变型产品设计课件

*1第七章变型产品设计相似设计和模块化设计*2教学目的本章主要介绍系列产品设计中的相似设计和模块化设计*3学习要求了解产品变型设计的依据，了解标准化、系列化与模块化的概念及变型产品系列型谱的概念。理解相似三定理及基本相似条件，能根据不同工作要求分析其相似条件并列出有关相似比，能根据相似现象的物理关系求相似比方程并解出相似比，要求较熟练地掌握方程分析法了解模块化产品的设计要点。*4▲学习重点相似系列产品设计*5§7-1概述1变型产品的特点☆灵活善“变”☆迅速☆低廉*6☆零件标准化

指使用要求相同的零件、产品或工程，按照统一的标准进行设计。☆部件通用化☆产品系列化2变型产品与“三化”*7☆部件通用化

指同一类型，不同规格或不同类型的产品，提高部分零件或部件彼此相互通用的程度。返回*8☆产品系列化

指产品根据生产和使用的技术要求，经过经济和技术分析，适当地加以归并和简化，将产品的主要参数和性能指标按一定的规律分档，合理地安排产品的品种规格以形成系列。返回*9▲纵系列产品

是一组功能相同、解法原理相同、结构相同（或相近）而尺寸、性能参数不同的产品。

▲横系列产品

▲跨系列产品

是在基型产品基础上扩展功能的同类型变型产品。

具有相同动力参数的不同类型产品，它们采用相同的主要基础件或通用部件。3变型产品的系列类型

*10工程机械族*114优先数数与标标准公公比▲产品的的特征征参数数→表征征产品品使用用性能能的参参数→提供供配套套用的的参数数→其他他参数数▲数值的“扩播性”*12▲优先先数数与与标标准准公公比比优先先数数是是由由公公比比为为导出出的的一一组组近近似似等等比比的的数数列列，，各各数数列列分分别别用用R5、R10、R20、R40表示示，，为为基基本本系系列列。。优先先数数系系的的派派生生系系列列是是从从基基本本系系列列中中每每隔隔P项值值导导出出的的系系列列。。*13▲优先先数数的的优优点点→按等等比比级级数数制制定定，，提提供供了了一一种种“相对对差差”，不不变变的的尺尺寸寸及及参参数数数数值值分分级级制制度度→国际际上上统统一一的的标标准准，，有有利利于于产产品品标标准准化化和和参参数数统一一协协调调→优先先数数系系有有较较广广泛泛的的适适应应性性→在设设计计系系列列产产品品时时利利用用标标准准公公比比和和优优先先数数将将使使设计计更更合合理理，，更更简简便便*14▲优先先数数系系参参数数的的选选用用→应使使在在经经济济性性或或配配套套互互换换上上有有重重要要影影响响的的主主参参数数采采用用优优先先数数→当产品尺寸参参数和性能参参数有矛盾时时，通常常首先选尺寸寸参数为优先先数→当产品的装配配尺寸和零件件尺寸不能同同时为优先数时，，应优先使零零件尺寸采用用优先数→一个零件的各各种尺寸中，，互换性尺寸寸或重要的联接尺尺寸应优选用用优先数*15▲优先数系的选选用→应遵循“先疏后密”的原则，尽可可能首先选用用基本系列：：一般机械的主主参数可选R5~R10专用工具的主主要尺寸可选选R10通用型材、零零件和工具尺尺寸、铸件壁壁厚等可取R20~R40→当基本系列的的公比不能满满足分级要求求，可选用派派生系列应优先选用公公比较大和延延伸项中含有有项值1的派生系列→当整个系列范范围很大，不不同区间内需需要量和功能能价值相差悬殊时，允允许分段选用用最适宜的基基本系列或派派生系列，构成复合系列列*16*17§7-2相似系列产品品的设计1相似系列产品品系统相似、尺尺寸与性能参参数皆成一定定比例关系的的纵系列产品。相似系列产品品不是按单个个产品设计的的，而是在基基型产品的基础础上通过相似似理论利用量量纲齐次原理理和相似比关系计算算出全系列产产品的尺寸和和参数，可节节约设计时间并降低低设计成本。。*182基本相似理论论2.1相似概概念一组物物理现现象在在物理理过程程中，，在对对应点点上基基本参参数之之间成固定定的数数量比比例关关系，，称这这—组物理理现象象为相相似。。▲几何相相似两个几几何相相似的的图形形或物物体,其对应应部分分的比比值等等于同同一个常常数。▲动力学学相似似在几何何相似似的力力场中中，力力相似似或连连同转转矩相相似▲运动学学相似似运动路路线几几何相相似，，对应应点的的速度度（加加速度度）方方向相相同，，而大小小相应应成比比例。。*19*20几何相相似、、动力力学相相似和和运动动学相相似的的关系系在两个个相似似的系系统中中，若若满足足几何何相似似、动动力学学相似似和运运动学学相似似，则则两系系统的的性能能相似似。其其中，，几何何相似似是条条件，，动力力学相相似是是关键键。也也就是是说，，凡是是在几几何相相似的的条件件下，，求得得的动动力学学相似似的解解，也也能满满足运运动学学的相相似。。*212.2相似准准则将物理理现象象作用用的物物理规规律所所涉及及的一一些物物理量量，规规定表表达为为一无无量纲纲综合合数群群。在在一个个现象象中的的不同同点上上和不不同时时刻，，此数数群的的数值值不同同。当一个个现象象在对对应时时刻、、对应应点上上此综综合数数群的的值两两两相相等时时，此此二现现象为为相似似，此此无量量纲综综合数数群称称为相相似准准则。。*22例如，，描述述惯性性的牛牛顿第第二定定律F=ma，表达达了惯惯性力F与质量量m和加速速度a间的关关系。。若等等式两两边各各量用用其相应的的量纲纲表达达，并并用等等式右右边量量纲除除以左左边时时，可可得到到表征惯惯性力力的无无量纲纲综合合数群群：此数群群由牛牛顿第第二定定律得得来，，可称称为牛牛顿准准则或或牛顿顿数。若二现现象的的惯性性力相相似，，必须须任意意点、、任意意对应应时刻刻的Ne相同。。*23相似准准则的的特点点△相似准准则不不是一一个物物理量量，而而是多多个物理量量的组组合△相似似准则则是综综合数数群，，为无无量纲纲△相似似准则则是不不变量量，而而非“常量”。*242.3相似指指标▲是指由由相似似准则则中与与各参参数对对应的的相似常数数构成成的关关系如与牛牛顿准准则相相应的的相似似指标标Π为:二现象象相似似时其其相似似指标标的值值必为为1。*25▲相似常常数、、相似似指标标和相相似准准则意意义上上的差差别△相似常常数是是在两两相似似现象象上的的对应应点上上，每每一个个物物理理量量的的比比值值保保持持恒恒定定的的数数值值，，但但当当用用另一一相相似似现现象象替替代代时时，，比比值值发发生生变变化化即即相相似似比不不同同。。△相似似指指标标是是相相似似常常数数组组成成的的数数群群，，在在相相似似现现象中中，，相相似似指指标标=1。△相似似准准则则与与相相似似常常数数都都为为无无量量纲纲，，但但意意义义不不同。。在在相相似似现现象象中中，，相相似似常常数数可可变变化化，，但但相相似准准则则不不变变。。*262.4相似似三三定定理理相似似三三定定理理是是相相似似设设计计的的理理论论基基础础。。1868年法法国国科科学学家家贝贝特特朗朗(J．Bertrand)，以以力力学学方方程程分分析析为为基基础础，，首首先先确确定定了了相相似似第第一一定定律律，，描描述述了了相相似似现现象象的的基基本本特特性性。。1914年美美国国的的波波金金汉汉(E．Buckingham)提出出相相似似第第二二定定理理，，分分析析了了相相似似现现象象各各物物理理参参量量的的表表达达。。1930年苏苏联联学学者者基基尔尔皮皮契契夫夫和和古古赫赫曼曼提提出出了了相相似似第第三三定定理理，，回回答答了了相相似似现现象象的的充充分分而而必必要要的的条条件件。。*27▲相似似第第一一定定理理-正定定理理对于于相相似似现现象象，，其其相相似似指指标标Π等于于1，或或其其相相似似准准则则数数值值相相同同。。理解解：：△相似似现现象象各各对对应应点点的的相相似似常常数数之之比比即即相相似似指指标标等等于于1△相似似现现象象各各对对应应点点的的物物理理量量的的比比值值即即相相似似准准则则具具有有同同一数数值值，，显显示示了了物物理理过过程程内内在在联联系系△用第第—定理理来来指指导导模模型型实实验验或或进进行行相相似似设设计计，，首首先先要要导出出相相似似准准则则，，然然后后在在实实验验中中测测量量或或计计算算相相似似准准则则包包含的的一一切切物物理理量量*28▲相似似第第二二定定理理-ΠΠ定理理设一一个个物物理理系系统统有有n个物物理理量量，，其其中中k个物物理理量量的的量量纲纲是是相相互互独独立立的的，，则则它它们们可可表表达达成成(n-k)个相似准准则的函函数关系系(即相似准准则个数数=n-k)*29△相似第二二定理的的表达式式若描述某某现象的的方程为为:式中:a1,a2,…,ak-相互独立立的物理理量(基本物理理量)bk+1,bk+2,…bn-导出的物物理量n-系统物理理量总数数k-基本物理理量总数数(相互独立立的基本本量纲数数目)方程中各各项量纲纲都是齐齐次的，，上式可可以转换换无因次次的准则方方程：谓之准则则关系式式或π关系式。。*30△对相似第第二定理理的理解解⑴描述现象象的方程程都可以以转换成成无因次次的准则则方程⑵相似准则则有(n—k)个⑶如果把某某现象的的试验结结果（设设计结果果）整理理成准则方程，，则该式式就可以以推广到到与该试试验结果果相似的所有其其他试验验上去，，因而有有利于试试验结果果的推广和应用用。*31▲相似第三三定理—逆定理对于同一一类现象象，如单单值量相相似，且且由单值值量组成成的相似似准则在在数值上上相等，，则现象象相似所谓单值量量，是指单单值条件（（即影响因因素）中的的物理量。。单值条件包包括：△几何条件（（空间条件件）△物理条条件（（介质质条件件）△边界条条件△初始条条件（（时间间条件件）*32△对相似似第三三定理理的理理解⑴两现象象相似似，除除其对对应点点上的的物理理量组组成的相相似准准则的的数值值相同同外，，还必必须具具备初始始状态态相同同的条条件。。⑵相似第第三定定理是是构成成现象象相似似的充充分必必要条件件。*333．相似似比方方程3.1方程分分析法法当二现现象相相似时时，其其表达达方程程式的的形式式应完完全相相同且且方程中任任意对对应二二项的的比值值相等等。即对某某系统统有：：则与此此相似似的现现象当当有：：将比例例式予予以转转换，，有：：将各相相似比比代入入上式式，即即可求求得二二相似似现象象得相相似指指标。。方程中中若有有微分分符号号，计计算相相似指指标时时将微微分运运算符符号删删去即即可，，如将将用用代代替。。*34▲方程分分析法法的步步骤△列出所所需物物理或或几何何关系系方程程式△用方程程式中中的任任一项项去除除其他他各项项△将所有有微分分运算算符号号删去去，用用相应应量的比值值代替替△将各项项比值值中的的相应应参数数用相相应的的相似比代代替，，并令令其等等于1，所得得各关关系式即为为二相相似现现象间间的各各相似似指标标。*35例确定小小变形形时梁梁的弯弯曲变变形相相似指指标解：在在此情情况下下描述述梁的的弯曲曲变形形的方方程为为：式中：：E-弹性模模量J-截面的的惯性性矩x-截面沿沿梁轴轴线方方向的的坐标标y-截面垂垂直梁梁方向向的位位移（（挠度度）变换上上式，，可得得：用M除以各各项可可得：：*36删去微微分运运算符符号，，可得得：考虑到到弯矩矩M与外力力F与梁的的长度度l有关，，坐标标x也与梁的长长度l有关，，计算算相似似比时时乘、、除常常数均均可消消去，，分别将式式中有有关参参数用用相应应得相相似比比代替替，代代入方方程并并令其其等于1（因此此处除除常数数1外只有有一项项，常常数1不予考考虑）），可得：：若二梁梁截面面形状状亦相相似，，有代入上上式有有*37例二求方程程的的相似似比方方程解：对题目目所给给方程程进行行变换换得：：用A除以各各项可可得：：计算相相似比比时乘乘、除除常数数均可可不考考虑，，即不不考虑虑C的影响，，分别别将式式中有有关参参数用用相应应得相相似比比代替替，代代入方程并并令其其等于于1（因此此处除除常数数1外只有有一项项，常常数1不予考考虑）），可可得：：*38结论当系统统相似似时相相似比比方程程中各各参数数相似似比的的关系系对应应于物物理或或几何何关系系中的的参数数关系系，常常数项项不出出现。。*393.2由相似似第一一定理理求相相似比比方程程通过例例题予予以说说明。。例三：：两简简支梁梁系统统刚度度相似似，试试求其其相似似比方方程。。解：梁的弯弯曲变变形微微分方方程为为⑴式中中各各符符号号的的含含义义与与例例一一同同。。量纲纲等等效效*40由⑴⑴得得相相似似准准则则由相相似似第第一一定定理理，，两两系系统统相相似似，，相似似准准则则相相同同相似似指指标标为为1此为为要要求求的的相相似似比比方方程程。。*413.3用量量纲纲分分析析法法求求相相似似准准则则▲对于于关关系系式式未未知知的的物物理理系系统统，，可可用用量量纲纲分分析析法，，先先求求出出物物理理量量间间的的关关系系式式，，再再求求其其相相应应的相相似似准准则则▲物理量量的的基基本本量量纲纲有有三三种种，，分分两两种种系系统统力(量纲纲)系统统：：力力[F]、长长度度[L]和时时间间[T]质量量(量纲纲)系统统：：质质量量[M]、长长度度[L]和时时间间[T]▲量纲分分析析法法的的理理论论基基础础是是：：方方程程等等号号两两边边量量纲齐次次*42量纲分分析法法的具具体过过程设描述述某相相似现现象的的物理理量有有n个，但但基本本量（（相互独立立者））只有有k个，根根据相相似第第二定定理，，这这一现现象将将有（n-k)个相似似准则则，其其一般般表达达式为为：将各物物理量量的量量纲均均用基基本量量纲[Jj]表达，，整理理得：：因为π是无量量纲数数群，，根据据方程程等号号两边边量纲纲齐次次，有有*43此方程程组有有n个未知知数，，但只只有k个方程程，故故须对对(n-k)个未知知数给给定(n-k)组不同同的数数值，，可以以求得得(n-k)组独立立解，，从而而得到到(n-k)个相似似准则则。再再将各各准则则中相应物物理量量代以以相似似比，，并令令指标标等于于1，即求求得各各相似指标标了。。*44例四分析物物体受受力运运动的的相似似比关关系式式解：描述物物体受受力运运动的的量有有力F、速度度v、和时时间t。相似似准则则π的一般般表达达式可可写为为：将各量量用基基本量量纲[L]、[M]、[T]表达，，则有有由量纲纲齐次次，有有对于[M],a+b=0对于[L],a+c=0对于[T],-2a-c+d=0*45令a=1,可得b=-1,c=-1,d=1故这就是是牛顿顿准则则。若若代以以相应应的相相似比比，并并令其其等于1，可得得所要要求的的相似似指标标：*46例五分析机机床床床身强强迫振振动的的相似似比关关系式式解：机床强强迫振振动的的频率率f(s-1)与长度度l(mm)、材料料密度(g/mm3)及弹性性模量量E[N/mm2→(kg·m/s2)/mm2]有关。。式中，，C为系数数列量纲纲方程程式*47根据方方程两两端量量纲齐齐次，，可得得}{故，床床身强强迫振振动频频率关关系式式为若两系系统相相似，，其相相似比比方程程为*484模型设设计与与试验验4.1模型设设计基基本原原则△模型与与原型型(基型)应当几几何相相似△模型与与原型型用同同样物物理关关系式式或微微分方方程描描述△模型与与原型型的初初始条条件、、边界界条件件相似似△模型与与原型型的同同类物物理参参数对对应成成比例例(载荷、、速度、、温度度、预预应力力等)，而且且比值值为常常数。。*494.2模型设设计步步骤导出出相相似似指指标标与与准准则则用同同样样的的物物理理方方程程式式描描述述原原型型与与模模型型，，应应用用相相似似三三定定理理导导出出相相似似指指标标和和相相似似准准则则。。选材料模型材料不不一定与原原型材料相相同。确定定模型材料料时时要要满满足足相相应应的的有有关关相相似似准准则则。。对对模模型型材材料料的性性能能作作如如下下要要求求：：弹性性模模量量小小，，作作用用力力小小时时，，变变形形大大，，对对加加载载、、测测量量有有利利；；在实验验载荷荷范围围内，，材料料的应应力-变形呈呈线性性关系系；有一定的强度度，加工性能能好，便于制制造。*50定尺寸寸模型各各部分分尺寸寸将由由几何何常数数确定定。原原型与与模型型的长长度相相似比比大于于1为缩小小模型型；小小于1为放大大模型型。确定模模型尺尺寸，，要考考虑模模型的的安装装、加加载和和测量量，模模型尺尺寸过过大或或过小小都会会使测测量困困难。。确定结结构模型结结构不不必与与原型型结构构完全全相同同，模模型可可适当当简化，忽忽略对对整机机性能能影响响不大大的次次要部部件或或尺寸寸较小小的部件，，外形形也可可适当当简化化。注意简简化后后的模模型要要保持持主要要结构构性能能与原原型一一致。。*515相似系系列产产品设设计要要点5.1基本思路在基型设计的的基础上通过过相似原理求求出系列中其其它产品的参数和和尺寸。5.2设计步骤基型设计基型产品一一般选在系系列的中档档，为使用用较多的型型号。*52确定相似类类型▲几何相似产产品系列系列中各产产品的相应应的几何尺尺寸都固定定成比例，，相似比为为定值。▲几何半相似似产品系列列完全符合几几何相似的的产品系列，，各参数和和尺寸根据使用和和工艺要求求可有不同的比例例关系。如右图所示示的机床。。*53注意：⑴对设计产品品来说，发发展系列产产品不仅是是几何尺寸寸上的放大与缩小小，它还要要求采用相相同的材料料，相同的的工艺，特别希望达达到相同的的材料利用用率，亦即即希望所产产生的应力应当相相同。因而而在设计中中要保持几几何相似、、动力相似，且主主要考虑弹弹性力与惯惯性力，并并希望材料料不变，应力相同时时，有关参参量的相似似比均可表表达为几何何尺寸相似比的一一定关系。。⑵即使是几何何相似的系系列产品，，某些结构构尺寸也不不可能成比例。*54级差公比的的选择和计计算⑴级差公比的的选择原则则△在一定的范范围内，使使用者希望望级差公比比小些，增增加系列产产品的种类类，便于选选用；而生生产者则希希望级差公公比大些，，减少系列列产品种类类，以降低低加工成本本。△设计中应尽尽量选用GB321-86中的标准公公比作为级级差。△可全系列采采用同一级级差；也可可在使用较较频繁的中中段用一种级差，，而系列的的两端用另另一种级差差；或者采采用前大后后小的级差。*55⑵级差公比的的计算根据市场调调查和用户户访问结果果，初步可可以定出参参数变化范范围及拟划划分的级数数，可按等等比级数的的规律求级级差公比。。式中：T1-数列首项Tn-数列末项n–项数求出Φ值后，应按按标准取一一最接近的的标准值。。*56例8求有关级差差公比已知：升降机系系列8种产品相相似。承承载量F=25~250KN，要求求分布布前疏疏后密；提提升速速度V=0.1~0.15m/s求：系列产产品的的承载载量、、提升升速度度和提提升功率率的级级差公公比。。*57解：⑴求承载载量的的级差差公比比若级差差相等等按题意意，要要求承承载量量公比比前疏疏后密密，则则前4项取标标准公比比ΦF’=1.6>1.39,为R5系列，，即后4项取标标准公公比ΦF’=1.25<1.39,为R10系列，，即*58⑵求提升升速度度级差差若级差差相等等取标准准公比比ΦV=1.06,为R40系列，，即*59⑶求提升升功率率级差差提升功功率P=FV功率级级差：：前四项项：后四项项：*60求扩展展型产产品的的参数数及尺尺寸⑴计算法法已知基基型产产品的的参数数K0、参数数相似似比为为ΦK，扩展型距距基型型的级级数为为P，则拟拟求的的扩展展型参参数K为：当P>0时，求求得的的是增增大的的扩展展型参参数；；当P<0时，求求得的的是缩缩小的的扩展展型参参数；；⑵作图法法（略略）*61例9设计圆圆柱销销系列列中各各圆柱柱销的的尺寸寸、面面积、、体积积。要要求销销长l=10~125mm，12种规格格，长长径比比l/d=5。解：⑴长度级级差⑵基型圆圆柱销销设计计在系列列中部部选基基型销销，尺尺寸取取优先先数*62⑶由方程程分析析法求求其他他尺寸寸与参参数级级差*63⑷各扩展展型圆圆柱销销的参参数有关参数L(mm)D(mm)A(mm2)V(cm3)10240.031512.52.56.30.063163.1580.125204.0012.50.25255.00200.531.56.3031.51基型40850250108046312.512588016200161002031531.51252550063扩展型型(缩小)扩展型型(扩大)*64确定全全系列列产品品结构构尺寸寸和参参数▲对参数数、尺尺寸等等作必必要的的圆整整和标标准化化处理，，以便便于加加工、、装配配和维维修▲在系列列各型型产品品中尽尽量考考虑某某些部部件通通用化▲在基型型优化化设计计的基基础上上，进进一步步从全全系列优优化的的角度度对有有关结结构尺尺寸、、参数数进行修修正，，使性性能好好，成成本低低，完完成系系列设计计。*65§7-3模块化化产品品设计计1模块化化设计计1.1模块化化设计计的核核心思思想将系统统根据据功能能分解解为若若干模模块，，通过过模块块的不同组组合，，可以以得到到不同同品种种，不不同规规格的的产品品。1.2机械产产品模模块是一组组具有有同一一功能能和结结合要要素（（指联联结部部位的形状状、尺尺寸、、联接接件间间的配配合或或啮合合参数数等）），但性能能和结结构不不同，，却能能互换换的单单元。。*661.3模块化化设计计是将产产品上上同一一功能能的单单元设设计成成具有有不同同性能能，可可以互互换的的模块块，选选用不不同模模块，，即可可组成成不同同类型型，不不同规规格的的产品品。*671.4模块化化设计计的原原则力求以以少数数模块块组成成尽可可能多多的产产品，并并在满满足用用户要要求的的基础础上使使产品品精度高高、性性能稳稳定、、结构构简单单、成成本低低廉。*682模块化化设计计的优优点▲产品更更新换换代较较快▲可以缩缩短设计计和制造造周期▲可以降降低成本本▲维修方方便必要要时可只只更换模模块▲模块化化设计时时对产品品的功能能划分及及模块设计计进行了了精心研研究模块设计计用于生生产批量量较小的的系列产产品是特特别有利利的*693模块化设设计的方方式▲横系列模模块化设设计即在不改改变产品品主参数数条件下下，利用用模块发发展变型型产品。。▲全系列模模块化设设计全系列包包括纵系系列和横横系列。。纵系列列模块系系统中，，产品功能能及原理理方案相相同，结结构相似似，而参参数尺寸寸有变化。随参参数变化化对系列列产品划划分合理理区段，，同一区区段内模块通用用。▲跨系列模模块化设设计跨系列模模块系统统中包括括具有相相近动力力参数的的不同类类型产品。。一是在在相同基基础件结结构上选选用不同同模块组组成跨系列产品品；一是是基础件件不同的的跨系列列产品中中具有同同一功能的零部部件选用用相同功功能模块块。*704模块的划划分及组组合4.1模块的分分类▲功能模块块-功能载体体▲生产模块块（基本本模块））-加工单元元4.2模块的划划分目前模块块的实际际划分主主要按部部件进行行，以保保证：△模块有有较高的的独立性性和完整整性，△便于结结合与分分离，容容易保证证装配质质量，生生产管理变变动较小小。分级模块块即把模块块分成不不同的级级别，低低一级模模块组合合便成为为高一级模块块*71▲功能模块块的划分分适应返回*72模块划分分的注意意事项▲注意模块块在整个个系统中中的作用用及其更更换的可能性性和必要要性▲注意保持持模块在在功能及及结构方方面的一一定独立性与与完整性性▲模块间的的结合要要素要便便于联接接及分离离▲模块的的划分不不能影响响系统的的主要功功能*734.3模块的组组合▲力求用较较少模块块组合成成更多不不同功能能和性能的的变型产产品▲组合方式式·开式(无限数组组合)·闭式(有限数组组合)*745.模块化设设计要点点▲市场调查查、用户户访问▲产品规规划▲产品功功能分析析及模块块划分▲精心进进行、改改进模块块设计▲技术文件件的编制*75模块化化设计计技术术文件件的主主要内内容⑴编制模模块组组合与与配置置各类类产品品的关关系表表⑵编制制所有有产品品的模模块组组和模模块目目录表表⑶编制制系列列通用用的制制造和和验收收条件件、合合格证明书书及装装箱单单⑷编制制模块块式的的使用用说明明，以以适应应不同同产品品、不不同模模块的的需要要返回*766模块化化系列列产品品设计计步骤骤任务市场调调查，，确定系列列型谱谱及主要参参数基型设设计，，功能分分析，，确定功功能模模块定结构构、材材料、、尺寸，，建立立生产产模块变型产产品设设计（功能能模块块、生产模模块））全系列列模块块统筹筹设计计模块编编码建立模模块管管理系系统完成施施工设设计试制投产*777模块的的计算算机管管理系系统▲工作目目标按用户户要求求，给给出可可能的的模块块组合合方式式或为新新的模模块设设计提提供信信息，，并进进行评评价，选选出最最佳的的一种种组合合方案案，最最后给给出已选选方案案的模模块组组装图图，明明细表表及价价格表。。*787模块的的计算算机管管理系系统▲系统组组成·数据管管理系系统·会话子子系统统·分析子子系统统·图形子子系统统*79§7-4外圆磨磨床模模块化化设计计实例例▲外圆磨磨床用用以实实现各各种轴轴类、、盘类类及异异形件件的外圆磨磨削▲利用模模块化化设计计的思思想建建立一一个具具有高高适应应性（柔性性）和和功能能多变变性特特点的的基型型产品品，在在综合分析析用户户需求求的基基础上上进行行系列列设计计，建建立通用用和和专专用用的的零零部部件件（（即即单单元元模模块块、、功功能能模模块），从从而而可可以以迅迅速速组组合合完完各各种种产产品品。。*802．模模块块化化总总体体设设计计思思想想2.1以功功能能分分析析为为基基础础*812.2确定定基基型型产产品品根据据市市场场调调查查、、技技术术预预测测、、品品种种规规划划及及功功能能分分析析，，以以最最大大磨磨削削直直径径和和长长度度为为200500mm的高高精精度度半半自自动动万万能能外外圆圆磨磨床床为为基基型型产产品品确定定基基型型产产品品的的原原则则：：△具有有外外圆圆磨磨床床的的基基本本形形式式△具具有有基基本本加加工工性性能能和和万万能能性性的的特特点点△具具有有适适中中的的自自动动化化的的程程度度△具具有有最最高高的的加加工工精精度度特特性性△具具有有磨磨削削规规格格适适中中的的特特点点*822.3基型型产产品品的的横横系系列列模模块块化化设设计计本基基型型产产品品横横系系列列发发展展的的产产品品是是现现代代工工业业发发展展所所需需要要的的高高精精度度、、高高效效率率切切入入式式外外圆圆磨磨床床。。切入入式式外外圆圆磨磨床床是是在在机机床床工工作作台台不不动动的的情情况况下下，，工工件件回回转转、、砂砂轮轮架架连连续续进进给给（（切切入入））直直接接磨磨削削到到规规定定尺尺寸寸的的机机床床。。*832.4基型型产产品品的的区区间间段段纵纵系系列列和和跨跨系系列列的的模模块块化化外圆圆磨磨床床纵纵系系列列的的模模块块是是指指最最大大磨磨削削长长度度按按规规定定的的长长度度间间隔隔发发展展品品种种。。而而跨跨系系列列的的模模块块化化是是指指最最大大磨磨削削直直径径按按规规定定的的系系列列化化发发展展品品种种。。本基基型型产产品品纵纵向向发发展展的的磨磨削削长长度度为为350、750、1000mm；从最最大大磨磨削削直直径径为为200mm跨入入到到最最大大磨磨削削直直径径为为320mm。*84建立立模模块块和和模模块块组组合合3.1在功功能能分分解解基基础础上上建建立立模模块块外圆圆磨磨床床模模块块化化设设计计以以建建立立单单元元模模块块为为基基础础，，由由单单元元模模块块按按互互换换方方式式在在基基础础件件模模块块上上组组成成不不同同的的功功能能模模块块。。3.2单元元模模块块设设定定的的原原则则△按机机床床的的特特性性分分解解单单元元模模块块△单元元模模块块具具有有独独立立性性△模块块之之间间的的““接接口口””要要标标准准化化△建立立基基础础件件模模块块△单元元模模块块应应考考虑虑新新技技术术应应用用的的可可能能性性*853.3主要要模模块块的的分分解解1床身身模模块块2工作作台台模模块块3工作作台台手手驱驱动动模模块块4头架模模块5尾架模模块6砂轮架架模块块7横进给给系统统模块块8液压系系统模模块9电气模模块10砂轮休休整器器模块块*86①床身功功能模模块1-a床身模模块设立350、500、750、1000mm四种单单元模模块；；1-b操纵箱箱模块块设立手手动型型、半半自动动型和和自动动切入入型3种单元元模块块1-c后挡水水板模模块设立窄窄型和和宽型型两种种单元元模块块。返回*87②工作台台功能能模块块2-a工作台台模块块设立350、500、750、1000mm4种。2-b调锥度度模块块适应所所有变变型的的机床床返回*88③工作台台手驱驱动功功能模模块由驱动动机构构模块块及手手、液液动互互锁模模块组组成。。其中中手、、液动动互锁锁模块块可根根据机机床不不同的的性能能要求求选取取。返回*89④头架功