⑴ 機械系統設計有哪些步驟
機械繫統設計是一項周密的技術工作，獲得產品任務以後，即進入了系統的總體設計階段，包含方案設計和初步篩選、系統分解、系統分析和系統技術方案設計、機械繫統方案評價五個步驟。
(1)系統方案設計和初步篩選。根據系統功能要求，選擇設計原則和設計原理，進行方案的初步設計。比如設計孔的加工機械設備，設計原理可以是機械方法、超聲原理、電。火花原理、射流原理等，其中機械方法還有車、鑽、銑、鏜等。採用不同的原理得到的加工設備盡管功能相同，但產品的價格、加工工藝、加工成本、適用范圍(加工孔的精度和大小)、生產批量等會完全不同，因而需要對初步方案進行可行性和經濟性等評價，選出合適的方案進行下一階段設計。圖2給出了對於不同的產品批量、生產率和需要採用的對應加工方式。
方案設計需要考慮的問題很多，考慮的方面越廣，系統總體方案越多，方案比較、選擇和優化才有基礎。
(2)系統分解。將總系統分解成若乾子系統，對於復雜的機械繫統，有可能需要進行多級分解，可以根據前面所講的系統五大部分組成進行分解，也可以根據系統各部分的功能進行分解，分級實現，並畫出系統圖，以便對系統進行分級分析和結構設計。
(3)系統分析。不僅要根據系統的目的和要求進行技術和經濟分析，還需要分析子系統之間的相互聯系和基本性能，這種分析可以是定性的或定量的。
(4)系統技術方案設計。繪制系統總裝配圖和電氣控制圖，提出子系統的技術要求。
(5)機械繫統方案評價。主要評價方案的完善程度、方案與設計要求的符合程度，方案是否已經達到最優以及某項具體指標是否達到最優。評價的指標體系可以歸結為三大類：技術可行性指標、經濟合理性指標和社會環境適宜性指標；評價方法通常有簡單評價法、加法評價法、連乘評價法、加權評價法和技術經濟評價法。
⑵ 機械繫統設計的系統法有哪些內容特性
機械繫統設計的系統法就是把研究的對象作為系統或系統的要素和結構，從整體上系統地、全面地進行確定的科學方法。它從系統的觀點出發，著眼於整體與局部、系統與環境、人與機之間的相互聯系和相互作用，並且綜合地、精確地考察研究對象，從而最佳地處理所研究的問題。下面側重闡述系統分解和系統分析的相關內容。
1、系統分解
任何較大的復雜的系統均可分成若幹部分或層次，對於時間過程系統可以分成若干階段。如何將所研究的系統按不同層次或階段，以至逐個地把組成系統的要素或子系統區分開來進行分析，使復雜的系統整體變換成許多簡單的子系統，這就是系統的分解問題。系統整體如何通過分解簡化為若干個子系統，這對於認識整體系統，作出決策，以及協調配合都關系極大。系統分解大體可以分成以下幾種類型：
(1)按空間結構關系進行分解
這是系統分解的常用方法。將系統按空間關系劃分為若干相互關聯的子系統，同一層次的子系統屬平行關系。
例如，一個機械廠如按空間關系可以劃分為鑄造車間、鍛造車間、金工車間、裝配車間、檢修車間等相對獨立的各個子系統，彼此之間雖有聯系，但基本上屬於平行關系。
(2)按系統總目標進行分解
這是將整體系統的總目標劃分為若幹部分的分目標。這種系統分析法有利體現系統不同的屬性。
例如，一台行走式穀物聯合收獲機其總目標是收獲穀物。它可以分解為動力、傳動、執行(包括作物莖稈切斷、穀粒與谷穗分離、穀粒清選等)、操縱控制、行走、支承等相對獨立的子系統。各個子系統分別實現分目標。這種劃分任務明確、目的性強。
(3)按系統模型的關聯性進行分解
這種方法藉助於系統模型的關聯性對系統分解。首先對系統建立主框圖模型，用圖示法或圖表法反映各子目標的相互關系；其次按掌握的資料建立定量的數學模型，反映各子目標的函數關系；其三，將屬性模型轉換為計算機語言以便進行分析計算。通過模型的關聯性分解得到系統的各子系統的相互關系。
(4)按系統控制和管理過程進行分解
為了便於系統工程施工以及進入運行階段的控制和管理，在工程系統中，還必須把一個完整的控制問題變換成一組控制的子問題，然後採取不同方法加以解決。
機械繫統的分解採用第2種方法居多。在進行系統分解時，要特別關注系統的整體性和相關性，並把容易綜合獲得最優的整體方案作為首要條件。
系統分解可以平面分解，也可以分級分解，或者兼有二者的組合分解
系統分解時應注意下述各點：
1)分解數和層次應適宜分解數太少，子系統仍很復雜，不便於子系統的模型化和優化等設計工作；分解數和層次太多，又會給總體系統的綜合設計造成困難。
2)避免過於復雜的分界面對那些聯系緊密的要素不宜分解拆開，即分解的界面應盡可能選擇在要素間結合枝數(聯系數)較少和作用較弱的地方。
3)保持能量流、物質流和信息流的合理流動途徑通常機械繫統工作時都存在著能量、物料和信息三種流的傳遞和變換，它們在從系統輸入到系統輸出的過程中，按一定方向和途徑流動，既不可中斷阻塞，也不能造成干涉或紊流，即便分解成各個子系統，它們的流動途徑仍應明確和暢通。
4)了解系統分解與功能分解的關聯及不同系統分解時，每個子系統仍是一個子系統，它把具有比較緊密結合關系的要素集合在一起，其結構成員雖稍為簡單，但其功能往往還有多項。而功能分解時是按功能體系進行逐級分解，直至不能再分解的單元功能為止。
2、系統分析
系統分析是一種科學的決策方法，其目的是幫助決策者，對所要決策的問題逐步提高其清晰度。它是採用系統的觀點和方法，用定性和定量的工具，對所研究的問題進行系統結構和系統狀態的分析，提出各種可行的方案和替代方案，並進行分析和評價，為決策者選擇最優系統方案提供主要依據。
系統分析的一般程序如下：
1)系統目標設定系統目標是系統分析的出發點和進行評價、決策的主要依據。因此，應進行系統研究——通過對廣泛的資料的分析，獲得有關信息，並利用有效方法(如進行統計和檢驗等)對信息進行處理，以確定系統目標。
2)構造模型模型是實體系統的抽象，它應能表示系統的主要組成部分和各部分的相互作用，以及在運用條件下因果作用和反作用的相互關系。構造模型的目的是用較少的風險、時間和費用來對實體系統作研究和實驗，以便更好地得到系統的性能。模型包括數學模型、實物模型、計算機模擬及各種圖表等。在構造模型時，必須全面考慮系統的各影響因素，分清主次，盡可能如實描述系統的主要特徵。在能滿足系統目標的前提下，應盡量簡化，以需要、簡明、易解為原則。
機械繫統是物理系統，描述物理系統的模型常用圖像模型和數學模型。由於計算機技術的滲透，數學模型的應用越來越廣，尤其是需要對系統進行精確定量分析的場合。
雖然構造模型對於系統分析是很重要的，但也不能排除經驗分析和類比判斷。當設計師能夠根據自己或他人的經驗直觀地作出正確的分析判斷時，也可不必建立模型，但應提出可靠的例證。
3)系統最優化系統最優化就是應用最優化理論和方法，對各個候選方案進行最優化設計和計算，以獲得最優的系統方案。
由於系統的變數眾多，結構通常都很復雜，在系統目標設定時，常常有多個目標，其中有些可能是矛盾的，很難完全兼顧，因此，在多目標的系統分解中，常採取合理的妥協和折中的辦法，如滿意性設計或協調性設計。前者為不一定追求系統的真正最優，而是尋求一個綜合考慮功能、技術、經濟、使用等因素後的滿意的系統；後者在系統中，不一定每項性能指標都達到最優，雖然從局部看不都是最優，但從整體看則是最優，整個系統具有良好的協調性。
4)系統評價系統評價是對系統分析過程和結果的鑒定，其主要目的是判斷所設計的系統是否達到了預定的各項技術經濟指標。
系統的評價對於決策的有效性關系極大，正確的評價可以使決策獲得成功，取得很大的效益，錯誤的評價可以導致決策失敗，付出沉重的代價。
系統評價時，首先要根據系統目標規定一組評價指標，確定系統的評價項目，制定評價的准則。不同的系統應該有不同的評價指標。系統評價的項目是由構成系統的性能要素來確定的，主要包括系統的功能、速度、成本、可靠性、實用性、適應性、壽命、技術水平、生存能力、競爭能力、重量、體積、外觀、能耗等因素。由這些因素構成描述系統的有序集合，可以根據系統所處的實際環境條件安排它們的評價順序。通過對各因素賦予反映價值地位的加權系數，形成一種評價的價值體系。這種價值體系主要是從技術和經濟的角度來進行衡量的。
系統評價應視被評價系統的特點和企業具體條件確定指標體系。一般機械繫統採用較多的評價指標體系是價值和投資體系，對系統總投資費用和總收益進行分析和評價，以選擇技術上先進、經濟上合理的最優系統方案。
⑶ 機械繫統設計的過程包括哪些階段
機械繫統設計的一般過程包括產品規劃、系統技術設計和製造銷售三個階段。
1、產品規劃
①根據產品發展規劃和市場需要提出設計任務書，或由上級主管部門下達計劃任務書。
②調查研究，進行市場調查，收集技術情報和資料，掌握外部環境條件，預測市場趨勢。
③進行可行性研究，包括技術研究和費用預測，對市場前景、投資環境、生產條件、生產規模、生產組織、成本與效益等進行全面的分析研究，提出可行性研究報告。
④系統計劃，明確設計任務、目的和要求，搞清外部環境的作用和影響，制訂系統開發計劃。
2、系統技術設計
(1)總體設計
分析和確定系統目的與要求，選擇工作原理，設計總體方案，對可行的各候選方案進行分析比較，確定最佳系統方案，並進行總體布置設計，必要時應針對所選方案進行試驗研究(前期試驗)。
(2)技術設計
分系統進行子系統的選型和設計，計算和確定主要尺寸，繪制部件裝配圖和總圖，必要時進行試驗研究(中期試驗)。
(3)工作圖設計
繪制全部零件工作圖，編寫各種技術文件和說明書。
(4)鑒定和評審
對設計進行全面的技術、經濟評價，分析內部系統對周圍環境的作用和影響。
3、製造銷售
(1)樣機試制及樣機試驗(後期試驗)
(2)樣機鑒定和評審
(3)改進設計
對不能滿足系統要求的技術、經濟指標進行分析，根據樣機鑒定和評審意見修改和完善。
(4)小批試制
對單件生產的產品，經修改、試驗、調整後，投入運行考核，並在運行中不斷改進和完善。
對大量生產的產品，通過小批試制進一步考核設計的工藝性，並不斷修改和完善設計，同時進行工藝裝備的准備工作。
(5)定型設計
完善全部工作圖、技術文件和工藝文件。
(6)銷售
對於前期試驗和中期試驗，可部分或全部使用機械繫統模擬分析的虛擬樣機技術，這對縮短開發周期，減小開發成本都大有好處。
(7)產品使用
產品進入使用領域後還可能會暴露一些問題，一般經修改後，產品的設計就日臻完善。
(8)產品報廢與回收
產品達到使用壽命(或經濟壽命)後，不能繼續使用或失去迸一步的使用價值，就必須進行報廢處理，對於產品中有回收利用價值的部分經處理後可以進行再製造。這就要求在產品方案設計階段就要考慮回收利用的問題，進行全生命周期設計。