吸尘器的方案设计.doc

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