构形设计时要求零件、部件设计满足设计的功能需求；零件结构形状要 便于制造加工；常用零件尽可能标准化、系列化、通用化；总体设计还应满 足总功能、人机工程、造型美学、包装和运输等方面的要求。
构形设计时一般先由总装配图分拆成部件、零件草图，经审核无误后， 再由零部件工作图、部件图绘制出总装配图。
最后还有编著技术文件，如设计说明书，标准件、外购件明细表，备件、 专用工具明细表等等。
第四章 机械系统设计的基本原理
• 机械设计与其他系统一样，它的各个组成部
分都是有机结合、相互协调、相互适应的，并以 此来实现机械系统的整体功能要求。机械系统也 应具备一般系统的特性，如整体性、相关性、目 的性和环境适应性。同时，我们还应该注意的是 机械系统由于它的能量流、物料流和信息流变化 的特殊性，它的设计方法必然也具特殊性。因此， 阐述机械系统设计的基本原理是十分必要的。
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4.1 机械系统设计的一般程序和内容
4.1.1机械系统设计的类型
根据机械系统设计的内容特点，机械系统设计一般可分为开发设计、 变异设计和反求设计。 1.开发设计
针对新任务，提出新方案，完成产品规划、概念设计、构型设计的全 过程。 2.变异设计
在已有产品的基础上，针对原有缺点或新的工作要求，从工作原理、 功能结构、执行机构类型和尺度等方面进行一定变异，设计出新产品以适 应市场需要，增强市场竞争力。这种设计也可包括在基础型产品的基础上， 工作原理保持不变，开发出不同参数、不同尺寸或不同功能和性能的变型 系列产品。 3.反求设计
例如，在机械系统设计某个子功能需要实现直线往复运动，可以采用机 械传动方案或液压传动方案，这两者在制造难易程度和制造成本方面是不同 的。在机械系统的方案设计阶段考虑制造问题有全面的制造知识和丰富的实 践经验。
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2.面向制造的机械系统构形设计 机械系统构形设计要求各零、部件设计易于制造，具体来说应考虑： 1）零件、部件的构形尽可能简单； 2）零件、部件的各加工部分要易于加工制造； 3）零件、部件的选材也要符合便于加工的原则。
4.2.2 面向装配的设计原理
面向装配的设计（design for assembly）简称DFA。
面向装配的设计是在设计过程中在充分考虑机械系统的功能的同时，使机械 系统的装配工艺尽量简化，易于进行装配与调整。
1.面向装配的机械系统方案设计
机械系统方案设计往往涉及它的工作原理、基本组成以及功能结构解的 选择。方案设计阶段应该充分考虑机械系统工作原理、基本组成和功能结构 解的易装配性。实现基本组成的模块化、功能结构解的简单化、装配调整容 易。
功能分析和工作 原理确定
机器构成的构 思
工艺动作分析执
确定机器的组
概
行动作确定
成
念
执行机构选择和机械运
引入人一机系
设
动方案的设计
统分析
计
最佳机械运动方案
的
机械总体方案
机械构型构思和设计
施工图
构
机械总装图设计
型
设计计算说明书
设
机械部件设计
计
标准通用件明
机械零件设计
4.2.1 面向制造的设计原理
面向制造设计（design for manufacturing）简称DFM。
面向制造的设计是在设计过程中充分考虑机械系统的功能的同时，使机 械系统的制造工艺尽量简化、制造成本尽量减少。
1.面向制造的机械系统方案设计
机械系统方案设计往往会涉及它的工作原理、基本组成以及功能结构解 的选择。方案色号及阶段虽然还无法断定各个功能的结构和构形的具体参数， 但是应该考虑机械系统的工作原理、基本组成及功能结构解的制造的难易程 度及制造成本的高低。
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4.2 面向X的设计原理
机械系统设计由于涉及面十分广泛，在设计过程中需要考虑方方面面的问 题，因此就产生面向制造、装配、拆卸、维修、环境、回收等等的设计原理。 这些面向X的设计原理体现了机械系统设计的复杂性和广泛性。应该掌握好这 些设计原理，使机械系统设计达到全面最优的功能要求。
下面分别阐述一下它们的基本设计原理。
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细表
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使用说明书
4.1.2 机械系统设计的一般程序
不论哪一种设计，为了提高机械系统的设计质量和设计水平，必须有一
个科学的设计程序。目前较为广泛实施和应用的机械系统设计的程序可归纳 成表4-1所示的框图程序。
4.1.3 机械系统设计的基本内容
对于表4-1所示的三个设计阶段的基本内容分别阐述如下：
例如，工业平缝机主要有刺料、挑线、勾线、送料4个子功能，在保证 实现工业平缝机的缝纫功能的条件下，实现4个子功能结构解的模块化将有利 于简化部件的装配。同时选择简单的子功能结构将会有利于部件内部的装配 简单化。
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另外，方案设计中方案工作原理的选择也会影响装配的难易程度，因此 需要加以认真选择。
针对已有的先进产品或设计，进行深入分析研究，探索掌握其关键技 术，在消化、吸收的基础上，开发出同类型、但能避开专利的新产品。
表4-1机械设计的一般程序框图
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• 设计阶段
产 品 规 划
设计程序内容与设计步骤
市场需求分析
提出产品设计要求
明确设计任务
阶段设计目标
设计任务书
可行性研究报告
任务要求明细表
筛选取得较理想的工作原理方案。对于机械产品来说，在功能分析和功能原
理确定的基础上进行工艺动作构思和工艺动作分解，初步拟定各执行构件相
互协调配合运动循环图，进行机械运动方案的设计（即机构系统的型综合和
数综合）等，这就是产品概念设计可整过理程pp的t 主要内容。
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3.构形设计
构形设计是将方案（主要是机械运动方案等）具体转化为机器及其零部 件的合理构形。也就是要完成机械产品的总体设计、部件和零件设计，完成 全部生产图纸并编制设计说明书等有关技术文件。
1.产品规划
产品规划是要求进行需求分析、市场预测、可行性分析，确定设计参数 及制约条件，最后给出详细的设计任务书（或要求表），作为设计、评价和 决策的依据。
2.概念设计
需求是以产品的功能来体现的，功能与产品设计的关系是因果关系。体
现同一功能的产品可以有多种多样的工作原理。因此，这一阶段的最终目标
就是在功能分析的基础上，通过构想设计理念、创新构思、搜索探求、优化