1、一、市場調查主要涉及到以下內容： 1.1. 消費者的潛在需要消費者的潛在需要2.2. 用戶對現有產品的反映 3.3. 產品市場壽命周期產生的階段要求 4.4.競爭對手的技術挑戰5. 技術發展的推動 6. 社會的需要 第1頁/共62頁二、概念設計概念設計：通過構思確定設計任務和用簡圖形式表達的設計問題的一個求解輪廓。如功能方案的空間結構關系，大致的成本、重量、尺寸以及可行性等設想。第2頁/共62頁例如，設計一輛專門用于西部的有軌電車第3頁/共62頁第4頁/共62頁三、功能原理方案設計（初步設計）根據設計任務書提出的參數和要求，提出實現這些要求的技術方案原理性的構思。是用一種新的物理效應來代替舊的

2、物理效應， 使所設計的產品在工作原理發生根本性的變化， 但是并未涉及到具體結構尺寸的設計計算。第5頁/共62頁包括：（1）功能模塊的劃分；（2）功能模塊的求解；（3）功能模塊的組合；（4）方案篩選。第6頁/共62頁四、結構設計（詳細設計）結構設計是方案設計的實現，即對篩選出來的方案的每一個細節進行詳細的考慮和具體的設計。例如，所有電子元器件的規格參數、安裝位置和尺寸、機械零部件的材料、尺寸、公差等等；零件加工圖、總裝圖、設計計算說明書，維護說明書、檢驗標準等。第7頁/共62頁第8頁/共62頁2.2 產品的功能原理方案設計第9頁/共62頁一、功能分解基本功能：必須保證的功能，在設計中不能改變。附

3、加功能：可隨技術條件的或結構形式的改變而取舍或改變。非必要的功能：設計者主觀加上去的，可有可無。 功能的分解指對產品的必要功能進行分解。第10頁/共62頁1、黑箱法 將待設計的系統暫時看成一個黑箱，然后根據系統的輸入輸出關系來確定系統功能原理解的一種方法。第11頁/共62頁第12頁/共62頁第13頁/共62頁例如：例如用黑箱法進行露天礦開采挖掘機的功能原理方案設計 第14頁/共62頁第15頁/共62頁第16頁/共62頁2、功能樹法 第17頁/共62頁例如：設計露天礦開采挖掘機。其功能樹為： 第18頁/共62頁二、尋求功能元解 設計目錄法：通過查找功能元解的目錄來尋求問題 的答案。直覺法： 設計

4、師憑借個人的智慧、經驗和創造能力， 來尋求各種分功能的原理解。調查分析法：在了解當前國內外技術發展狀況，查閱 大量參考資料的基礎上，改進陳舊落后 的舊產品、開發新產品，構思新方案， 以尋找功能原理解。 第19頁/共62頁1、功能元的抽象描述 第20頁/共62頁第21頁/共62頁第22頁/共62頁2 2、常用的功能元解 第23頁/共62頁轉變、縮小、放大、變向等機構 第24頁/共62頁三、功能元解的組合1、分功能之間的結構關系（a a）串聯結構 第25頁/共62頁(b)(b)并聯結構 第26頁/共62頁(c)(c)環形結構 第27頁/共62頁2、功能元解組合組合方案數=3=33 3 2 2 3

5、3 1 1 4 4 4 4 3 3 4=10368 4=10368若方案為：（A1+B1+C2+D2+E1+F1+G2+H2+I1A1+B1+C2+D2+E1+F1+G2+H2+I1） 履帶式正鏟機械挖掘機若方案為：（A3+B1+C1+D2+E1+F2+G3+H1+I2A3+B1+C1+D2+E1+F2+G3+H1+I2） 輪胎式正鏟液壓挖掘機第28頁/共62頁四、方案評價（選擇表法）例如：欲設計一個儲油量測量儀傳感器。設通過功能分解、求取功能元及功能元解組合等得出了多種方案：a1，a2，a3，a4，a5，b1，b2，b3，c1，c2，c3，d1，d2，d3，d4，d5，e1，f1，f2 第2

6、9頁/共62頁第30頁/共62頁只有決策結果為全正號的才是可以考慮和比較的方案。 第31頁/共62頁例二. 瓶蓋整列裝置設計任務要求：第32頁/共62頁功能分析第33頁/共62頁功能元求解目錄表第34頁/共62頁第35頁/共62頁評價第36頁/共62頁2.3 2.3 產品的結構設計（詳細設計） 一、系統結構的任務結構設計是功能原理方案設計的實現 要確定產品的總體布局主要技術參數計算、確定元器件規格、尺寸零件圖、總裝圖的繪制技術經濟分析 技術文檔的整理等。第37頁/共62頁二、結構總體設計的步驟 第38頁/共62頁三、結構設計時應該引用的一些基本原理1、任務分配原理 相同功能的任務分配 第39頁

7、/共62頁不同功能任務分配 第40頁/共62頁2、穩定性原理 第41頁/共62頁3、力傳遞原理 第42頁/共62頁第43頁/共62頁第44頁/共62頁第45頁/共62頁第46頁/共62頁4、等強度原理第47頁/共62頁5、自補償原理 自平衡是在工作狀態下，輔助效應和初始效應相反并達到平衡狀態，取得滿意的總效應 自保護是指系統在超載工作時，其結構中元件產生保護效應，使系統免于受損 自增強是指在正常工作狀態下輔助效應與初始效應的作用方向相同，總效應為兩者之和 第48頁/共62頁第49頁/共62頁第50頁/共62頁6、力平衡原則通過相應的結構措施,使一些無用的力在其產生處立即被部分或全部平衡掉，以減

8、輕或消除不良的影響。 第51頁/共62頁7、結構設計變元法結構設計變元：指機械結構可改變的基本元素。結構設計變元法：運用變性原理和組合原理對機械結構變元進行組合，從而產生一種新結構的創新設計方法。第52頁/共62頁第53頁/共62頁第54頁/共62頁第55頁/共62頁第56頁/共62頁第57頁/共62頁2.4 2.4 控制系統的設計一、控制系統設計內容和步驟1、確定控制系統的總體方案控制過程描述、編制任務說明書、確定各個部件的設計參數和性能指標2、建立數學模型并確定控制算法即建立系統的輸入、內部狀態和輸出之間的邏輯函數關系，確定控制算法。第58頁/共62頁二、控制器選擇工控機、單片機、可編程控制器、現場總線控制、嵌入式控制系統等。