現(xiàn)代設(shè)計方法課后習(xí)題解答

現(xiàn)代設(shè)計方法作業(yè)

第五章相似設(shè)計與模塊化設(shè)計

一、就某機(jī)電、家具、家電產(chǎn)品，談?wù)勅绾芜M(jìn)行模塊化設(shè)計？

答：模塊化設(shè)計是近年來發(fā)達(dá)國家普遍采用的--種先進(jìn)設(shè)計方法，它的核心思想

是將系統(tǒng)按功能分解為若干模塊，通過模塊的不同組合，可以得到不同品種、不

同規(guī)格的產(chǎn)品。而數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)的特點也決定了模塊化設(shè)計方法對于數(shù)控機(jī)床設(shè)

計的適用性：

1）同一類型的數(shù)控機(jī)床均可劃分為基本相同的若干部分；

2）同一類型的數(shù)控機(jī)床通過一個或若干個基本參數(shù)的變化形成不同規(guī)格的；

3）同一類的數(shù)控機(jī)床盡管有著各種不同的結(jié)構(gòu)布局和用途范圍，但其基本控制、

運動功能和工作原理是相同的；

4）數(shù)控機(jī)床中有不少獨立的功能單元，如導(dǎo)軌副、絲杠副、冷卻系統(tǒng)、潤滑系

統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、氣動系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)等。這一特點使其適應(yīng)于模塊化設(shè)計方

法；

5）數(shù)控機(jī)床的加工要求向高速、高精度方向發(fā)展，要求機(jī)床結(jié)構(gòu)具有高剛度、

高可靠性，機(jī)床基礎(chǔ)大件（床身、工作臺、主軸箱、滑鞍、立柱等）的結(jié)構(gòu)動、

靜態(tài)特性和傳動系統(tǒng)的高剛性成為設(shè)計的主要矛盾；

6）數(shù)控機(jī)床采用計算機(jī)控制技術(shù)，使機(jī)床的機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)大為簡化；

7）市場競爭和市場需求的多變，要求數(shù)控機(jī)床產(chǎn)品規(guī)格和功能多樣化、性能好、

成本低、制造周期短；

8）隨著技術(shù)的進(jìn)步和市場的發(fā)展，許多數(shù)控機(jī)床功能部件已實現(xiàn)專業(yè)化生產(chǎn)和

商品化。

對于數(shù)控機(jī)床而言，模塊化設(shè)計是指將機(jī)床上同一功能的單元，設(shè)計成具有不同

用途或性能的、可以互換選用的模塊，用以更好地滿足用戶需要的一種設(shè)計方法。

數(shù)控機(jī)床的整體結(jié)構(gòu)可以分解為單個部件的有機(jī)組合。通過功能分析，使得功能

相同或相似，聯(lián)接接口相同，而性能、用途不同的各種功能單元，經(jīng)過選擇、優(yōu)

化、簡化和統(tǒng)一，形成各種具有獨立功能的單元模塊。通過對機(jī)床單元模塊選擇、

使模塊間有機(jī)地匹配與連接，進(jìn)而組合成各種通用機(jī)床、變型機(jī)床和專用機(jī)床。

模塊化設(shè)計的一般過程：

模塊化設(shè)計分為兩個不同層次，第一個層次為系列模塊化產(chǎn)品研制過程，需

要根據(jù)市場調(diào)研結(jié)果對整個系列進(jìn)行模塊化設(shè)計，本質(zhì)上是系列產(chǎn)品研制過程，

如圖2.1所示。

圖2.1模塊化系列產(chǎn)品研制過程

第二個層次為單個產(chǎn)品的模塊化設(shè)計，需要根據(jù)用戶的具體要求對模塊進(jìn)行選擇

和組合，并加以必要的設(shè)計計算和校核計算，本質(zhì)上是選擇及組合過程，如圖

2.2所示。

圖2.2模塊化產(chǎn)品設(shè)計過程

總的說來，模塊化設(shè)計遵循一般技術(shù)系統(tǒng)的設(shè)計步驟，但比后者更復(fù)雜，花費更

高，要每個零部件都能實現(xiàn)更多的部分功能。

1.市場調(diào)查與分析

模塊化設(shè)計成功的前提。必須注意市場對同類產(chǎn)品的需求量、市場對同類產(chǎn)品基

型和各種變型的需求比例，分析來自用戶的要求，分析模塊化設(shè)計的可行性等。

對市場需求量很少而又需要付出很大的設(shè)計與制造花費的產(chǎn)品，不應(yīng)在模塊化系

統(tǒng)設(shè)計的總功能之中。

2.進(jìn)行產(chǎn)品功能分析，擬定產(chǎn)品系列型譜

合理確定模塊化設(shè)計所覆蓋的產(chǎn)品種類和規(guī)格，種類和規(guī)格過多，雖對市場應(yīng)變

能力強，有利于占領(lǐng)市場，但設(shè)計難度大，工作量大；反之，則對市場應(yīng)變能力

減弱，但設(shè)計容易，易于提高產(chǎn)品性能和針對性。

3.確定參數(shù)范圍和主參數(shù)

產(chǎn)品參數(shù)有尺寸參數(shù)、運動參數(shù)和動力參數(shù)(功率、轉(zhuǎn)矩、電壓等)，須合理確定,

過高過寬造成浪費，過低過窄不能滿足要求。另外，參數(shù)數(shù)值大小和數(shù)值在參數(shù)

范圍內(nèi)的分布也很重要，最大、最小值應(yīng)依使用要求而定。

主參數(shù)是表示產(chǎn)品主要性能、規(guī)格大小的參數(shù)，參數(shù)數(shù)值的分布一般用等比或等

差數(shù)列。確定模塊化設(shè)計類型，劃分模塊只有少數(shù)方案用到的特殊功能，可由非

模塊實現(xiàn):若干部分功能相結(jié)合，可由一個模塊實現(xiàn)(對于調(diào)整功能尤其如此)。

4.模塊結(jié)構(gòu)設(shè)計，形成模塊庫

由于模塊要具有多種可能的組合方式，因此設(shè)計時要考慮到一個模塊的較多接合

部位，應(yīng)做到加工合理、裝配合理;應(yīng)盡量采用標(biāo)準(zhǔn)化的結(jié)構(gòu)；盡量用多工位組

合機(jī)床同時加工，否則模塊的加工成本將非?？捎^;還應(yīng)保證模塊壽命相當(dāng)，維

修及更換方便。

5.編寫技術(shù)文件

由于模塊化設(shè)計建立的模塊常不直接與產(chǎn)品聯(lián)系，因此必須注意其技術(shù)文件的編

制，才能將不同功能的塊有機(jī)聯(lián)系起來，指導(dǎo)制造、檢查和使用。技術(shù)文件主要

包括以下內(nèi)容：

(1)編制模塊組合與配置各產(chǎn)品的關(guān)系表。其中應(yīng)包括全系列的模塊種類及各產(chǎn)

品使用的模塊種類和數(shù)量。

(2)編制所有產(chǎn)品的模塊組和模塊目錄表，標(biāo)明各產(chǎn)品和模塊組的組成。

(3)編制系列通用的制造與驗收條件、合格證明書及裝箱單。

⑷編制模塊式的使用說明以適應(yīng)不同產(chǎn)品、不同模塊的需要。

模塊的劃分根據(jù)其劃分角度的不同，有不同的劃分方式，最終得到不同的基本單

元。從產(chǎn)品生命周期的觀點看，這些不同的劃分角度分別是面向產(chǎn)品生命周期中

的不同階段。因此，可以根據(jù)模塊劃分所面向的生命周期中的具體階段，把模塊

劃分為：

(1)面向設(shè)計的模塊劃分

⑵面向制造的模塊劃分

(3)面向使用、裝配和維修的模塊劃分

(4)面向回收的模塊劃分

⑸面向整個生命周期的模塊劃分

本次數(shù)控機(jī)床的設(shè)計從面向設(shè)計的角度來進(jìn)行數(shù)控機(jī)床模塊的劃分。首先對數(shù)控

機(jī)床的功能進(jìn)行分解，將數(shù)控機(jī)床的總的功能分解為不同的功能元，根據(jù)不同功

能元之間的相關(guān)性定性的進(jìn)行模塊聚類，其次按照結(jié)構(gòu)將已經(jīng)聚類的功能模塊對

應(yīng)的零部件分解出來，再根據(jù)各個零部件之間在制造和裝配上的相關(guān)性進(jìn)行分

析，最終將兩次分析的結(jié)果綜合起來得到更為細(xì)小的具有不同用途或性能的模

塊。將數(shù)控機(jī)床分為10個模塊，具體劃分如下：

傳動模塊：絲杠，聯(lián)軸器，伺服電機(jī)，電機(jī)架，軸承端蓋，軸承架

支撐連接模塊：導(dǎo)軌，滑塊

工作臺模塊：工作臺底盤，工作臺托盤

主軸箱模塊：主軸箱體，主軸

刀庫模塊：刀庫，抓刀機(jī)械手

防護(hù)模塊：絲杠防護(hù)罩，整機(jī)防護(hù)罩

輔助模塊：氣動液壓裝置，排屑裝置，冷卻裝置，潤滑裝置，電氣控制裝置

床身模塊：床身

立柱模塊：立柱

滑板模塊：滑板

二、查閱相關(guān)資料，圍繞相似設(shè)計或模塊化設(shè)計寫一篇小論文？

數(shù)控機(jī)床作為最為重要的制造裝備之一,是機(jī)電行業(yè)的重要基礎(chǔ)；是交通、

電子及采礦產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)生產(chǎn)現(xiàn)代化的最主要的手段;是制造業(yè)實現(xiàn)自動化、柔性化、

集成化的基礎(chǔ)；同時也是發(fā)展軍事工業(yè)的重要戰(zhàn)略物資。目前，國內(nèi)模具、汽車

等行業(yè)的興旺，使得市場對數(shù)控機(jī)床的需求量增大，這給數(shù)控機(jī)床的發(fā)展帶來了

新一輪的發(fā)展機(jī)遇，但同時也帶來了挑戰(zhàn)，這種挑戰(zhàn)主要來自于用戶對數(shù)控機(jī)床

性能個性化、多樣化的需求與產(chǎn)品生產(chǎn)性能、產(chǎn)品生產(chǎn)成本之間矛盾的切入點的

尋優(yōu)。止匕外、國外知名機(jī)床制造廠家紛紛在國內(nèi)設(shè)立設(shè)計、生產(chǎn)基地使得國內(nèi)數(shù)

控機(jī)床原有的價格優(yōu)勢已經(jīng)不再明顯。面對市場和國外競爭廠商帶來的挑戰(zhàn)和壓

力是擺在國內(nèi)制造業(yè)企業(yè)、各大院校和科研機(jī)構(gòu)面前刻不容緩需要得到解決的課

題。為了這些問題、許多企業(yè)采用了模塊化設(shè)計這一指導(dǎo)思想。所謂模塊化設(shè)計

就是指將機(jī)床分解成相對獨立的子單元并通過對這些子單元的標(biāo)準(zhǔn)化和重新配

置最終產(chǎn)生一組滿足不同客戶需求的產(chǎn)品集合。這些相對獨立的子單元具有特定

的功能和完整的接口，所以我們可以稱之為模塊。模塊是模塊化產(chǎn)品的基本組成

元素。通過模塊組合來實現(xiàn)全局功能的產(chǎn)品即可稱為模塊化產(chǎn)品。與傳統(tǒng)意義上

的數(shù)控機(jī)床相比，模塊化設(shè)計是?種柔性開發(fā)策略。企業(yè)能夠通過模塊的重組來

實現(xiàn)數(shù)控機(jī)床的開發(fā)從而縮短了開發(fā)的周期和設(shè)計成本。數(shù)控機(jī)床中有不少獨立

的功能單元如導(dǎo)軌件、絲杠副、冷卻、潤滑、驅(qū)動、控制、檢測裝置等。這一

特點使其適應(yīng)于模塊化設(shè)計方法。

近兒年來、隨著計算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，大多數(shù)企業(yè)實現(xiàn)了信息化和數(shù)字化。

而CAD技術(shù)在企業(yè)數(shù)字化信息化過程中起著重要作用。正如此、基于計算機(jī)輔助

設(shè)計的模塊化設(shè)計已經(jīng)成為當(dāng)前研究熱點之一。然而目前絕大多數(shù)CAD系統(tǒng)軟件

比如UG、CATIA、Pro/E、SolidWorks等。雖然提供了一些常用的標(biāo)準(zhǔn)件庫但是

都沒有提供面向產(chǎn)品設(shè)計的參數(shù)化、用戶可方便自擴(kuò)充的模塊數(shù)據(jù)庫。這樣對于

產(chǎn)品設(shè)計人員就常常因為沒有模塊數(shù)據(jù)庫而要進(jìn)行很多不必要的重復(fù)繪圖工作

大大降低了設(shè)計人員的工作效率。因此要在CAD系統(tǒng)上建立一套用戶自己可以維

護(hù)修改的參數(shù)化的模塊設(shè)計庫便成了企業(yè)進(jìn)行模塊化設(shè)計要解決的當(dāng)務(wù)之急。

對于模塊化的概念Urich認(rèn)為模塊化與設(shè)計中的兩個特點緊密相關(guān)。1.設(shè)計中功

能領(lǐng)域與物理結(jié)構(gòu)領(lǐng)域之間的對應(yīng)程度影響模塊化的程度2.產(chǎn)品物理結(jié)構(gòu)間相

互影響程度的最小化。這兩點從設(shè)計學(xué)角度指出了影響模塊化設(shè)計的基本因素。

Sun從功能一設(shè)計參數(shù)映射的角度定義模塊化設(shè)計。模塊化設(shè)計是一種分析結(jié)果

的產(chǎn)生，是這種結(jié)果以產(chǎn)品、過程和系統(tǒng)的形式表現(xiàn)并滿足預(yù)定的需求，其方法

是選擇適當(dāng)?shù)脑O(shè)計參數(shù)完成從功能需求域到設(shè)計參數(shù)域的映射。Paul和Berlitz

認(rèn)為模塊化設(shè)計是完成從功能需求域到模塊功能域的映射，然后再考慮模塊性能

（如尺寸、重量等）基礎(chǔ)上完成從模塊功能域到模塊結(jié)構(gòu)域的映射并將模塊功能

域的功能分為基本功能、附加功能、適應(yīng)性功能、專用功能和用戶定制功能五類

相應(yīng)的將模塊結(jié)構(gòu)定義為基本模塊、附加模塊、適應(yīng)性模塊、專用模塊和用戶

定制模塊。在國內(nèi)、賈延林認(rèn)為模塊化設(shè)計實在對一定范圍內(nèi)的不同功能或相同

功能不同性能、不同規(guī)格的產(chǎn)品進(jìn)行功能分析的基礎(chǔ)上劃分并設(shè)計出系列功能

模塊，通過模塊的選擇和重組可以構(gòu)成不同的產(chǎn)品，以滿足市場不同需求的設(shè)計

方法。勞俊等人認(rèn)為、模塊化設(shè)計是綜合考慮系統(tǒng)對象，把系統(tǒng)按功能分解成不

同用途和性能的模塊并使之接口標(biāo)準(zhǔn)化選擇不同的模塊（必要時設(shè)計部分專用模

塊）迅速組成各種要求的系統(tǒng)的一種方法。童時中從系統(tǒng)論角度定義模塊化為：

為取得最佳效益，從系統(tǒng)觀點出發(fā)研究產(chǎn)品（從系統(tǒng)）的構(gòu)成形式用分解和組合

的方法建立模塊化系統(tǒng)并運用模塊組合成產(chǎn)品（或系統(tǒng)）的全過程。施進(jìn)發(fā)、梁

錫昌認(rèn)為機(jī)床模塊化設(shè)計是講機(jī)床上同一功能的單元設(shè)計成具有不同用途或者

性能的課互相選用的模塊根據(jù)市場需要拼組成具有不同性能特點的機(jī)床。胡維剛

認(rèn)為模塊是一組同時具有相同功能和相同結(jié)合要素而具有不同性能或用途甚至

不同結(jié)構(gòu)特征但能互換的單元。并進(jìn)一步指出模塊化設(shè)計是基于模塊的思想將一

般產(chǎn)品設(shè)計任務(wù)設(shè)計成模塊化產(chǎn)品方案的設(shè)計成模塊化產(chǎn)品方案的設(shè)計方法。

在設(shè)計方法上、國外的Zakuski的文章中表達(dá)了一種側(cè)重于功能分解和集成的模

塊化設(shè)計方法，主要指產(chǎn)品和過程的集成對產(chǎn)品的分解、集成和評估做了討論。

Sakieh和Kamrar發(fā)展了一種結(jié)構(gòu)化的方法。這種方法包括需求分析、概念分析

（分解）、概念集成。他們提出了鏈接方法中各步驟的結(jié)合度。Jiao和Ts-eng

發(fā)展了一種模塊性的系統(tǒng)規(guī)劃。在三個連續(xù)的觀點中一功能（需求分析）、技術(shù)

（分解一集成）、物理（經(jīng)濟(jì)評估），集成了產(chǎn)品開發(fā)中的不同階段。國內(nèi)浙江大

學(xué)的祁國寧教授也提出了一種基于結(jié)構(gòu)特征的設(shè)計方法。

在模塊的識別研究上，國外GU等人提出的面向產(chǎn)品全生命周期的模塊化

劃分方法，針對每一階段的設(shè)計目標(biāo)構(gòu)造相關(guān)矩陣，由設(shè)計師對每一個設(shè)計目標(biāo)

的模塊劃分結(jié)果進(jìn)行對比和綜合，得到最終的模塊劃分結(jié)果；Stone等提出--種

啟發(fā)式模塊創(chuàng)建方法，根據(jù)產(chǎn)品功能結(jié)構(gòu)圖中的能量流、物料流、信號流一級力

等來進(jìn)行產(chǎn)品模塊劃分。Tshi等人通過制造和裝配過程中的功能設(shè)計研究，得

出模塊形成的最優(yōu)方式，并對模塊的設(shè)計、制造順序進(jìn)行排序。Sakieh等人把

馬快的形成過程分解成四階段，并通過零件之間特征指標(biāo)的關(guān)聯(lián)度形成模塊。國

內(nèi)潘雙夏等從客戶需求、功能、兒何、物理等相關(guān)準(zhǔn)則出發(fā)，提出了基于模糊聚

類的模塊化分方法。王海軍等分別用直接集類法、最大模糊樹法和模擬退火算法

進(jìn)行了面向產(chǎn)品再設(shè)計的功能模塊劃分。高飛等利用廣義有向圖對創(chuàng)新設(shè)計產(chǎn)品

功能模塊進(jìn)行了合理的劃分。南京理工大學(xué)的周開俊等利用遺傳算法進(jìn)行了面向

產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計的劃分。

第九章并行設(shè)計

一、并行設(shè)計中的協(xié)同工作是什么？試說明其組織模型。

答：協(xié)同設(shè)計的概念主要體現(xiàn)在設(shè)計信息的“并行”共享上，即設(shè)計者能在“適

當(dāng)”的時候，采用“適當(dāng)”的方法，在“適當(dāng)”的地方，以“適當(dāng)”的形式存取

“適當(dāng)”的設(shè)計信息。之所以強調(diào)適當(dāng)性，是因為協(xié)同行為發(fā)生在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的

不同地點和不同時間。協(xié)同的含義具體體現(xiàn)以下兒個方面：

（1）產(chǎn)品設(shè)計信息的協(xié)同。

（2）設(shè)計過程的協(xié)同。

（3）設(shè)計工具的協(xié)同。

（4）設(shè)計環(huán)境的協(xié)同。

（5）通信的協(xié)同。

在產(chǎn)品開過程中，工作小組之間的協(xié)同工作是保證產(chǎn)品開發(fā)速度和質(zhì)量的關(guān)鍵，

合理的組織劃分和定義是實現(xiàn)數(shù)據(jù)管理的基礎(chǔ)，也是流程管理的基礎(chǔ)。在實施產(chǎn)

品開發(fā)時，應(yīng)首先家里有效的組織模型，設(shè)置相應(yīng)的工作權(quán)限，然后才能建立項

目的工作流程、審批規(guī)則等。通常采用五級組織模型，如圖9-3所示。

圖9-3五級組織模型

二、簡述產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的組成。

答：一個理想的產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)應(yīng)包括如下組成要素:

①信息倉庫。

②信息管理。

③基礎(chǔ)體系結(jié)構(gòu)。

④接口模塊。

⑤信息結(jié)構(gòu)定義模塊。

⑥信息結(jié)構(gòu)管理模塊。

⑦工作流定義模塊。

⑧工作流控制模塊。

⑨系統(tǒng)管理模塊。

目前，還沒有什么系統(tǒng)可以單獨提供上述產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理的全部功能，因此，

企業(yè)實際應(yīng)用的產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)一般都是由多個異構(gòu)系統(tǒng)集成的結(jié)構(gòu)。其中包

括：一個核心程序，若干個集成工具和若干個局部的產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理中心。

第十一章綠色設(shè)計

一、何謂綠色設(shè)計？何謂綠色產(chǎn)品？何謂綠色技術(shù)？

答：綠色設(shè)計(GreenDesign),又稱又稱生態(tài)設(shè)計(EcologicalDesign)、

面向環(huán)境的設(shè)計(DesignforEnvironment)、生命周期設(shè)計、環(huán)境意識

設(shè)計等，是指借助產(chǎn)品生命周期中與產(chǎn)品相關(guān)的各類信息(技術(shù)信息、環(huán)境

協(xié)調(diào)性信息、經(jīng)濟(jì)信息)，利用并行設(shè)計等各種先進(jìn)的設(shè)計理論，使設(shè)計出

的產(chǎn)品具有先進(jìn)的技術(shù)性、良好的環(huán)境協(xié)調(diào)性以及合理的經(jīng)濟(jì)性的一種系

統(tǒng)設(shè)計方法。綠色設(shè)計著眼于人與自然的生態(tài)平衡關(guān)系，在設(shè)計過程的每

一個決策中都充分考慮到環(huán)境效益，盡量減少對環(huán)境的破壞。對工業(yè)設(shè)計

而言，綠色設(shè)計的核心是"3R",即Reduce、Recycle和Reuse,不僅要盡

量減少物質(zhì)和能源的消耗、減少有害物質(zhì)的排放，而且要使產(chǎn)品及零部件

能夠方便地分類回收并再生循環(huán)或重新利用。綠色設(shè)計不僅是一種技術(shù)層

面的考量，更重要的是一種觀念上的變革，要求設(shè)計師放棄那種過分強調(diào)

產(chǎn)品在外觀上標(biāo)新立異的做法，而將重點放在真正意義上的創(chuàng)新上面，以

一種更為負(fù)責(zé)的方法去創(chuàng)造產(chǎn)品的形態(tài)，用更簡潔、長久的造型使產(chǎn)品盡

可能地延長其使用壽命。

綠色產(chǎn)品又稱為環(huán)境協(xié)調(diào)產(chǎn)品，是相對于普通產(chǎn)品而言的。目前綠色產(chǎn)品

的“綠色程度”還沒有達(dá)到共識。所以，關(guān)于綠色產(chǎn)品的定義尚有各種說

法。例如，綠色產(chǎn)品是指以環(huán)境資源保護(hù)為核心概念而設(shè)計生產(chǎn)的可以拆

卸并分解的產(chǎn)品，產(chǎn)品報廢后零件可以回收利用；綠色產(chǎn)品是指將重點放

在減少部件，使原材料合理化，部件可重新利用的產(chǎn)品。概括起來講，綠

色產(chǎn)品應(yīng)是在產(chǎn)品生命周期全程中，符合特定的環(huán)境保護(hù)要求，對生態(tài)環(huán)

境無害或危害極少，資源利用率最高，能源消耗最低的產(chǎn)品。

綠色技術(shù)又稱為環(huán)境友善技術(shù)，是減輕環(huán)境污染或減少原材料?、自然資源

使用的技術(shù)、工藝或產(chǎn)品的總稱。其中包括以下兒種技術(shù)：

1）面向材料的設(shè)計技術(shù)；

2）面向環(huán)境的設(shè)計技術(shù)；

3）面向能源的設(shè)計技術(shù)。

二、自擬題目，寫一篇關(guān)于環(huán)境保護(hù)與產(chǎn)品設(shè)計關(guān)系的小論文。

機(jī)械設(shè)計與環(huán)境保護(hù)

流水、鳥鳴之聲，能鎮(zhèn)靜人的情緒,松弛我們的身心,而且給人一種返回大自

然的感覺，聽了這些聲音，腦電波會增加,左右腦的溝通亦會更加有效,智慧因而

慢慢打開……而來的氣息沁人心脾。

大自然音符滋潤心靈的選擇，永遠(yuǎn)無悔的決定，沒有年齡限制的音樂極品。

當(dāng)一個人身心疲乏之際聽到那些自然音樂而感到心情舒暢，當(dāng)一個人身心煩躁

時候一個靜靜大自然的音樂有使你陶醉其中，當(dāng)一個人沒落的時候，又是自然音

樂給你了一絲的光明。當(dāng)自然的音樂無處不在。

作為一名大學(xué)生，作為一名西安科技大學(xué)高新學(xué)院的一名學(xué)生，更作為一名

學(xué)機(jī)械專業(yè)的學(xué)生，機(jī)械設(shè)計與環(huán)境保護(hù)無疑使我們要現(xiàn)在和將來工作中都要學(xué)

會的一門技術(shù)，更是一門藝術(shù)，現(xiàn)在的每一門產(chǎn)業(yè)鏈都無不和綠色環(huán)保掛著勾，

面對大自然贈與我們?nèi)绱嗣利惖氖澜纾覀冊跄苋绦膶⒅翚в谧约菏种?，所以?/p>

持續(xù)發(fā)展、人類與大自然的和諧再一次成為我們要認(rèn)真對待的一個課題。

隨著工程機(jī)械品種和數(shù)量的不斷增加，大量工程機(jī)械所消耗的資源、排放的

污染物對環(huán)境產(chǎn)生了難以估計的負(fù)荷。為保護(hù)人類十分寶貴且有限的地球資源，

實現(xiàn)全球可持續(xù)發(fā)展，提高操作人員的安全性及工作舒適性，努力達(dá)到人、機(jī)和

環(huán)境的親和，我們所設(shè)計的產(chǎn)品很有必要做關(guān)于環(huán)保方面的評估。

下面以建筑機(jī)械的環(huán)保設(shè)計理念來探究一下關(guān)于環(huán)保機(jī)械設(shè)計應(yīng)該注意的

問題。

1）使用環(huán)保型發(fā)動機(jī)；發(fā)動機(jī)是建筑機(jī)械所有系統(tǒng)中對環(huán)境影響最大的部件，

應(yīng)使用低油耗、低排放、低噪聲、高效率的環(huán)保型發(fā)動機(jī)或配置廢氣凈化、

再循環(huán)等裝置，大大降低對環(huán)境的負(fù)荷。目前工程機(jī)動車輛尚未限制發(fā)動機(jī)

尾氣排放和噪聲，但隨著國內(nèi)外各大中城市對城市環(huán)境保護(hù)的日益重視，特

別是裝載機(jī)等建筑機(jī)械產(chǎn)品在市政建設(shè)中的使用量不斷加大，對機(jī)動車輛尾

氣排放煙度、噪聲等指標(biāo)的限制愈來愈嚴(yán)格，有必要按照汽車行業(yè)的環(huán)保標(biāo)

準(zhǔn)來設(shè)計建筑機(jī)械產(chǎn)品。

2）采用低環(huán)境負(fù)荷材料；盡量使用可回收、易分解、能再生、無毒的無污染或

低污染的材料和工作介質(zhì),盡可能不使用氟利昂（空調(diào)）、含氯橡膠、樹脂及

石棉等有害材料。如裝載機(jī)、挖掘機(jī)的駕駛室內(nèi)飾上不使用難以自然分解且

對環(huán)境有害的工程塑料及其它一些非金屬材料，在儀表、散熱器及蓄能電池

等配套件的生產(chǎn)中盡可能減少或替代鉛的使用量。

3）延長壽命、降低能耗及減輕重量；在保持主機(jī)各項性能參數(shù)前提下盡量減少

主機(jī)和附屬作業(yè)裝置體積和重量，提高動力傳動系統(tǒng)零部件的強度和耐久性

能，考慮各系列產(chǎn)品同類零部件的通用性和互換性。延長產(chǎn)品壽命就等于減

少了機(jī)械的生產(chǎn)量和降低其報廢量，降低產(chǎn)品能耗可減少對環(huán)境的污染，而

減輕產(chǎn)品重量即可減少材料和資源的消耗。

4）開發(fā)清新能源和節(jié)能技術(shù)；清新能源具有低能耗、低污染并可再生使用的特

點，開發(fā)電動機(jī)械、電動執(zhí)行元件、太陽能電池和新型蓄電池，采用節(jié)能技

術(shù)措施，如開發(fā)新型驅(qū)動機(jī)構(gòu)，合理確定傳動與動力匹配，建立能源回收存

儲系統(tǒng)，減少泄露和管路損失，電梯的同步永磁無齒輪曳引機(jī)、變頻驅(qū)動系

統(tǒng)或間歇式操作系統(tǒng)都具有明顯的節(jié)能效果。

5）開發(fā)減振降噪技術(shù)和機(jī)械；如彈性支承和油氣懸掛技術(shù)、阻尼技術(shù)、蓄能技

術(shù)，開發(fā)低噪聲施工機(jī)械，如變頻低噪聲振搗器，優(yōu)化零件設(shè)計、提高加工

精度，降低傳動系和液壓系的工作噪聲，采用隔聲和吸聲材料，消除或弱化

噪聲對環(huán)境的影響。

當(dāng)然我們所設(shè)計的產(chǎn)品在符合環(huán)保要求的同時也要遵循實用的要求，要能給

企業(yè)帶來效益，還要做到能循環(huán)利用，即在設(shè)計之初就對產(chǎn)品的組成類型進(jìn)行分

析計算，考慮產(chǎn)品的可回收性、可拆卸性和再循環(huán)利用性，并對零部件分類，確

定可再循環(huán)利用的比率，要考慮報廢件處理簡單、費用低和污染小，零部件解體

方便、破碎容易、能焚燒處理或可作為燃料回收。最后還要有一定的美學(xué)元素在

里面，只有我們設(shè)計的產(chǎn)品能符合以上這些要求時我們才能稱之為一款成功的機(jī)

械產(chǎn)品。

機(jī)械的節(jié)能與環(huán)保符合國際綠色機(jī)械的發(fā)展潮流，符合和諧社會可持續(xù)發(fā)展

的要求，是社會進(jìn)步的標(biāo)志，也是社會發(fā)展的必然趨勢。為了我國機(jī)械的健康發(fā)

展，參與國際化的競爭，業(yè)內(nèi)人士必須提高機(jī)械的環(huán)保與節(jié)能意識，只有通過機(jī)

械行業(yè)的共同支持和整體協(xié)作才能完成。我們作為將來機(jī)械工業(yè)的接班人，要從

現(xiàn)在就把環(huán)保設(shè)計的理念牢記腦海，讓將來設(shè)計的產(chǎn)品更符合環(huán)保理念、更符合

綠色設(shè)計理念。

第十二章商品化設(shè)計

一、簡述產(chǎn)品與商品的區(qū)別。

產(chǎn)品在不同的所有者之間交換后就成為商品，產(chǎn)品被購買后才能體現(xiàn)其使用價

值。產(chǎn)品的生產(chǎn)和交換過程如圖12-1所示。

營銷

計劃

圖12-1產(chǎn)品的生產(chǎn)和交換過程

由此可知，從產(chǎn)品到商品還需要一個過程，還需要做許多工作，還需要在產(chǎn)

品設(shè)計的基礎(chǔ)上開展產(chǎn)品的商品化設(shè)計。

所謂商品的產(chǎn)品化，是指在現(xiàn)有技術(shù)條件下，按照市場要求設(shè)計制造的具有

最佳時間周期、合理的資源消耗、能夠最大限度地滿足市場需求、符合環(huán)境條件

并且占有一定市場份額的高質(zhì)量、低成本產(chǎn)品。商品化產(chǎn)品的特征是：功能和諧,

符合用戶需要，物質(zhì)與精神功能、流通功能有機(jī)統(tǒng)-；整體和諧，在功能配置、

質(zhì)量指標(biāo)、成本、藝術(shù)造型、結(jié)構(gòu)設(shè)計、色彩、人機(jī)工程等方面達(dá)到高度的協(xié)調(diào)；

環(huán)境和諧，產(chǎn)品的設(shè)計、制造、使用等全過程符合自然、社會及技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件，

滿足用戶各方面的要求；市場和諧，產(chǎn)品的包裝、運輸、安裝、售后服務(wù)等滿足

市場