可变功能机械是一种多功能机械,可以根据实际需求,通过对构件的更换、调整等实现多种功能间的转换,具有重要的实用价值。对可变功能机械产品概念设计的研究可有效提升用户满意度,增强产品竞争力。鉴于目前研究中还存在的问题,本论文主要围绕可变功能机械功能需求分析与功能设计的方法进行研究。首先,论文针对可变功能机械产品的功能特性开展研究,借助功能语义表述及功能自然树分解模型,并通过分析各功能的功能特性,对可变功能机械系统中的功能进行分解;再引入黑箱模型、串并联的相关概念,对可变功能机械中各功能实现时的功能链序进行结构化处理,分析各个链序间的输入、输出流及相似特征,为后续研究奠定基础。其次,开展了功能需求分析研究,针对客户提出的各功能需求项,基于KANO模型的相关知识进行问卷设计及调研,并以量化计算的方式获得用户各功能需求的需求类别、权重及满意度等信息参数,用以指导设计,提高用户对产品整体满意度。最后,通过多功能刀具验证了以上方法的可行性。此外,基于实例求解法对将功能需求转化到实例结构的相关方法开展研究。通过借助现有的FBS理论及数据库管理等,将一些典型的可变功能机械产品的功能、结构等信息以特征编码的方式录入到实例数据库中进行有序的组织管理。同时,对已获取的功能需求也进行特征编码处理,并根据对应编码间的相似度及最终关联度在实例库中检索出目标实例结构,并筛选出最优实例解,为实例解在系统中的功能设计实现奠定基础。最后,对可变功能机械功能构件识别与接口设计的方法进行研究。首先将实例解集与现有系统功能进行耦合性分析,通过耦合度计算及分析原则确定用于最终设计的实例解,再通过功能链序展开及语义泛化处理,找出实例解与系统功能间的相似特征以识别出关键构件以及非共享构件,进而根据接口设计原则指导非共享构件与关键构件间的接口设计,并通过评价及优化完成最终设计。最后通过对可变功能微耕机的功能设计验证方案可行性。