機械制造裝備設計大連理工大學馮辛安主編主講制造教研室儲開宇學時562010年8月8日機械工程系制造教研室第二章機械制造裝備設計方法第一節機械制造裝備設計的類型第二節

機械制造裝備設計的方法第三節機械制造裝備設計的評價2010年8月8日機械工程系制造教研室第一節機械制造裝備設計的類型機械制造裝備設計的類型：創新設計、變型設計、組合設計一、創新設計

1、概念：依據市場需求發展的預測，進行產品結構的調整，用新的技術手段和技術原理，改造傳統產品，開發新一代的、具有高技術附加值的新產品。

2、基本要求：

改善產品的功能、技術性能和質量；降低生產成本和能源消耗。采用先進生產工藝，縮短與國內外先進同類產品之間的差距。提高產品的競爭能力，進一步占領和擴大國內外市場。2010年8月8日機械工程系制造教研室

3、創新設計過程市場調查研究與預測->明確設計任務->產品規劃、方案設計、技術設計、施工設計->產品試制->小批試制->大批量生產->服務->產品壽命終結設計開發周期較長，研制開發工作量較大。

一、創新設計概念2010年8月8日機械工程系制造教研室變型設計：適應型設計和變參數型設計的統稱。是在原有產品基礎上開展的設計，它應屬于技術成熟的“基形”產品。基本工作原理和總體結構保持不變。適應性的設計方法——改變或更換部件的結構，形成變型產品。變參數型設計方法——改變部件尺寸和性能參數，形成變型產品。

變型設計應在“原有產品”的基礎上，按照一定的規律演變出各種不同的規格參數、布局和附件的產品，擴大原有產品的性能和功能，形成一個產品系列。

變型設計依據的原有產品，通常是采用創新設計方法完成的。二、變型設計2010年8月8日機械工程系制造教研室

三．組合設計（模塊化設計）組合設計：按合同要求，選擇適當的功能模塊，直接拼裝成的“組合產品”。組合產品中的模塊也應按系列化設計的原理進行。

機械制造裝備產品中有一大半屬于變型產品和組合產品，創新產品只有很少。

但創新設計的意義不可低估：采用創新設計方法不斷推出嶄新的產品，是企業再市場競爭中取勝的必要條件；變型設計和組合設計是在基型和模塊系統的基礎上進行的，而基型和模塊系統也是采用創新設計方法完成的。2010年8月8日機械工程系制造教研室第二節

機械制造裝備設計的方法一、設計的典型步驟四個階段：產品規劃、方案設計、技術設計、施工設計。

（一）

產品規劃階段任務：明確設計任務，通常應在市場調查與預測的基礎上識別產品需求，進行可行性分析，制訂設計技術任務書。手段：綜合運用技術預測、市場學、信息學等理論和方法來解決設計中出現的問題。目的：確定新產品的功能、技術性能和開發的日程表，保證符合市場需求的產品能及時、或適當超前的研制出來，投放市場，以減少產品開發的盲目性。2010年8月8日機械工程系制造教研室（一）

產品規劃階段

1．需求分析任務：

將需求具體化和恰到好處，明確設計任務的要求。是設計工作的開始，指導設計工作的進行。

關鍵技術：

開發新產品最困難的往往不是技術問題，而是確定需求開發什么樣的產品。設計人員必須重視需求分析，用敏銳的觀察力，及時找到和預測市場的需求，并在市場大量需求到來之前完成新產品的研制工作，搶先投放市場，以取得豐厚回報。2010年8月8日機械工程系制造教研室內容：需求分析一般包括對銷售市場和原材料市場的分析。1)新產品開發面向的社會消費群體，他們對產品功能、技術性能、質量、數量、價格等方面的要求；2)現有類似產品的功能、技術性能、價格、市場占有情況和發展趨勢；3)競爭對手在技術、經濟方面的優勢和劣勢及發展趨向；4)主要原材料、配件、半成品等的供應情況、價格及變化趨勢等。（一）

產品規劃階段2010年8月8日機械工程系制造教研室2.

調查研究（1）

市場調研

用戶需求——有關產品功能、性能、質量、使用、保養、維修外觀、顏色、風格、需求量和價格等方面的要求。產品情況——產品在其生命周期曲線中的位置，新老產品交替的動向分析等。同行情況——同行產品經營銷售情況和發展趨勢．主要競爭對手在技術、經濟方面的優勢和劣勢及發展趨向。供應情況——主要原材料、配件、半成品等的質量、品種、價格、供應等方面的情況及變化趨勢等。（一）

產品規劃階段2010年8月8日機械工程系制造教研室（2）

技術調研a.產品技術的現狀及發展趨勢；b.行業技術和專業技術的發展趨勢；c.新型元器件、新材料、新工藝的應用和發展動態；競爭產品的技術特點分析；d.競爭產品的技術特點；e.競爭企業新產品開發動向；f.環境對研制的產品提出的要求，如使用環境的空氣、濕度、有害物質和粉塵等對產品的要求；為保證產品的正常運轉，研制的產品對環境提出的要求等。（一）

產品規劃階段2010年8月8日機械工程系制造教研室(3)

社會調研一般包括企業目標市場所處的社會環境和有關的經濟技術政策，如：產業發展政策、投資動向、環境保護及安全等方面的法律、規定和標準；社會的風俗習慣；社會人員的構成狀況、消費水平、消費心理和購買能力本企業實際情況、發展動向、優勢和不足、發展潛力等（一）

產品規劃階段2010年8月8日機械工程系制造教研室3．

預測

(1)定性預測

在數據和信息缺乏時，依靠經驗和綜合分析對未來的發展狀況作出推測和估計。采用的方法有走訪調查、查資料、抽樣調查、類比調查、專家調查等。(2)定量預測

對影響預測結果的各種因素進行相關分析和篩選，根據主要影響因素和預測對象的數量關系建立數學模型，對市場發展情況作出定量預測。采用的方法有時間序列回歸法、因果關系回歸法、產品壽命周期法等。（一）

產品規劃階段2010年8月8日機械工程系制造教研室4．

可行性分析

指通過調查研究與預測后，對產品開發中的重大問題應進行充分的技術經濟論證，判斷是否可行。包括技術分析、經濟分析、社會分析。最后應提出產品開發的可行性報告。可行性報告一般包括如下內容：1)產品開發的必要性，市場調查及預測情況，包括用戶對產品功能、用途、質量、使用維護、外觀、價格等方面的要求。2)同類產品國內外技術水平，發展趨勢；3)從技術上預期產品開發能達到的技術水平；4)從設計、工藝和質量等方面需要解決的關鍵技術問題；5)投資費用及開發時間進度，經濟效益和社會效益估計；6)現有條件下開發的可能性及準備采取的措施。（一）

產品規劃階段2010年8月8日機械工程系制造教研室5．編制設計任務書見設計要求表P16設計任務書是指導產品設計的基礎性文件；其主要任務是對產品進行選型，確定最佳設計方針。2010年8月8日機械工程系制造教研室（二）

方案設計階段1．

對設計任務的抽象

要求：設計師應對設計任務進行抽象，抓住主要要求，兼顧次要要求，避免由于知識和經驗的局限性，思想上的種種框框，誤導設計方案的制訂。

目的：是對設計任務的再認識，通過功能關系和與任務相關的主要約束條件的分析，對“設計要求表”一步一步進行抽象，找出具有本質性的和主要的要求，即本質功能，以便找到能實現這些本質功能的解，再進一步找出其最優解。2010年8月8日機械工程系制造教研室

2．

建立功能結構

首先經過對設計任務的抽象，可明確設計產品的總功能

總功能是表達輸入量轉變成輸出量的能力。輸入輸出量指的是物料、能量和信息。

總功能通常是比較復雜的，較難直接看清楚輸入和輸出之間的關系。

總功能也可分解成分功能和多級子功能，它們按確定的關系結合起來，以實現總功能。

功能結構：分功能和多級子功能及它們之間的關系。（二）

方案設計階段2010年8月8日機械工程系制造教研室總功能是表達輸入量轉變成輸出量的能力。總功能可逐級往下分解，分解到子功能的要求比較明確，便于求解為止。便于了解產品中哪些子功能重復出現，為制訂通用零部件規范提供依據方框是一個“黑箱”，代表一個系統，只知道其輸入和輸出特性，其內部結構在這階段暫不細究。通過對“黑箱”及其與周圍環境的聯系，了解其功能、特性，進一步尋求其內部的機理和結構。實線箭頭表示能量；雙實線箭頭表示物料虛線箭頭表示信息；箭頭的位置可以畫在方框的任一邊。輸入或輸出用箭頭的方向表示；能量、物料或信息可以是多項內容，用多個箭頭表示；需注意上層輸入輸出功能的內容必須與下層統一。圖2-1功能結構圖2010年8月8日機械工程系制造教研室目的：子功能已有——》采用子功能沒有——》創新設計功能間的關系：串聯結構、并聯結構、環形結構功能圖見2-2功能間的聯系存在三種基本結構型式：串聯結構如圖2—2a所示，又稱順序結構。并聯結構如圖2—2b所示。環形結構如圖2—2c所示，是輸出反饋為輸入的循環結構。圖2—2e則是有選擇性地進行反饋的循環結構。2010年8月8日機械工程系制造教研室

3.尋求原理解和求解方法

原理解：就是能實現某種功能的工作原理，和實現該工作原理的技術手段和結構原理，即所謂功能載體。

工作原理：是科學原理和技術原理的統稱。是設計中最關鍵、最富于創造性的一個環節。從技術上和結構上實現工作原理的功能載體是以它具有的某種屬性來完成某一功能的。

屬性包括：物理化學屬性、運動特性、幾何特性和機械特性等。（二）

方案設計階段2010年8月8日機械工程系制造教研室例如：兩同心軸之間需要接合和斷開的功能，可采用離合器。作為離合器這個功能載體如利用其齒嚙合屬性、摩擦屬性、液力屬性或電磁屬性，則分別為牙嵌離合器、摩擦離合器、液力禍合器或電磁轉差離合器等。功能載體的屬性：往往是多方面的，有的為人們普遍掌握了的，即顯見屬性；更多的是在特定條件下顯露出來的，為人們所不了解的新屬性，即潛在屬性；設計人員的任務：不但要熟悉和會靈活應用現有功能載體的顯見屬性載體。還應努力地挖掘其潛在屬性，并創造出新的功能（二）

方案設計階段2010年8月8日機械工程系制造教研室

4.

初步設計方案的形成將所有子功能的原理解結合起來，才能形成和實現總功能。原理解的結合是設計過程中重要的一環，能得到多個初步設計方案。應采用合適的結合方法，獲得理想的初步設計方案

（1）系統結合法：按功能結構的樹狀結構，根據邏輯關系把原理解結合起來。見圖2-3，有mn方個初步方案。選優原則：相結合的子功能原理解不應互相矛盾、互相排斥，應彼此相容。即上下原理解的物理原理、能源、材料和控制方式等都應協調一致；原理解的結合要能全面實現要求表中的要求；原理解結合后形成的初步設計方案應是先進的、成本低廉的。（二）

方案設計階段2010年8月8日機械工程系制造教研室2010年8月8日機械工程系制造教研室（2）數學方法結合法：當子功能原理解的物理和幾何特征可以定量的形式表達時，有可能借助電子計算機，采用數學方法進行初步設計方案的組合。在方案設計階段：如子功能的原理解還不夠具體，定量表達原理解的特征有困難或不夠精確時：采用數學方法形成初步設計方案是不可行的，甚至會導致錯誤的結果。在變型設計、組合設計或電路設計中：由于是已知零部件、元器件的組合，各子功能的物理和幾何特征是可以精確地定量表達。采用數學方法，例如邏輯推理、圖論和布爾代數等，可以結合出合適的初步設計方案，并從中優選出較好的方案來。（二）

方案設計階段2010年8月8日機械工程系制造教研室（二）

方案設計階段

5.

初步設計方案的評價與篩選（1）初選

a.觀察淘汰法b.分數比較法（2）初步方案具體實施

a.繪出方案原理圖，整機總體布局草圖，主要零部件草圖

為在空間占用量、重量、所用材料、制造工藝、成本和運輸費用等方面進行比較提供數據；

b.進行運動學、動力學和強度方面的粗略計算

以便定量地反映初步設計方案的工作特性；

c.進行必要的原理試驗

分析確定主要設計參數，驗證設計原理的可行性；

d.對于大型、復雜設備，可制作模型

以獲得比較全面的技術數據。2010年8月8日機械工程系制造教研室

（3）技術經濟評價

初選后的初步設計方案進行具體化后。可對它們進行技術經濟評價，做出最后的取舍。

評價過程的步驟為:

a.建立目標系統和評價標準

b.確定重要性系數

c.按技術觀點確定評價分數

d.進行技術經濟評價計算和得出評價結果（二）

方案設計階段2010年8月8日機械工程系制造教研室1.要求：將方案設計階段擬定的初步設計方案具體化a.確立結構原理方案；b.進行總體技術方案設計。確定主要技術參數、布局；c.進行結構設計。繪制裝配草圖，初選主要零件的材料和工藝方案。d.進行各種必要的性能計算；e.通過模型試驗檢驗和改善設計；f.通過技術經濟分析選擇較優的設計方案。

2.要運用的理論和方法：運用系統工程學、價值工程學、力學、摩擦學、機械制造工程學、優化理論、可靠性理論、人機工程學、工業美學、相似理論等理論和方法，解決設計中出現的問題。(三)技術設計階段2010年8月8日機械工程系制造教研室3.步驟

（1）確定結構原理方案詳見圖2-3

①確定結構原理方案的主要依據其中包括決定尺寸的依據；如功率、流量和聯系尺寸等；決定布局的依據；如物流方向、運動方向和操作位置等；決定材料的依據；如抗腐蝕能力、耐用性、市場供應情況等；決定和限制結構設計的空間條件，如距離、規定的軸的方向、裝入的限制范圍等。

②確定結構原理方案在上述依據的約束下，對主要功能結構進行構思，初步確定其材料和形狀，進行粗略的結構設計。

③評價和修改對確定的結構原理方案經過技術經濟評價，為進一步的修改提供依據。(三)技術設計階段2010年8月8日機械工程系制造教研室（2）總體設計①主要結構參數包括尺寸參數、運動參數、動力參數、占用面積和空間等。②總體布局包括部件組成、各部件的空間位置布局和運動方向、操作位置、各部件相對運動配合關系。③系統原理圖包括產品總體布局圖、機械傳動系統圖、液壓系統圖、電力驅動和控制系統圖等。④經濟核算包括產品成本和運行費用的估算、成本回收期、資源的再利用等。⑤其它如材料選用、配件和外協件的供應、生產工藝、運輸、開發周期等方面的考慮(三)技術設計階段2010年8月8日機械工程系制造教研室（3)結構設計①主要任務：在總體設計的基礎上，對結構原理方案結構化。繪制產品總裝圖、部件裝配圖；提出初步的零件表，加工和裝配說明書；對結構設計進行技術經濟評價。②要求：必須遵守有關國家、部門和企業頒布的標準規范，通常要經過設計、審核、修改、再審核、再修改多次反復，才可批準投產。③設計方法：經常采用諸如有限元分析、優化設計、可靠性設計、計算機輔助設計等現代設計方法，來解決設計中出現問題。(三)技術設計階段2010年8月8日機械工程系制造教研室在該階段，掌握了更多的信息，能更具體、更定量地根據要求表中提出的要求，分析必須達到的要求滿足和超過的程度，希望達到要求的處理結果，在這基礎上作出精確的技術經濟評價，并找出設計的薄弱環節，進一步改進設計。④技術經濟評價的內容：a.實現的功能、作用原理的科學性；b.結構合理性、參數計算準確性；c.安全性、人機工程要求；d.制造、檢驗、裝配、運輸、使用和維護的性能；e.資源回用、成本和產品研制周期等。(三)技術設計階段2010年8月8日機械工程系制造教研室1.零件圖設計在零件圖中包含了為制造零件所需的全部信息。這些信息包括幾何形狀、全部尺寸、加工面的尺寸公差、形狀公差和表面粗糙度要求、材料和熱處理要求、其它特殊技術要求等2.完善裝配圖在繪制零件圖時，更加具體地從結構強度、工藝性和標準化等方面進行零件的結構設計，不可避免地對技術設計階段提供的裝配圖作些修改。3.商品化設計一般包括進行價值分析和價值設計，保證產品功能和性能的基礎上，降低成本，利用工業美學原理設計精美的造型和悅目的色彩，改善產品的外觀功能；精化包裝設計等。（四）施工設計階段2010年8月8日機械工程系制造教研室4.編制技術文檔

目的：是為產品制造、安裝調試提供所需要的信息，為產品的質量檢驗、安裝運輸、使用等作出相應的規定。內容：①產品設計計算書；②產品使用說明書；③產品質量檢查標準和規則；④產品明細表；產品明細表包括基本件明細表、標準件明細表和外購件明細表等。（四）施工設計階段2010年8月8日機械工程系制造教研室（一）設計方法

1.在設計的某一類產品中，選擇功能、結構和尺寸等方面較典型的產品為基型，以它為基礎，運用“四化”原則，設計出其它各種尺寸參數的產品，構成產品基型系列。2.在產品基型系列的基礎上，運用“四化”原則，增加、減去、更換或修改少數零部件，派生出不同用途的變型產品，構成產品派生系列。編制反映基型系列和派生系列關系的產品系列型譜。在系列型譜中，各規格產品應有相同的功能結構，相似的結構型式；同一類型的零部件在規格不同的產品中具有完全相同的功能結構；不同規格的產品，同一種參數按一定規律(通常按等比級數)變化。二、系列化設計2010年8月8日機械工程系制造教研室“四化”原則：系列化設計應遵循“產品系列化、零部件通用化、標準化”原則，以及“結構的典型化”。重要性：系列化設計使產品設計合理化的一條途徑，可以提高產品質量、降低成本，開發變型產品的手段。二、系列化設計（二）系列化設計優缺點1、優點：1)可以較少品種規格的產品滿足市場較大范圍的需求。2)系列產品是依據經過嚴格性能試驗和長期生產考驗的基型產品演變和派生而成的，可以大大減少設計工作量，提高設計質量，減少產品開發的風險，縮短產品的研制周期；2010年8月8日機械工程系制造教研室3)產品有較高的結構相似性和零部件的通用性，可壓縮工藝裝備數量和種類，縮短產品的研制周期，降低生產成本；4)零備件的種類少，系列中的產品結構相似，便于進行產品的維修，改善售后服務質量；5)為開展變型設計提供技術基礎。2、缺點：以較少品種規格的產品滿足市場較大范圍的需求。用戶只能在系列型譜內有限的一些品種規格中選擇所需的產品，選到的產品，一方面其性能參數和功能特性不一定最符合用戶的要求，另方面有些功能還可能冗余。對用戶來說較難選到稱心如意的產品。（二）系列化設計優缺點2010年8月8日機械工程系制造教研室1．參數和主要性能的確定

主參數和主要性能指標應最大程度地反映產品的工作性能和設計要求。

例如：普通車床的主參數：是在床身上的最大回轉直徑；主要性能指標之一是最大的工件長度；

升降臺銑床的主參數：是工作臺工作面的寬度；主要性能指標是工作臺工作面的長度；

搖臂鉆床的主參數：最大鉆孔直徑，主要性能指標是主軸中心線至立柱母線的最大距離等。

上述參數決定了相應機床的主要幾何尺寸、功率和轉速范圍，因而決定了該機床的設計要求。(三)系列化設計步驟2010年8月8日機械工程系制造教研室2.參數分級經過技術和經濟分析，將產品的主參數和主要性能指標按一定規律進行分級，制訂參數標準。產品的主參數應盡可能采用優先數系。優先數系是公比為

，N=5、10、20、40

的等比數列，優先數系如表2—2所示。例如：搖臂鉆床的主參數系列公比為1.6，即25，40，63，80，l00，124；普通車床和升降臺銑床的主參數系列公比為1.25。分級比搖臂鉆床密一倍，為：315，400，500，630。(三)系列化設計步驟2010年8月8日機械工程系制造教研室參數分級優先數系為10開N次方N=5、10、20、40的等比數列。公比太大、結構復雜；太小不適與系列化。因此選擇適當的公比。2010年8月8日機械工程系制造教研室主參數系列公比選得較小，則分級較密，有利于用戶選到滿意的產品，但系列內產品的規格品種較多，系列化設計的優點得不到充分利用；分級較粗，系列內產品的規格品種較少，具有系列化設計的許多優點；為了以較少的品種滿足較大使用范圍內的需求，系列內每個品種產品應具有較大的通用性，導致結構相對復雜、成本會有所提高。必須對市場、設計、制造和經銷作為個系統來進行全面的調查研究，經過技術經濟分析、才能正確地確定最佳的參數分級。方法：產品的需求量越大，要求的技術性能越要準確，參數分級應越密；反之，參數分級可粗些。(三)系列化設計步驟2010年8月8日機械工程系制造教研室3.制訂系列型譜系列型譜通常是二維甚至多維的，其中一維是主參數，其它維是主要性能指標。通過系列型譜的制訂，確定產品的品種、基型和變型、布局，各產品品種的技術性能和技術參數等。在系列型譜中，產品的系列設計通常從結構最典型、應用最廣泛的是所謂的“基型產品”開始，經過演變和派生而擴展成的擴展的方式：有縱系列、橫系列和跨系列擴展三類。（1）縱系列產品：是一組功能、工作原理和結構相同，而尺寸和性能參數不同的產品。~一般應綜合考慮使用要求及技術經濟原則，合理確定產品主參數和主要性能參數系列。如主參數和主要性能指標按優先數系選擇，能較好地滿足用戶要求且便于設計。(三)系列化設計步驟2010年8月8日機械工程系制造教研室（2）橫系列產品：是在基型產品基礎上，通過增加、減去、更換或修改某些零部件，實現功能擴展的派生產品。例如在普通車床基礎上開發的為加工軸承套圈的無尾架短床身車床、為加工大直徑工件的馬鞍形車床等。（3）跨系列產品：是采用相同的主要基礎件和通用部件的不同類型產品。例如通過改造坐標鏜床的主軸箱部件和部分控制系統，可開發出坐標磨床、坐標電火花成形機床、三坐標測量機等不同類型產品，即跨系列產品。其中機床的工作臺、立柱等主要基礎件及一些通用部件適用于跨系列的各種產品。(三)系列化設計步驟2010年8月8日機械工程系制造教研室三、模塊化設計

（一）基本概念

方法：為了開發多種不同功能結構，或相同功能結構而性能不同的產品，不必對每種產品單獨進行設計，而是精心設計出一批模塊，將這些模塊經過不同的組合來構造具有不同功能結構和性能的多種產品。

要求：模塊上具有特定的聯接表面和聯接方法，以保證相互組合的互換性和精確度。

意義：模塊化設計是產品設計合理化的另一條途徑，是提高產品質量、降低成本、加快設計，進行組合設計重要途徑。

方式：純模塊系統比較困難，模塊化系統多數是屬于模塊和非模塊的混合系統。現在多數采用模塊和非模塊的混合系統2010年8月8日機械工程系制造教研室1)便于用新技術設計性能更好的模塊取代原有舊的模塊，提高產品的性能，組合出功能更完善、性能更先進的組合產品，加快產品的更新換代。2)采用模塊化設計，可快速滿足用戶提出的特殊訂貨要求，大大縮短設計和供貨周期。3)模塊化設計方法推動了整個企業技術、生產、管理和組織體制的改革。有利于采用成組加工等先進工藝，有利于組織專業化生產，既提高質量，又降低成本。4)模塊系統中大部分部件由模塊組成，設備如發生故障，只需更換有關模塊，維護修理更為方便，對生產影響少。（二）模塊化設計優缺點2010年8月8日機械工程系制造教研室明確任務

以最少的模塊組合出數量最多、總功能各不相同的產品。要求：需要對市場需求進行深入調查，對所有欲實現的總功能加以明確，摒棄市場需求很少而又需要付出很大設計和制造代價的那些總功能。（三）模塊化設計設計步驟2010年8月8日機械工程系制造教研室3.

建立功能結構劃分模塊：出發點是功能分析。將產品的總功能分解為分功能、功能元，求相應的功能模塊，再具體化為生產模塊。分功能包括基本功能、輔助功能、特殊功能和附加功能等幾類，相應地建立基本模塊、輔助模塊、特殊模塊、調整模塊和非標模塊等，如圖2-4所示（三）模塊化設計設計步驟2010年8月8日機械工程系制造教研室（三）模塊化設計設計步驟2010年8月8日機械工程系制造教研室（三）模塊化設計設計步驟2010年8月8日機械工程系制造教研室4．合理確定產品的系列型譜和參數模塊化系統也應遵循系列化設計的原理，確定模塊的系列型譜。縱系列模塊系統中模塊功能及原理方案相同，結構相似，而尺寸參數有變化。隨參數變化對系列產品劃分合理區段，同一區段內模塊通用。橫系列模塊系統是在一定基型產品基礎上更換或添加模塊，以得到擴展功能的同類變型產品。跨系列模塊系統中包括具有相近動力參數的不同類型產品功能模塊。（三）模塊化設計設計步驟2010年8月8日機械工程系制造教研室5．模塊組合

開式：由模塊組成無限多個組合閉式：由一定數量種類的模塊組成有限數量組合注意：實際組合數大大小于理論組合數。模塊組合要精心設計結合部的結構，結合部位的形狀、尺寸、配合精度等應盡量符合標準。（三）模塊化設計設計步驟2010年8月8日機械工程系制造教研室6.

模塊的計算機管理系統1)對模塊進行編碼，以便進行計算機管理；2)給出模塊系統最多可組合的產品數；3)對于用戶的某一給定的設計要求，分析是否存在一種有效的組合方案；4)在滿足要求的幾種組合方案中進行評價，選擇最佳的組合方案；5)若無有效的組合方案滿足用戶要求，為新的模塊設計提供信息；6)給出已選方案的模塊組裝圖、明細表及價格表。（三）模塊化設計設計步驟2010年8月8日機械工程系制造教研室

四．合理化工程合理化工程是一種管理哲理，適用于合同型企業目的是采用先進的信息處理技術，縮短產品的開發周期，提高產品設計質量，縮短產品的生產周期，提高產品的質量，降低產品的成本，改善售后服務。產品結構的重組是進行系列產品和組合產品的開發、產品編碼和產品技術文件的系統化，從而減少零部件的類別數。產品設計開發過程的重組是將產品的設計開發過程分成全新產品設計和合同產品設計兩部分。全新產品設計進行的是換代產品和創新產品的設計。合同產品設計是進行變型設計或組合設計。為了實現產品結構和產品開發過程的重組，企業必須采用CAD/CAM和MRP-Ⅱ技術，并實現兩者之間的信息集成。2010年8月8日機械工程系制造教研室一、技術經濟評價

采用先進技術、工藝經濟上應合理（一）建立目標系統和確定評價標準將表2-1所表示的“設計要求表”中的必達目標按層次分級，形成樹狀目標系統，每個樹葉代表一個評價標準。見圖2-7第三節機械制造裝備設計的評價2010年8月8日機械工程系制造教研室(二)確定重要性系數每個評價標準對設計方案優劣的影響程度是不同的，其影響程度用重要性系數(權系數)來表示，取值范圍是0-1。如圖2—7所示的樹狀四級目標系統為例，每個評價目標圓圈內有兩個數字；左邊數字：其總和應等于1，一般由工作人員或設計組共同商定；右邊的數字：表示每一個評價目標在目標系統中所居的重要程度，簡稱重要性系數，其值等于該目標圓圈左側數字與相關的各上級目標圓圈左側數字的乘積。一、技術經濟評價2010年8月8日機械工程系制造教研室（三）確定各個設計方案的評價分數重要性系數算出后，可按評價標準確定每一個設計方案的評價分數，可按5分制（0-4）或10分制（0-9）給出。其大小代表技術方案的優劣程度。見表2-4（四）

總權重值ZQj

將每個初步設計方案n個“加權值”進行累加，可得出該方案的總權重值。

ZQj=ΣQij一、技術經濟評價2010年8月8日機械工程系制造教研室一、技術經濟評價2010年8月8日機械工程系制造教研室（五）

技術評價T

Tj=ZQj/Qmax

Tj越高，方案的技術性能越好。Tj為最大值，方案技術上最理想方案；Tj0.6方案在技術上不合格，必須加以改進，否則應摒棄Tj=l0.6方案為技術上可行方案。如果技術上可行的設計方案，其個別評價標準的評價數特別低，說明該設計方案在這方面有明顯弱點，應認真地對這些弱點進行分析，判斷這些弱點將來有無可能禍及全局，如果有這可能，必須對設計方案進行修改，排除弱點，重新參與評價，再考慮能否作為初步優選方案。一、技術經濟評價2010年8月8日機械工程系制造教研室（六）

經濟評價Ej

是理想生產成本與實際生產成本之比。Ej=Cl/Cs

Cl-生產成本

Cs-實際生產成本1.產品成本組成產生-》壽命終結在生產過程中出現的成本，包括材料成本和開發制造成本，見圖2-8一、技術經濟評價2010年8月8日機械工程系制造教研室

2．成本估算的方法

（1）按重量估算方法

C=WfW

fW=kWp

C-成本估算值k、p-系數W-重量

fW-重量成本系數

K=ΣfWiWi-p/nP=tanα

（2）按材料成本折算

結構復雜程度類似上面

C=Cm/m

Cm-材料成本m-材料成本率

Cm=(11.2)(Z+M)

Z-外構件成本M-原材料成本

一、技術經濟評價（3）回歸分析法（4）相似關系法

（略）自行看2010年8月8日機械工程系制造教研室（七）技術經濟評價TEj

設計方案的技術評價Tj和經濟評價Ej經常不會同時都是最優，進行技術和經濟的綜合評價才能最終選出最理想的方案。技術經濟評價TE，有兩種計算方法：

Tj,Ej相差不太大時，TEj=(Tj+Ej)/2

Tj,Ej相差比較大時，TEj=(Tj+Ej)1/2

Tj-技術評價Ej-經濟評價技術經濟評價TEj值越大，設計方案的技術經濟綜合性能越好。一般：

TEj值不應小于0.65；

TEj<0.65就不合格。一、技術經濟評價2010年8月8日機械工程系制造教研室可靠性指在規定的條件下和規定的時間內完成規定功能的能力（一）可靠性特征量詳見圖2-10概念：表示產品可靠性水平高低的各種可靠性數量指標。可靠度是可靠性的度量化指標，指產品在規定的條件下和規定的時間內完成規定功能的概率，記為R。時間函數R(t)，稱為可靠度函數對于不可修復的產品，可靠度的觀測值是指直到規定時間終了為止，能完成規定任務的產品數與進行觀測的產品總數之。對于可修復的產品，可靠度觀測值是指產品的無故障工作時間達到或超過規定時間的次數與觀測時間內無故障工作的總次數之比。可靠度的觀測值記為

2．累積失效概率累積失效概率是指產品在規定的條件和規定時間內，未完成規定任務的概率，也可稱為不可靠度。記為F（t），其觀測值記為。可根據概率互補定理指標推算出累積失效概率，即或

)(tFù3．失效率失效率是指工作到某時刻尚未失效的產品，在該時刻后單位時間內發生失效的概率。也稱之為故障率。失效率的觀測值是在某時刻后，單位時間內失效的產品數與工作到該時刻尚未失效的產品數之比。

4．平均壽命和平均無故障工作時間對于不可修復產品，從開始使用到發生故障報廢時的平均有效工作時間，稱平均壽命，一般記為MTTF（MeanTimeToFailures），其觀測值為當所有試驗樣品都觀察到壽命終了時，所有試驗產品壽命的算術平均數就是平均壽命。對于可修復產品，從一次故障到下一次故障的平均有效工作時間，稱平均無故障工作時間，記為MTBF（MeanTimeBetweenFailures），其觀測值為一個或多個產品在其使用壽命期內的某個觀測期間，累積工作時間與故障次數之比。

5．可靠壽命可靠度隨著工作時間的增長而下降，給定不同的可靠度，其壽命也不同。可靠壽命是指給定的可靠度所對應的時間。

6．維修度維修度是可修復產品在規定條件下使用，在規定時間內按照規定的程序和方法進行維修時，保持和恢復到能完成規定功能狀態的概率。維修度的觀測值為在=0時，處于故障狀態需要維修的產品數N，與經過后修復的產品數之比，即

7．修復率修復率是修復時間達到某個時刻但尚未修復的產品，在該時刻后的單位時間內完成修復的概率。平均修復率是在某一規定時間間隔內修復的平均值，即

8．平均修復時間平均修復時間是產品修復時間的平均值，記為MTTR（MeanTimeToRepair），其觀測值是修復時間的總和與修復的產品之比，即

9．瞬時有效度瞬時有效度是產品在某一時刻所具有或維持其規定功能的概率，它是時間的函數，記為A(t)。

10．平均有效度平均有效度是在某規定時間內（t1、t2)有效度的平均值，即。

11．極限有效度極限有效度是當時間趨于無限大時，瞬時有效值的極限值，也稱穩態有效度，記為，即A。二、可靠性評價2010年8月8日機械工程系制造教研室（二）

可靠性預測目的：是為了發現薄弱環節，提供方案比較、修改、優選和進行可靠性分配的依據，并對產品的維修費用以至全壽命運行費用作出估計。產品可看作一個系統，其可靠性取決于組成系統的各單元的可靠性水平，和由系統的類型和結構決定的系統本身的可靠性水平。可靠性預測包括：單元可靠性預測和系統可靠性預測。單元可靠性預測是系統可靠性預測的基礎，應重點預測關鍵零、部件的失效模式、失效標準（或稱失效判據）、失效分布規律及可靠度，在這基礎上進而預測系統的可靠性水平。二、可靠性評價2010年8月8日機械工程系制造教研室可靠性預測有許多方法：隨預測的目的、設計的時期、系統的規模、失效的類型及數據情況等不同而用不同的方法。如：統計分析法、失效模式、影響及后果分析法(FMECA)、故障樹分析法(FTA)、可靠性邏輯框圖法及近似值法等。一個系統為了完成特定功能，由若干個彼此有聯系、并能相互協調工作的單元組成。系統和單元的含義均是相對的。將一條生產線作為一系統，組成生產線的各單機便是單元；將生產線中的一臺單機作為系統，組成單機的部件便成為單元；將部件作為系統時，組成部件的零件就成為單元了。二、可靠性評價2010年8月8日機械工程系制造教研室在分析系統可靠性時，必須了解系統中每個單元的功能，各單元間在可靠性功能上的聯系，以及這些單元功能、失效模式對系統功能的影響，這是建立可靠性邏輯框圖的基礎。根據單元在系統中所處的狀態及其對系統的影響，系統可分為如圖2-11所示的幾種類型。（三）系統的類型二、可靠性評價2010年8月8日機械工程系制造教研室

1．串聯系統可靠度：

Ri(t)-組成串聯系統第i個單元的可靠度

2．并聯系統可靠度：

Ri(t)-組成并聯系統第i個單元的可靠度

（三）系統的類型2010年8月8日機械工程系制造教研室3．混聯系統可靠度求解方法是將系統中串聯或并聯部分折合成等效的單元，將混聯簡化成串聯或并聯，再進行計算。2-14混聯系統可靠性邏輯框圖（三）系統的類型2010年8月8日機械工程系制造教研室4.表決系統表決系統的特點是：組成系統的n個單元中，至少有r個單元正常工作，系統才能正常工作。大于（n-r）個單元失效，系統也就失效。這樣的系統稱之為r/n表決系統，這也屬于一種儲備系統。（三）系統的類型2010年8月8日機械工程系制造教研室例如，功率力120kw驅動系統，若是采用一個120kw的大原動機驅動，設可靠度是0.75，若改用六個40kW、可靠度與大原動機相同的小原動機，三個工作，另外三個備用，即六個小原動機中，只要三個正常工作，系統就算正常，n＝6，r=3。系統的可靠度可由0.75提高到0.9624，算式如下：（三）系統的類型4.表決系統2010年8月8日機械工程系制造教研室如監測和轉換裝置的可靠度較高時，旁聯系統的可靠度大于并聯系統的可靠度。

原因：各儲備單元在頂替工作前處于閑置狀態，均以全新的姿態參加工作，自身的可靠度較高。5.旁聯系統圖2-15所示為由N個單元組成的旁聯系，其中一個單元在工作，其余n-1個單元處于作工作狀態的儲備。當監測裝置探知工作的單元發生故障時，通過轉換裝置使儲備單元逐個地去替換，直到所有儲備單元都發生故障時，則系統失效。2-15旁聯系統邏輯框圖（三）系統的類型2010年8月8日機械工程系制造教研室6．復雜系統

復雜系統中各單元之間既非串聯又非并聯關系，如圖2-16所示。對復雜系統的可靠性計算比較復雜，一般采用布爾真值表達、卡諾圖法、貝葉斯分析法和最小割集近似法等。

（三）系統的類型2-16復雜系統邏輯框圖現以圖2-16所示的復雜系統為例。用布爾真值表法計算系統正常工作的概率。系統中共四個單元，可靠度分別為：RA＝0.9、RB＝0.8、RC＝0.7、RD=0.6每個單元有工作“W”和失效“F”兩種狀態，四個單元共有16種狀態。如表2-5所示。2010年8月8日機械工程系制造教研室A、B、C、和D列中，“0”代表失效。“1”代表工作。序號1~3的系統狀態為失效，概率為零；序號4的系統狀態，A和B失效，C和D工作，系統能正常工作，其概率為：（三）系統的類型2010年8月8日機械工程系制造教研室按照上述方法可求出所有16種系統狀態的概率，整個系統工作的概率是各個工作狀態概率的總和，即等于0.8718（三）系統的類型2010年8月8日機械工程系制造教研室

1．可靠性分配的原則

a.成熟單元、有把握單元，指標分配高些

b.簡單單元、質量易保證易修復單元，指標分配高些

c.重要單元，指標分配高

d.需連續工作單元、工作條件差的單元，指標分配低

2．可靠分配方法

a.等同分配法

b.按比例分配法

c.綜合評分分配法

d.最優分配法

（四）

可靠性指標的分配2010年8月8日機械工程系制造教研室三、人機工程學評價是研究人與機器關系的一門學科（一）人因數方面

1.人體靜態尺寸

人體靜態尺寸隨地區和人種、性別而異；經過統計分析，制訂出相應的指導性設計規范GB10000-88。其中包括我國成年人人體主要尺寸、立姿人體尺寸、坐姿人體尺寸和人體水平尺寸等。為了應用方便，各項人體尺寸數值均同時標明等于和小于該尺寸的人群占總人數的百分比。

2010年8月8日機械工程系制造教研室2.人體動態尺寸人體動態尺寸是指人在工作位置上的活動空間尺度，主要包括立姿時人的活動空間和坐姿時人的活動空間。每種活動空間又包括上體不動時的活動空間和上體一起動時的活動空間。這些可以在GB10000-88標準的基礎上分析出來。（一）人因數方面2010年8月8日機械工程系制造教研室

3.人體操作力

人在操作和使用機器時需作一些操作動作。操作件使人體承受一定的負荷，隨年齡、性別、身體素質、健康情況、和訓練程度等情況的不同，操作負荷達到一定的強烈程度和持續時間，將導致人體疲勞。在通常情況下，操作應輕快、靈活，但也不能過于輕快，以至承受不起人體肢體的靜重而產生誤操作。相反，有些不需要或只有在特殊情況下才容許人進行操作的部位，例如緊急停車、電氣控制柜門把等，其操作力應設計得大一些，甚至超過人的正常體力，有時非得借助工具才能動作。

（一）人因數方面2010年8月8日機械工程系制造教研室

4．人體視覺和聽覺要實現正確的操作，人必須能夠準確、全面、及時地接受外界的信息。設計時應研究和分析人感官器官的感知能力和范圍，確定合適的人機界面。1）視覺視野是指人的頭部和眼球固定不動的情況下，眼睛自然可見的空間范圍，常以度(°)來表示。正常人的視野在水平面內約左右60’，有效區域為左右10°-20°；垂直面內向上50°；向下70°，有效區域向上30°，向下40°。（一）人因數方面2010年8月8日機械工程系制造教研室視距：是指人在操作過程中正常的觀察距離。一般操作視距范圍在380-760mm之間。方向：人的眼睛沿水平方向運動比垂直方向運動靈活，感覺水平尺寸的誤差也比垂直尺寸精確，且不易疲勞，因此視覺接受的信號源應盡可能水平排列。習慣：人的視線習慣從左到右、從上到下按順時針方向移動。當眼睛觀察視區時，視區的右上象限觀察效果最優，依次是左上象限、左下象限和右下象限。接受：人眼對直線輪廓比對曲線輪廓更易接受。顏色：人眼最易辨別紅色，依次為綠、黃、白；當兩種顏色匹配在一起時，最易辨別的順序是黃底黑字、黑底白字、藍底白字、白底黑宇等。（一）人因數方面2010年8月8日機械工程系制造教研室2）聽覺反映：人的聽覺器官也是重要的信息接受器。人們對來自聽覺的信息反應較來自視覺信息的反應大約快3050ms。范圍：人能聽到的聲音頻率范圍在202000Hz之間，能聽到的聲強級范圍在0120db之間。超過110130db時人們會感到不舒服。要求：機器的聲音信號的頻率和聲強應適于人耳的接受范圍，且應有別于機器周圍或機器本身產生的聲音。方式：聲音信號的設計應根據信號的意義如報警、提示、顯示運行狀態等區別，設計成不同的音響形式。如連續音響、斷續音響、音樂等，使人聽到該音響后馬上產生相應的條件反射，進行必要的操作。（一）人因數方面2010年8月8日機械工程系制造教研室（二）機器因數方面1．信號顯示裝置設計主要包括儀表顯示和信號燈顯示兩種。要求：應根據人的生理和心理特征進行設計，使人接受信息速度快、可靠性高、誤讀率低，并減輕精神緊張和身體疲勞。類型：儀表顯示有指針式和數顯式兩類。注意：設計時應正確選擇信號燈的顏色和位置。2010年8月8日機械工程系制造教研室2．操縱裝置設計類型：操縱裝置有手動和腳動兩類。手動操縱裝置按運動方式分有旋轉式、移動式、按壓式操縱器等。要求：設計時應注意其形狀、大小、位置、運動狀態和操縱力的大小等，這些都應符合生物力學和生理學的規律，以保證操縱時的舒適和方便。習慣：人們在操縱時，經過長期的生活和工作實踐、以及培訓，人們逐漸形成了一套習慣進行產品設計時，必須遵循這些操作習慣。（二）機器因數方面2010年8月8日機械工程系制造教研室(1)手柄操作方向

當運動件作直線運動時：手柄操作方向應大致平行于運動件的移動軌跡，并與運動件產生的運動方向一致。當運動件作回轉運動時：手柄的回轉平面應與運動件的回轉平面平行，手柄的操作方向應與運動件產生的回轉方向一致。（二）機器因數方面2010年8月8日機械工程系制造教研室(2)按鈕位置

按鈕的排列直線應和運動件的運動方向相平行，即操縱運動件向右、向前或向上的按鈕應布置在按鈕板的最右、最前和最上方，如圖2-17所示。如運動件作回轉運動，按鈕位置的排列方向應與距該組按鈕最近的運動件上的圓周線速度方向相一致。（二）機器因數方面2010年8月8日機械工程系制造教研室(3)手輪操作方向

如運動件作回轉運動，操縱者面對手輪軸端，順時針方向轉動手輪時，運動件應作順時針方向回轉。如運動件作徑向運動，操縱者面對手輪軸端，順時針方向轉動手輪時，運動件應向中心方向運動。(4)特殊情況

如一個操作件可以使運動件實現多個方向運動時，上述原則應用于最常用的一個方向；如同時操縱主運動和進給運動時，上述原則適用于進給運動。（二）機器因數方面2010年8月8日機械工程系制造教研室3．安全保障技術包括系統本身安全性和操作人員安全性兩大方面。保證系統本身的安全性：應自動設置安全工作區限，設計互鎖安全操作，工作環境條件監測監控，非正常工作狀態的自動停機，對操作失誤的自動安全處理等。保證人員的安全性：應采取各種保障人身安全的措施，如漏電保護、報警指示、急停操作和快速制動等，同時對危險工作區要設置自動光電柵欄和工作區自動防護及有害物和危險物的自動封閉等。（二）機器因數方面2010年8月8日機械工程系制造教研室4．人體舒適性和使用方便性1)作業空間能使操作者感到舒適和安全，要照顧到不同操縱者的身體尺寸；2)操作過程中避免差錯，提高工作效率；3)顯示裝置和操縱裝置的布局要既緊湊又可區分；4)人作業時，四肢分擔的作業要均衡，避免身體局部超負荷作業；5)要根據機器設備的功能特點、外觀形態來進行合理的布局，以適應人作業時的各種心理、生理感知特性。（二）機器因數方面2010年8月8日機械工程系制造教研室1)作業空間如場地、廠房、機器布局、作業線布置、道路及交通、安全門等。2)物理環境包括照明、空氣溫度、濕度、氣壓、粉塵、輻射、噪聲等。3)化學環境包括有毒物質、化學性有害氣體及水質污染等。（三）環境因素方面2010年8月8日機械工程系制造教研室1)產品系統中人的功能和其它各部分功能之間的聯系和制約條件，以及人機之間功能的合理分配方法。2)系統中被控對象狀態信息的處理過程，人機控制鏈的優化。3)人機系統可靠性和安全性。4)環境因素對勞動質量及生活質量的影響，提高作業舒適度和安全保障系統的設計。（四）人機系統方面2010年8月8日機械工程系制造教研室四、結構工藝性評價(一)加工工藝性1．產品結構的合理組合把工藝性不太好或尺寸較大的零件分解成多個工藝性較好的較小零件。把多個結構簡單、尺寸較小的零件合并為一個零件，以減輕重量，減少聯接面數量，節省加工和裝配費用，改善力學性能。零件上各工作面的工作條件不同，常采用不同的材料，將多個零件的坯件用不可拆方式聯接在一起，如熱壓配合、鉚接、粘接或螺紋聯接等，然而再整體地進行加工，可取得很好的效果。2010年8月8日機械工程系制造教研室2．零件的加工工藝性零件的加工工藝性：由其結構形狀、材料、尺寸、表面質量、公差和配合等確定。加工工藝性的評價：應依據制造廠現有的生產條件，沒有一個絕對的標準。生產條件包括：傳統的工藝習慣；本企業的加工設備和工裝條件；外協加工條件；與老產品結構的通用；材料、毛坯和半成品的供應情況和質量檢驗的可能性等。（一）加工工藝性2010年8月8日機械工程系制造教研室1．便于裝配的產品結構(1)裝配操作的分解(2)裝配操作的壓縮(3)裝配操作的統一(4)裝配操作的簡化2．便于裝配的零件結合部位結構3．便于裝配的零件結構（二）裝配工藝性2010年8月8日機械工程系制造教研室1)平均修復時間短；2)維修所需元器件或零部件的互換性好，并容易買到或有充足的備件；3)有寬敞的維修工作空間；4)維修工具、附件及輔助維修設備的數量和種類少，準備齊全；5)維修技術的復雜性低；6)維修人員數量少；7)維修成本低；8)采用狀態監測和自動記錄（三）維修工藝性2010年8月8日機械工程系制造教研室五、產品造型評價機械產品的造型的總原則是經濟、實用、美觀大方。“經濟”指的是造型成本低，并有助于提高產品的可靠性、壽命和人機界面。“實用”指的是使用操作方便、舒適、符合人體的生理和心理特征，使人機系統的工作效能達到最高。“美觀大方”是指產品的外觀形象給人的心理、生理及視覺效應良好。人的審美觀點盡管不全相同，但還是有相同規律可循，良好的外觀造型應從產品造型設計和產品色彩兩方面去評價。2010年8月8日機械工程系制造教研室(一)產品造型設計有尺度感的造型，具有使用合理、與人的生理感覺和諧，與使用環境協調的特點，是造型美的基本因素之一。人的視覺具有本能的喜愛比例得當的造型，即所謂的比率美。——符合美學原理1.尺度與比例2010年8月8日機械工程系制造教研室2．對稱與均衡對稱和均衡是取得良好視覺平衡的兩種基本形式。對稱：是自然界最常見的一種平衡方式，也廣泛地用于產品造型中，但對稱形式易使人的視覺停留在對稱線上，給人以單調、呆板的感覺，故在應用對稱造型時應注意。均衡：是不對稱的平衡方式，來源于力學的平衡原理。均衡造型的產品具有靜中有動、動中有靜的條理美和動態美。由于均衡形式的支點不夠確定，安定感比對稱形式差，處理不當，易形成雜亂的效果。在設計過程中，必須恰當處理對稱與均衡，才能取得良好的造型效果。(一)產品造型設計2010年8月8日機械工程系制造教研室3．安定與輕巧造型的安定性來自實際安定和視覺安定兩方面。輕巧與安定往往是矛盾的，是產品造型美對立統一的兩個方面。色彩：明度低的色彩，顯得重感較大，裝飾在產品形體的下部可增強安定感，裝飾在產品形體的上部會產生輕巧感；明度高的色彩的效果恰巧相反。(一)產品造型設計2010年8月8日機械工程系制造教研室4．對比與調和在產品造型設計中，一般以調和為主調，在調和的基礎上采用對比的手法。常用的手法有以下幾方面：(1)線型的對比與調和(2)體量的對比與調和(3)方向的對比與調和(4)虛實的對比與調和(5)質感的對比與調和(6)色彩的對比與調和(一)產品造型設計2010年8月8日機械工程系制造教研室5．過渡與呼應過渡：是指在兩個相鄰的形體、面或色彩之間，采用逐漸演變的形式把二者聯系起來，以取得和諧造型效果。呼應：是指造型設計時，在前后、上下或左右對應部位，利用“形”、“色”、“質”的某些相同或相似的特點進行處理，以取得它們之間在線型、大小、色彩及質感等方面的藝術效果的一致性，產生心理和視覺印象上的聯系和位置的相互照應，使整體造型顯得和諧、均衡、統一的效果。(一)產品造型設計2010年8月8日機械工程系制造教研室6．節奏與韻律產品造型的節奏與韻律：是指造型的某些要素，如形體、線型、色彩、肌理以及方向、大小等作有規則的變化和重復，在空間產生抑揚頓措的視覺效果，給人帶來心理上的愉快和美感。造型中的節奏與韻律必須符合人的視覺習慣，只有當產品造型表現出來的節奏符合人的生理自然節奏時，才會感到和諧和愉快。(一)產品造型設計2010年8月8日機械工程系制造教研室7．重點與一般1)運用形體和線型對比突出主體，即用比較突出