吸尘器的方案设计.docVIP

. .. 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： 评价法形态学矩阵 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 二．绘制技术系统的框图 目标：寻找总功能的转化关系 吸尘器 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 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 表3.1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 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 表4.1 点评价表 表4.1 点评价表 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。