Page 144 - 机械设计制造与自动化技术研究

Research on Mechanical Design, Manufacturing and Automation Technology
机械设计制造与自动化技术研究

第三节 系统结构设计

所谓结构设计就是将工程设计的设想具体化为工程图样的过程。在这一过程
中要兼顾各种技术、经济和社会要求，并且应该充分考虑各种可能的方案，从中
优选出符合具体产品实际条件的最佳方案。宏观地看，结构设计大致有以下三方
面内容：
（1）功能设计。以各种具体的结构实现机电一体化系统的功能要求。

（2）质量设计。兼顾各种要求和限制，提高机电一体化系统的质量和性能。
（3）优化设计和创新设计。充分应用现代设计方法系统地构造设计优化模型。
用创造性设计思维方法进行机电一体化系统设计的优化和创新。

在进行结构设计时，不应急于联想和参考同类产品的具体结构。而首先要全
面地研究所需要执行的各种功能。把需要解决的问题做抽象处理，把各种基本功
能和主要的约束条件进行仔细整理。以便集中于主要问题，方便求解。要在详细
调查研究的基础上列举出能实现这些功能的各类工作原理。以及完成这些工作原
理的各种具体结构，分析它们在力学和运动、制造工艺、材料、装配、使用、美

观、成本、安全等诸方面的性能，同时也应考虑环境与系统之间的影响。在结构
方案的构思中，应尽量以简图或示意图的方式来表达设计思维，不必考虑每一个
具体的结构、材料、尺寸等细节，找出问题所在，以便重点突破和解决。

一、系统结构设计的过程

虽然结构设计的最终产品是工程图样，但它并不只是简单地进行具体的设计
制图。现代技术产品的竞争焦点往往不是该产品的某种工作原理。而是其具有特
色的先进技术指标。在现代产品的设计中。后者显得越来越重要。那种只需满足

主要技术功能要求。只解决“有”“无”的时代已过去了。
人们对产品质量提高的要求是永无止境的。市场的竞争日益激烈。需求也在
向个性化方向发展。因此。优化结构设计的内容包括：确定零部件形状、数量、

空间位置、选材、尺寸等，进行各种计算。按比例绘制结构方案图等。若有几种
方案。则需进行评价决策。
在进行结构设计时，还要充分考虑现有的各种条件。如加工条件。现有材料、
各种标准零部件、通用件等。结构设计是从定性到定量、从抽象到具体、从粗略

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