機械系統中機械本身構成的系統是內部系統，而人和環境構成的系統是外部系統。機械系統種類繁多，結構也越來越復雜，但從實現系統功能的角度看，主要包括動力系統、傳動系統、執行系統、操縱及控制系統等子系統，如圖7所示。每個子系統又可根據需要繼續分解為更小的子系統。
圖7 機械系統的組成
1．機械系統統設計的任務
機械系統設計的最終目的是為市場提供優質高效、價廉物美的機械產品，在市場競爭中取得優勢、贏得用戶，并取得較好的經濟效益。
產品質量和經濟效益取決于設計、制造和管理的綜合水平，而產品設計是關鍵。機械系統設計時，特別強調和重視從系統的觀點出發，合理確定系統功能，增強可靠性，提高經濟性，保證安全性。
1）合理確定系統功能。產品的推出是以社會需求為前提，沒有需求就沒有市場，也就失去產品存在的價值和依據。設計師必須確立市場的觀念，以社會需求作為根本出發點，掌握市場動態，查清市場當前的需求和預測今后的需求，了解市場對現有產品或同類產品的反應，掌握現有競爭對手和潛在競爭對手的動向，確定自己的方針和策略，力求使設計的產品達到盡善盡美的境地。
2）提高可靠性。可靠性是衡量系統質量的一個重要指標。提高系統的可靠性的最有效的方法是進行可靠性設計（參見本篇第5章）。
3）提高經濟性。① 提高設計和制造的經濟性：這主要通過降低產品成本、減少物質消耗、縮短生產周期等措施來實現。從設計角度來說可采取：合理確定可靠性要求和安全系數，在設計中貫徹標準化，把新技術（包括新產品、新方法、新工藝、新材料等）應用到產品設計中，不斷改善零部件結構的工藝性等。② 提高使用和維修的經濟性：主要有提高產品的效率，合理確定經濟壽命，提高維修保養的經濟性。
4）保證安全性。包括機械系統執行預期功能的安全性和人—機—環境系統的安全性。機械系統執行預期功能的安全性是指機械運行時系統本身的安全性，如滿足必要的強度、剛度、穩定性、耐磨性等要求。人—機—環境系統的安全性是指勞動安全和環境保護，即機械工作時，不僅機械本身應用良好的安全性，而且對使用機械的人員及周圍的環境也應有良好的安全性。
2．機械系統的方案設計與總體設計
方案設計一般從系統的功能出發，通過分析機械作業過程的工藝原理，確定人在技術過程中的參與程度，即確定內部系統的邊界，以及確定技術過程中各作業的順序，找出實現預定設計目標的原理方案。確定各部件（子系統）的基本結構和型式，進行初步計算和運動分析，使整個機械系統與其他相關的外部系統相適應，并對整機進行必要的工作能力計算和性能預測，以確保實現重要的性能指標。分析各個可行的候選方案的薄弱環節并加以改時，進而對各可行的候選方案作較全面的分析比較，確定最佳設計方案，必要時應對方案中的關鍵技術系統進行試驗研究。最后對所設計的機械系統的結構給出完整的描述。
3．機械系統的總體布置
總體布置必須有全局觀點，不僅要考慮機械本身的內部因素，還要考慮人機關系、環境條件等各種外部因素，按照簡單、合理、經濟的原則，妥善地確定機械中各零部件之間的相對位置和運動關系。總體布置時，一般總是先布置執行系統，然后再布置傳動系統、操縱系統及支持形式等。要求保證工藝過程的連續和流暢，降低質心高度，減小偏置，保證精度、剛度及抗振性，結構緊湊，層次分明，操作、維修、調整簡便，外形美觀等。 |
