1、现代设计理论和方法,第二章 设计方法学,1、概述,一、设计方法学的意义,设计方法学是用系统的观点，考虑自然科学、社会科学、经济科学等各种现代因素，为获得质优价廉有创新的产品，研究产品的一般设计进程、设计思维和工作方法、设计工具的综合性学科。,二、设计方法学的研究对象,设计方法学的研究具体对象有,1、设计对象,设计对象是一个能实现一定技术过程的技术系统。对于一定的生产或生活需要来说，能满足这个需要的技术过程不是唯一的，能实现某个一定的技术过程的技术系统也不是唯一的。影响技术过程和技术系统的因素很多，要全面系统地考虑，研究确定最优技术系统即设计对象。,2、设计进程,设定技术过程及划定技术系统的边界
2、，确定技术系统的总功能，包括物质功能和精神功能。,总功能可分解为不同层次的分功能。分功能继续分解到不宜再分时，就构成功能元。,总功能,分功能 1,分功能 2,分功能N,解 1,解 M,NM个整体方案,功能元求解即寻求实现某功能元的多种实体结构即功能载体。,N 个分功能中，若解数最多的有 M 个解，以 NM 形态矩阵来组合分功能解，可得 NM个整体方案，从中寻求最优整体方案。,3、设计评价,优先多个设计方案的方法是：先根据一定的准则和方法对各方案作出评价，然后按正确的原则和步骤进行决策，逐步求得最优方案。,设计是一种创新，设计思维应是创造性思维。创造性思维有其本身的特点和规律，并可通过一定的创造
3、技术方法来激发人们的创造性思维。,4、设计思维,把分散在不同学科领域的大量设计信息集中起来，按设计方法学的系统程式分类列表，建立各种设计信息库，通过计算机等先进设备方便快速地调用参考。,把成批涌现且不断发展的各种现代设计理论与方法应用到设计进程中来，使设计方法学更臻完善。,6、现代设计理论与方法的应用,5、设计工具,2 技术系统及其确定,一、技术系统,以一定技术手段来实现社会特定需求的人造系统，即设计人员所设计的产品。,电机,电能,机械能,热能,技术系统,输入,输出,黑 箱,将输入的能量、物料、讯号进行有目的的转换或变化后输出，转换装置。,能量：机械、热、光、化学、核、生物.,物料：材料、毛坯
4、、半成品、液体、气体.,讯号：数据、控制信号、控制脉冲.,功能：,冲床,设计的目的是为满足一定的需求 为得到某种复杂形状的金属零件，可通过编程在加工中心上对坯料进行加工。坯料是作业对象，加工中心是技术系统，所完成的加工过程是技术过程。设计是为对作业对象完成某种技术过程，产品就是人造技术系统。,作业对象可分三大类：物料、能量和信息。,加工过程中的坯料、发电过程中的电量、控制过程中的电子信号等。,只有在技术过程中转换了状态，满足了需求，才是作业对象。,满足一定需求的技术过程不是唯一的，因而相对应的技术系统也是不同的。,例如：某种形状的金属零件可以用切削、铸造、锻造、轧制、激光成型等不同的技术过程来
5、完成。相对应的技术有切削机床、精密铸机、精密锻机、冷轧机、激光成型机等。,技术过程的确定,技术过程的确定，对设计技术系统是非常重要的。确定的一般步骤如下：,确定作业对象及其主要转换要求；,确定实现主要转换的工作原理；,明确实现技术过程的环境和约束条件。,确定主要技术过程和其他辅助过程；,划定技术系统的边界即工作范围。,技术过程是在人-技术系统-环境这一大系统中完成的。划定技术系统与人这一方的边界，主要确定哪些功能由人完成，哪些功能由技术系统完成。划定技术系统与环境这一方的边界，主要确定环境对技术系统有哪些干扰，技术系统对环境有哪些影响。这样划定了技术系统的两方边界，就确定了技术系统应实现的功能
6、。,技术系统所具有的功能，是完成技术过程的根本特性。从功能的角度分析，技术系统应具有下列能完成不同分功能的单元：,作业单元，完成转换工作；,动力单元，完成能量的转换、传递与分配;,控制单元，接受、处理和输出控制信息；,检测单元，检测技术系统各种功能的完成情况，反馈给控制单元；,结构单元，实现系统各部分的联接与支承。,下图为切削加工中心的功能构成。,作业对象坯料（物料）与机床、刀具、夹具组成工艺系统，完成作业功能，生产出合格的工件。,电源电器对外部能量进行处理，完成动力功能。,数控装置把操作者输入的信息进行存储、运算、输出指令，完成控制功能。,加工中心的功能构成,传感器检测工作过程的变化，反馈给
7、数控装置，完成检测功能。,机件联接和支承各个部件，完成结构功能。,周围环境传入热、振动等干扰因素，加工中心的热、噪声、振动、切屑等伴生输出传给周围环境。,二、信息集约,信息集约由企业各部门共同完成，分工如下：,1、情报部门 产品的技术资料及发展趋势，专利情报，行业技术经济情报等。,2、研究部门 性能试验，新材料、新工艺、新技术等。,3、设计部门 产品性能、规格、造型，各种标准法规，设计方法等。,4、制造部门 生产能力，工时，制造工艺，设备，技术数据等。,5、销售部门 国家计划、政策，产品寿命周期分析，市场调查，需求预测，经营销售分析等。,6、供应部门 材料和外购件的价格与供应情况，协作厂质量与
8、供货能力等。,7、服务部门 老产品用户意见分析，事故与维修情况分析等。,8、公关部门 产品和企业的社会形象，同行的竞争与联合等。,9、社会部门 产品与环境污染、节能、资源、动力供应等的关系，产品进入和退出社会、报废消失、升级换代等的效应等。,三、调研预测,调研预测一般从市场、技术、社会环境、企业内部四个方面进行。,1、市场调研（1）用户对象 如：市场面、用户分类、购买力、采购特点等。,（2）用户需求 如：品种规格、数量、质量、价格、交货期，心理与生理特点等。,（3）产品的市场位置 如：质量、品种、规格统计对比，新老产品情况，市场满足率，产品寿命周期等。,（5）外购件供应 如：原材料、元器件供应
9、质量、价格、期限等。,（4）同行 如：竞争对手分析，销售情况与方法，市场占有率等。,2、技术调研,（1）现有产品的水平、特点、系列、结构、造型、使用情况、存在问题和解决方案等。,（2）有关的新材料、新工艺、新技术的发展水平、动态与趋势。,（3）适用的相关科技成果。,（4）标准、法规、专利、情报。,3、社会环境调研,（1）国家的计划与政策,（2）产品使用环境,（3）用户的社会心理与需求,4、企业内部调研,（1）开发能力 如：各级管理人员的素质与管理方法，已开发产品的水平与经验教训，技术人员的开发能力，开发组织管理方法与经验教训，掌握情报资料的能力和手段，情报、试验、研究、设计人员素质与数量。,（
10、2）生产能力如：如制造工艺水平与经验，动力、设备能力、生产协作能力。,（3）供应能力 如：开辟资源与供货条件的能力，选择材料、外购和协作单位的能力，信息收集能力，存储与运输手段。,（4）销售能力 如：宣传和开辟市场的能力与经验，联系与服务用户的能力，信息收集能力，存储与运输能力。,四、可行性报告,在信息集约、调研预测的基础上，由企业内所有业务部门参加的并行设计组织和用户共同进行可行性分析，提出可行性报告。,可行性报告一般包括下列内容。,用户的需求，包括产品的功能、质量、外观、价格等；新产品的功能、类型、技术指标、市场寿命周期和对社会环境的影响，新产品的经济铲益和社会效益预测，国内外市场上同类产
11、品的生产情况和发展趋势等；待解决的关键设计、工艺问题；开发进度、投资估算和经济分析；产品开发的必要性和可能性。,设计项目表尽可能列出定量的设计要求和设计参数，包括保证产品基本功能的要求与参数，希望达到的附加要求与参数。,3 系统化设计,一、功能分析,功能：一个技术系统在以实现某种任务为目标时，其输入量和输出量的转换所作的抽象化描述。,功用：作原动机用途：驱动电扇、机床 性能：效率、耐用性、振动能力：功率、转速,电动机,电机功能将电能转化为机械能,分析系统的总功能常采用“黑箱法”,衣物,含污物介质,洗衣机,控制信号,黑箱,滚筒式普通式手搓式,硬币计数包卷机：整理、清点、计数、包卷,硬币计数包卷机
12、,信息 S,能量 E,物料 M,S,M，币卷,卷币纸、币堆,往复泵凸轮泵蜗杆泵齿轮泵螺杆泵,能量,液体,压力液体,黑箱,黑箱法不要首先从产品结构着手而应该从系统功能出发设计产品，这样有利于抓住问题本质、扩大思路、摆脱传统旧框框，获得新颖的较高水平的设计方案。,功能原理设计：机械产品设计的最初环节，是先要针对产品的主要功能提出一些原理性的构思。这种针对主要功能的原理性设计，称为功能原理设计,点钞机分离功能：原理：摩擦、离心力、气吹 解法（物理效应）：摩擦轮、转动架、气嘴,功能原理设计重点：提出创新构思、思维“发散”，方案不成熟，用简 图或示意图表示,功能原理设计是对产品的成败起决定性作用的工作。
13、一个好的功能原理设计应该既有创新构思，又应同时考虑其市场竞争潜力，因为脱离市场需求的盲目创新是没有意义的。,例如：美国宝丽来公司，一次成象照相机，在研投入了大量人力物力，取得技术上成功，投入市场之后，很快就被日本的自动照相机压倒。原因在于其单片成本过高且不易复制。当然这也许是暂时的失败，在经过改进后，在新的条件下可能会获得新的成功。因为功能原理上的创新总是有其潜在的价值。,机器更新换代三个途径:一）改革工作原理，二）通过改进工艺、结构和材料提高技术性能，三）加强辅助功能使其更适应使用者的心理。这三方面对于产品的市场竞争力的影响几乎有同等重要的意义。第一种途径在实现时的困难程度却此后两种要大得多
14、。以致以早在60年代就有人预言：各种机器的工作原理已经基本定型，今后改进的方向主要只能在工艺、材料和结构方面。,30年来产品发展的事实否定了这种预言。不仅采用新工作原理的新机型不断出现，而且由于新工艺、新材料的出现，也促进了新工作原理的产生，例如液晶材料的实用化，促使钟表的工作原理发生了本质的变化、微波炉、电磁炉、等离子电视等。有远大目光的企业家和工程师，现在都把更多的注意力放在基本工作原理的改革这一方面来了。,1、功能原理设计的特点 1）功能原理设计是用一种新的物理效应来代替旧的物理效应，使机器的工作原理发生根本的变化的设计。钟表 2）功能原理设计中往往要引入某种新技术（新材料、新工艺、），
15、但首先要求设计人员有一种新想法（New Idea）、新构思。没有新想法，即使新技术放到面前也不会把它运用到设计中去。3）功能原理设计使机器品质发生质的变化。例如，机械表不论在技术上如何改进，其走时的精确性始终不可能和石英电子表相媲美。,同一种功能可以用多种不同的方法实现,点钞机分离功能构思,汽车车窗的开启机构,同一种功能可以用多种不同的方法实现,船用抽水机,利用船体摆动、利用船在水中的起伏、利用涨潮水位落差,字杆打字原理,字球打字原理,菊花瓣式字盘打字原理,打印针及衔铁的排列方式,喷墨打印原理,激光打印原理,一)、供电系统(Power System)激光打印机的供电系统又分为三种，分别是高压、
16、低压、直流。高压电一般作用于是成像系统，利用较高的电压才可以使激光器工作运行。低压主要用来驱动各个引擎马达，电压大小可根据需要而定，如声名显赫的HP 6L系列激打，就有5V和12V两种。而直流电则是用于驱动DC板上的传感器、控制芯片以及CPU等。三种电压相互隔离，各司其主，但又相互影响，共同缔造一个稳定的供电系统。,二)、直流控制系统(DC controller System)直流控制系统主要用来协调和控制打印机的各系统之间的工作，如数据接收、扫描单元的控制、传感器的测试，以及各种直流电的监控和分配等，它的电路构成比其它五个系统都要复杂，其中包含有许多电子的专业知识，包括放大、反馈等电路。,三
17、)、接口系统(Formatter System)接口系统是打印机与计算机之间的“桥梁”，负责把计算机传送过来的数据“翻译”成为打印机能够识别的语言。接口系统一般也包括有三个小部分，分别为接口电路、CPU、BIOS电路。接口电路由能够产生稳压电流的芯片组成，用来保护和驱动其它芯片。CPU是打印机主板的核心部件，在其中的作用是充当“翻译”的角色。BIOS电路是对打印机自身而言，它包括了打印机本身的一些程序配置以厂家的相关信息。,四)、激光扫描系统(Laser/Scanner System)激光扫描系统通常也称为激光扫描单元，它主要由多边形旋转马达、发光控制电路以及透镜组三个部件组成。旋转马达主要通
18、过高速旋转的多棱角镜面，把激光束通过透镜折射到OPC（有机光导鼓，又称感光鼓）表面。发光控制电路包括有激光控制电路和发光二极管，用来产生调控过的激光束。而透镜组则是通过发散、聚合功能把光线折射到OPC表面，从而进行下一步的成像工作。,五)、成像系统(Image Formation System)成像系统是一台激光打印机最重要的工作系统，其工作性能的好坏直接影响着输出文稿的质量。成像系统的工作流程一般由充电、曝光、显像、转印、定影等主要步骤组成。,(1)、布电：激光扫描系统产生了激光束后，会把激光束投射到带有正电荷或负电荷的OPC上，从而产生由之前“翻译”得来的点阵图样，而使OPC带电的这一过程
19、就叫做布电，它由供电系统的高压部件通过充电辊供电。,(2)、曝光：利用OPC表面的光导特性，使OPC表面曝光，从而形成一定形状的电荷区，形成用户所需要的图样“雏形”，因为电荷的形成快，因此是“隐形”的，此时还看不到真实图像。,(3)、显像：让碳粉带电之后，通过曝光得来的带有静电潜像的感光鼓，会以快速卷动的方式接近装有碳粉的碳粉夹，这时，带有电气的碳粉便会吸附在感光鼓上，形成看得见的图像，这就是显像过程。,(4)、转印：碳粉吸附在感光鼓上了，接下来就是令图像在纸张上出现。当打印纸经过转印辊时，被带上与碳粉相反的电荷，由于异性相吸，从而使碳粉能够按原来的形状转印到纸张上去，到此，稿件的成形过程基本
20、完成。,(5)、定影：虽然图像是被转印到纸张上了，但这时碳粉还不是完全固定，稍微摩擦或保存几天，纸上的碳粉就会脱落，因此，就需要在高温、高压的情况下把碳粉溶化并使其永久地“定影”渗透到纸张里面，有利于长期保存。,目前产生高温高压的部件主要有两种形式，一种是陶瓷加热，它的特点是速度快、预热时间短，缺点是易爆、易折；另一种是灯管加热，它在各个方面都表现得相对稳定，但预热时间较长。,最后，在成像打印过程中，OPC表面上的碳粉一般都不会完全被吸附到纸张上，总有少量的余碳残留，这必定会对下一次的打印造成影响，因此，就要用一个刮刀把OPC表面上的余碳清理干净，这一过程也叫做OPC的清理。,六)、搓纸系统(
21、Pick-up/Feed System)搓纸系统分进纸和出纸两个部份，它由输纸导向板、搓纸轮、输出传动轮等一些传输部件组成，因此也可以说成传输系统。纸张在整个输纸路线的走动都依靠搓纸系统的工作，因为这一传送过程都有着严格的时间限制，超过了这个限制就会造成卡纸现象，因此若想得到顺畅的输出效果，归根结底要从搓纸系统入手。通常在搓纸系统中，都会配置几个光电感应器，用来监控纸张存在与否的情况，这些光电感应器一般由光敏二极管元件构成。,2、功能原理设计的任务和步骤针对给定的“功能目标”，寻求一些可以实现功能目标的“物理效应”，并借助某些“作用原理”，求得实现功能目标的“解法原理”。功能目标要实现的输入与
22、输出之间的变换物理效应联系有关输入与输出量的自然定律作用原理以工程方式实现物理效应的基本形式解法原理以工程方式实现物理效应的实现形式,功能原理设计的工作步骤和工作内容,市场调查,需求发现,任务确定,信息收集,资料研究,多向联想,弱点发现,问题剖析,建立准则,评价比较,用户调查,功能澄清,目标建立,创新构思,思维实验,模型实验,改错修正,完善提高,权衡利弊,去劣存优,明确功能目标,酝酿解法原理,改进完善解法原理,选出满意解,3、功能原理设计与技术创新,自行车原型(约二百年前）,自行车的进化,作业:1、试提出一种合理的花蛤分离装置，实现死活花蛤及石子的分离。,只有用抽象的概念来表述系统的功能，才能
23、深入识别需求的本质，辨明主题，发散思维，启发创新。,举例说明通过问题的抽象化获得功能定义能扩大解的范围。,（1）台钳功能表述对解法的影响,适度抽象化,功能表述,螺旋加压,机械加压,行程加压,解法,螺旋丝杆,偏心机构,气动、液压机构,只要形成压力即可,机械范围内,思路窄、暗示螺旋机构,（2）取核桃仁的功能描述,适度抽象化,功能分析,解法构思,砸壳,壳仁分离,外部加压,砸：重力,夹：杠杆机构，核桃夹子,压：螺旋机构,冲击：水力冲击,射击：核桃为子弹射向硬靶,壳变脆：易碎,壳溶解：溶解壳不溶解仁,侧向思维,内部加压,逆向思维,钻孔：向内充气撑破,整体加压，外压骤减内压充气撑破,（3）“车床加工零件”
24、抽象为:“把多余材料从毛坯上分离出去”，再抽象为“获得合格表面”。思维就从“车削”发散到“强力磨削”、“激光加工”再到“成型挤压”、“冷轧”。,二、功能分析法步骤,明确任务,黑箱法,总功能,分功能,功能元,功能元分解,最佳功能原理方案,功能树,创造性方法解法目录,形态学矩阵,评价法,分析,综合,评价,决策,三、功能分解,总功能,分功能,功能元,总功能复杂难以直接求解，为此将复杂的总功能分解为较简单的分功能，分解原则,1）按解决问题的因果关系或手段、目的关系来分解，平口钳：为夹紧工件，必须施加压力。,2）按照生产的空间顺序分解，汽水瓶罐装自动机分功能，瓶、盖、汽水贮存、罐装、加盖、封口、贴商标、
25、产品运输等。,1、功能树,防止设计人员知识经验的局限和过早地进入具体方案，而应从技术系统的功能出发进行功能原理设计,总功能逐步分解为比较简单的分功能，一直分解到直接找到解法的功能元，形成功能树。,例如，丝杠冷轧机的功能树如下图所示。,丝杠冷轧机的功能树,2、功能元,功能元可以用来组成任意复杂系统的 最基本单元,典型的基本动作：放出吸收传导绝缘集合扩散引导阻碍转变恢复放大缩小变向定向调整激动连接断开结合分离接合拆开储存取出,功能元被看成象电子元件，设想用来联接成各种复杂的总功能，但在机械设计实践中并不很有效,3、功能原理的类型及其发展,关键技术 功能 综合技术 功能纯机械功能,动作功能,简单动作
26、功能,复杂动作功能,工 艺 功 能,功能原理设计：综合（无规律可循）、创新、多解,1）简单动作功能及其求解思路 简单动作功能特点：完成功能必须的构件数量较少，利用构件几何形体的巧妙结合，实现相互锁合或相互动作的功能。例：改变世界的耗子鼠标 杠杆，轮轴，刀，锯，弓箭，针线，拉锁，魔方，双动开关，弹子锁，多色圆珠笔，双向开启门窗，随意定位窗，汽车安全带 列车挂钩，枪栓电视机调节盒盖、多色圆珠笔、齿轮机构、连杆机构等,简单动作功能典型实例拉链,奇妙的魔方,弹子锁功能原理,求解思路：几何形体组合法针对功能目标，对零件的几何形体进行构思。简单动作功能具有广范的用途，具有宽广的创造空间。通过分析已有的优秀
27、设计实例，可以学习到很多巧妙的设计方法。,2）复杂动作功能及其求解思路 当蒸汽机、内燃机和电动机发明后，由于这些原动机的运动特征与多数工作机不匹配，需要对原动机的运动进行变换，为此，人类发明了各种基本机构。求解思路：基本机构组合法 利用现有基本机构进行组合，可以实现各种复杂的运动规律和运动轨迹。多数机械传动装置的功能属于复杂动作功能。,复杂动作功能实例瓦特蒸汽机,复杂动作功能实例内燃机,四自由度自适应假手,自适应假手四自由度机构,火车车轮四自由度制动系统,六自由度平台六杆并联机构,3）工艺功能及其求解思路 工艺功能是以实现对对象物的加工为目的的功能 在每一个基本的工艺系统中，至少包含一个工作头
28、S1，一个被加工对象S2，和一种场F；工艺过程中通过工作头的形状、运动方式和作用场（三要素）对被加工对象施加作用，完成工艺功能。求解思路：物场分析法（Substance-Field)法,工艺功能及其求解思路 工作头S1 工具，刀具，主体 被加工对象S2 物料，工件，对象，客体 场F 作用方式，可以是应力，重力，电，磁，光，热，化学反应,求解工艺功能的方法：1：选择新的工作头S1 和场F 人工消雾 2：完善现有工作头S1 和场F 群钻 3：增加新的工作头S1和场F 铆接（加温）4：改用其它工作头S1 和场F 水刀、打字机,S-Field法的应用,割草机,浮法玻璃生产,卡尔逊复印法,复印机的工艺功
29、能分析,（1938）,复印机感光鼓,复印机的八大功能,复印机第一、二分功能,复印机第三、四分功能,复印机第五分功能,复印机第五分功能,复印机第六分功能,复印机第七、八分功能,复印机的八大功能,选择实用的科技工作原理，构思实现工作原理的技术结构即功能载体。,1）选择工作原理,关键是思维发散,机械设备的设计不应局限于机械学的范围，电子学、磁学、光学、热学、仿生学等科技工作原理都应在考虑之列。,例如：应用磁学、电子学工作原理的磁力轴承，代替应用摩擦学、流体力学工作原理的液压轴承等。,4、功能元的求解,应用光学工作原理的激光器代替应用机械学工作原理的切削机床对高硬度材料的加工；应用电子学工作原理的电子
30、计时表代替应用机械学工作原理的机械计时表等等。,应用电子学、信息工作原理的带编码器的伺服电机，代替应用电工学、机械学工作原理的交流电动机的齿轮轴系。,选择先进的工作原理时，必须分析工作条件是常规的还是非常规的，功能载体在不同的工作条件下表现出来的特性是一般的显特性，还是某种内在的潜特性。,例如：普通钢材在超低温下的冷脆性使强度大大降低，而在超高压下的高塑性使硬度大大降低，用激光加工印制板小孔代替机械加工，要保证小孔的表面粗糙度以便于装配元件，必须经过实验决定是否可行。中药、西药混合会中毒。,2）构思功能载体,构思完成某个功能元的功能载体，一般采取以下方法。,（1）检索 在各种设计目录、信息库、
31、手册等设计工具中进行检索，寻求最优功能载体。,（2）集成 把不同的特性、功能、技法等综合集成，产生创新功能载体。,例如：耐拉纤维和耐高温陶瓷 高强度陶瓷；具有收音、计时、记忆、报警等多种功能的收音机；能折叠、爬楼、坐息、载重的手拉行李车。可视手机,至于集自动加工、装配、检测、调整、运输、储存、管理等功能于一身的计算机集成制造系统（CIMS），是机电一体化综合集成的技术高峰。,（3）缩放 由于材料、集成电路及其工艺等的发展，机器人已可缩小到从血管进入心脏完成手术，这只是缩小的微机械的一例。相反的例子有放大到数百平方米的电视屏幕。,（4）变换 电动机的部分矽钢片变换为永磁材料，产生了响应特性大大提
32、高的控制电动机。弹簧质量系统变换为压电晶体，电阻丝变换为半导体，使传感器和应变片的性能大大提高。相反，利用永磁材料的特性，用大惯量转子变换小惯量转子，大大提高了伺服电动机的特性，是逆向变换的成功实例。,3）分功能之间的关系,串联式,并联式,组合式,例、扭矩过载保护器,功能分析,工作原理,技术模型,功能载体,四、方案综合 方案综合用形态学矩阵。矩阵的行数n为功能元数，矩阵列数为实现一个功能元的不同功能载体数中最多的载体数m。,功能原理方案的形态学矩阵,nm的形态学矩阵名义上有nm个解即nm个方案，实际有akblnm个方案。方案数太大难以寻优，一般按以下方法淘汰大部分一般方案。,各功能元解必须相容
33、，不相容者淘汰；淘汰与国家政策民族习性有矛盾的、经济效益差的解；优先选择主要功能元的技术先进的解。,寻求组合方案时，注意防止按常规走老路的倾向，重视创新的先进技术的应用。经过筛选淘汰组合成少数方案供评价决策，最后得1-2个可行的功能原理方案作为技术设计方案。,功能求解的关键在科学原理的基础上寻求功能载体，现代高等学校教科书中讲述大约150个科学原理，只占人类已掌握科学原理的3%左右，为方便设计人员检索，建立各种知识库极为重要。,五、设计工具,1、设计目录,“设计”是获取信息和处理信息的过程“设计目录”是一种设计信息库，按照设计的需要进行分类、排列，以便检索和处理。“机械传动设计目录”将各种基本机构收录其中，并包含有描述各种机构特征的信息（传动比范围，传动功率范围，自锁，远距离传动，过载保护等）。,机械传动设计目录内容：,改变运动方向的基本机构,改变运动形式的常用机构,改变运动形式的常用机构
