械设计及制造中的应用

自动化技术在机械设计及制造中的应用
Application of Automation Technology in Mechanical Design and Manufacturing

（二）方案设计阶段
方案设计的优劣直接关系到整台机器设计的成败。这个阶段充分体现出设计
工作多解的特点，其工作主要包括以下几个部分。
1. 方案设计

机器的工作原理是实现其预期功能的依据，寻求方案时，可按原动部分、传
动部分和执行部分分别讨论。较为常见的办法是先从执行部分开始讨论。
拟定执行部分方案。首先，要确定执行机构构件的数目和运动。根据预期的
机器功能，选择机器的工作原理，再进行工艺动作分析，确定出其运动形式，从

而拟定所需执行构件的数目和运动。其次，选择执行机构的类型。最后，正确设
计执行机构间运动的协调、配合关系。根据不同的工作原理，可以拟定出多种不
同的执行机构方案，设其有 N 1 种可能。
拟定传动部分方案。传动部分的方案复杂、多样，完成同一传动任务可以用

多种机构及不同机构的组合来完成，设其有 N 2 种可能。
拟定原动部分方案。原动部分的方案也可以有多种选择。常用的动力源有电
动机（交流、直流）、热力原动机、液压马达、步进电动机等，设其有 N 3 种可能。
通过各部分的方案分析，得到机器总体可能的方案数应为 N=N 1 ×N 2 ×N 3 。

2. 方案评价
依据不同的工作原理，所设计出的机器也会不同。同一种工作原理也可能存
在多种不同的结构方案。在多方案的情况下，应对其中可行的不同方案从技术、
经济及环境保护等方面进行综合评价，并从中确定一个综合性能最佳的方案。

在如此众多的方案中，应先从技术方面仔细分析，在技术上可行的前提下，
再力求机构简单、传动机构顺序合理、传动比分配合理、系统效率高，并能实现
要求精确等。对技术可行的方案，再从经济和环境保护等方面进行综合评价。从
经济方面考虑，既要考虑设计、制造时的经济性，又要考虑使用时的经济性。如

果机器的结构方案比较复杂，则其设计制造的成本也就会相应增大，同时其功能
也会更为齐全，生产率也更高，使用经济性就会更好。反过来，结构较为简单、
功能不够齐全的机器，其设计制造费用虽低，但使用费用会增加。因此设计时应
该进行综合考虑，使机器的总费用趋于合理。

环境保护是设计中必须认真考虑的一个重要方面。对环境造成不良影响的技
术方案，必须仔细分析，并提出在技术上成熟的解决办法。

·76·