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吸尘器的方案设计.doc

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武汉工业学院 吸尘器的方案设计 院(系) 机械工程学院 专业名称 机械工程 课程名称 现代设计法 学生姓名 朱 勇 学生学号 8201205006 指导教师 王继焕 吸尘器的方案设计 摘要 设计方法学是以系统论的观点研究产品的设计程序、设计规律和设计中的思维与工作方法的一门综合性科学。它的研究目的是总结设计的规律性,启发设计人员的创造性,在给定条件下,实现高效、优质的设计。本文以吸尘器为例,用设计方法学的功能分析方法对其进行方案设计,先将其复杂的系统的总功能分化为简单的功能元,再对每个功能元求解,然后进行组合得到系统多种总方案,然后对多种方案进行方案评价决策,逐步优化。 关键词:设计方法学;吸尘器;功能分析法;方案评价 功能分析法设计步骤和各个阶段的方法 功能分析设计的步骤和各个阶段所用的方法见下图表: 功能分析设计师发散-收敛的过程。从功能分析入手。通过创新构思探求多种方案,然后经技术经济评价,优选得到最佳的方案。 二.绘制技术系统的框图 目标:寻找总功能的转化关系 三.总共能的分解 ①总功能分解的依据:一般吸尘器的内部结构比较复杂,一般吸尘器包括五个部分:动力部分:电机和调速器;过滤系统:尘袋,前过滤片和后过滤片;功能性部分:收放线机构,尘满指示,按钮或者滑动开关;保护措施:真空度过高保护,抗干扰保护,过热保护和防静电保护;附件:手柄和软管,接管,地刷,扁吸,圆刷,床单刷,沙发吸,挂钩,背带。其技术过程通常是:原动机(电源)→传动→控制→执行。 ②总功能进行分解,将总功能分解为一级、二级分功能,二级分功能若还找不到解,还可以以接着往下分解,直到找到相应的原理解为止,如图3.1所示 ③寻找原理解法和原理解组合 找到各功能元的解,然后用形态学矩阵法对功能元的解进行组合,可得到设计方案的多种解,见表3.1 功能元 功能元载体 1 2 3 4 a 过滤 尘袋 尘杯 水 b 连接 软管 无软管 c 吸取 刷类 吸嘴式 d 回转 内齿轮传动 外齿轮传动 液轮 e 能量转换 电源 f 能量传递与分配 齿轮箱 皮带传动 链传动 g 制动 带式制动 阐瓦传动 片式制动 圆锥形制动 h 变速 液压式 齿轮式 液压-齿轮 i 行走 立式 卧式 手持式 杆式 从表中可知: 组合方案数=3*2*2*3*1*3*4*3*4=5184 方案一:立式刷类吸尘器 (a1+b2+c1+d1+e1+f1+g1+h2+i1) 方案二:卧式吸嘴式吸尘器 (a3+b1+c2+d3+e1+f1+g4+h1+i2) 四.方案评价 通过设计对功率的要求可知,在能量传递与分配的工程中,采用链传动和皮带传动是不能相容的,应去掉。 故组合方案=3*2*2*3*1*2*4*3*4=3456. 对各方案评价目标逐项作粗略评价。用行(+)、不行(-)、信息不足(?)3种符号表示,最后总评决策,如表4.1所示 评价目标 方案 一 二 满足功能要求 + + 成本在规定的范围内 + + 加工装配可行 + + 使用维护方便 - + 满足人机功能学 + + 总评 + + + + 5+ 得出方案二较好。 5 评价法 形态学矩阵 明确任务 总功能 功能元 功能元解 功能原理解 最佳功能原理解 黑箱法 功能树 创造性方法解目录 功能设计阶段 方案设计阶段 吸尘器 振动 热量 噪声 能量(驱动) 物料(灰) 信号 能量(力和速度等) 物料(装入尘袋的灰) 信号 其他 温度 湿度 图1-1 挖掘机技术系统与环境 表3.1 表4.1 点评价表
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