機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計(jì)

1、機(jī)械產(chǎn)品規(guī)劃與創(chuàng)新第1章：機(jī)電產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的一般過(guò)程概述：機(jī)電產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的一般過(guò)程：產(chǎn)品發(fā)現(xiàn)一項(xiàng)目規(guī)劃一產(chǎn)品定義一方案設(shè)計(jì)一產(chǎn)品開(kāi)發(fā)一產(chǎn)品支持1.1 產(chǎn)品發(fā)現(xiàn)在設(shè)計(jì)過(guò)程中產(chǎn)品發(fā)現(xiàn)遵循以下三個(gè)基本原則：技術(shù)推進(jìn)、市場(chǎng)拉動(dòng)、產(chǎn)品改進(jìn)。通過(guò)這門課的學(xué)習(xí)，加上自己的理解，我覺(jué)得在產(chǎn)品發(fā)現(xiàn)所遵循的三個(gè)基本原則而中，技術(shù)推進(jìn)應(yīng)該是最難的，這需要將所學(xué)到的理論知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)和生活中去，還要有一雙善于發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的眼睛。其實(shí)這幾個(gè)原則都需要善于發(fā)現(xiàn)的眼睛，只是市場(chǎng)拉動(dòng)與產(chǎn)品改進(jìn)相對(duì)來(lái)說(shuō)難度有所下降，特別是產(chǎn)品改進(jìn)，因?yàn)閷?shí)際中無(wú)論是生產(chǎn)還是生活，大多數(shù)產(chǎn)品都是改進(jìn)了在改進(jìn)，才有現(xiàn)在的樣式、功能、體系。比如我們常用的電

2、腦鼠標(biāo)，從機(jī)械式到光電式、從有線到無(wú)線，通過(guò)了無(wú)數(shù)次嘗試才有了今天的無(wú)線光電式鼠標(biāo)。1.2 項(xiàng)目規(guī)劃這是產(chǎn)品開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的第二個(gè)階段，此階段中要進(jìn)行資金、人力和設(shè)備資源的計(jì)劃。規(guī)劃階段就是明確設(shè)計(jì)任務(wù)的階段。對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行可行性調(diào)查研究（包括技術(shù)調(diào)研和市場(chǎng)調(diào)研）、可行性論證。規(guī)劃階段要有可行性報(bào)告、設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)等書(shū)面成果。1.3 產(chǎn)品定義產(chǎn)品定義階段的目標(biāo)就是理解任務(wù)的問(wèn)題所在，并為產(chǎn)品設(shè)計(jì)計(jì)劃的其他方面建立基礎(chǔ)。這一階段中發(fā)展團(tuán)隊(duì)、建立時(shí)間表、評(píng)價(jià)產(chǎn)品的生產(chǎn)周期。如果計(jì)劃可行，及可以進(jìn)入下一階段了；要是還有需要改進(jìn)的地方就返回任務(wù)定義階段進(jìn)行修改；要是這兩項(xiàng)都無(wú)法實(shí)施就取消此項(xiàng)目。1.4 方案設(shè)計(jì)方案

3、設(shè)計(jì)又叫概念設(shè)計(jì)。此階段是基于客戶需求產(chǎn)生產(chǎn)品概念，概念評(píng)估確定將要進(jìn)行的、>:7KO方案設(shè)計(jì)過(guò)程中需產(chǎn)生產(chǎn)品的概念，然后對(duì)產(chǎn)品概念進(jìn)行評(píng)估，決定評(píng)估后的產(chǎn)品概念（如果可行進(jìn)入下一階段，否則返回產(chǎn)生產(chǎn)品概念階段，重新進(jìn)行概念設(shè)計(jì)），最后就是定義計(jì)劃。方案設(shè)計(jì)階段最重要的一個(gè)目標(biāo)是在眾多可選的方案中選擇一個(gè)最佳方案，這個(gè)方案必須是最少的花費(fèi)和最少的資源消耗，當(dāng)然這些需要淵博的知識(shí)儲(chǔ)備。1.5 產(chǎn)品開(kāi)發(fā)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)階段就是將評(píng)估后的方案轉(zhuǎn)化為實(shí)際產(chǎn)品。產(chǎn)生方案并評(píng)估后，接下來(lái)就是要在實(shí)際產(chǎn)品中重新定義一個(gè)最好的方案。產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的起始階段不能對(duì)起初沒(méi)有更早的一些步驟做過(guò)多的強(qiáng)調(diào)，這是最不好的設(shè)計(jì)方法

4、。1.6 產(chǎn)品支持產(chǎn)品支持最主要的就是售后服務(wù)，這是產(chǎn)品設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)過(guò)程的最后一個(gè)階段。比如說(shuō)客戶買了OFFICE軟件，微軟公司就提供諸如售后，解答等方案，并提供完善的安裝和使用解決方案，用戶升級(jí)等方案。涵蓋了許多，簡(jiǎn)單概括就是用戶有問(wèn)題就幫用戶解決問(wèn)題，出現(xiàn)優(yōu)化方案，提醒并幫助用戶完成。這一階段要對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)資料進(jìn)行存檔，然后獲取原料供應(yīng)商、顧客以及制造商的支持，接下來(lái)就是加工制造、樣機(jī)試驗(yàn)與測(cè)試改進(jìn)，還有申請(qǐng)專利，最后就是產(chǎn)品的回收處理?？偨Y(jié)：以上這些就是機(jī)電產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的一般過(guò)程，是機(jī)電產(chǎn)品產(chǎn)生的理論體系。這些理論都是在課堂上學(xué)習(xí)到的，顯然，還有很多地方不能真正的理解，這需要以后在工作中、學(xué)習(xí)中繼

5、續(xù)去琢磨，特別是理論與實(shí)際的銜接，更需要自己去留心觀察和研究第2章：機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)的常用方法產(chǎn)品的創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法一般包括反求設(shè)計(jì)、變形設(shè)計(jì)、再設(shè)計(jì)/改進(jìn)設(shè)計(jì)、適應(yīng)性設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)性設(shè)計(jì)反求設(shè)計(jì)反求設(shè)計(jì)(Reversedesign)也稱逆向設(shè)計(jì)，與正向設(shè)計(jì)相對(duì)，通常是根據(jù)正向設(shè)計(jì)概念所產(chǎn)生的產(chǎn)品原始模型或者已有產(chǎn)品來(lái)進(jìn)行改良，通過(guò)對(duì)產(chǎn)生問(wèn)題的模型進(jìn)行直接的修改、試驗(yàn)和分析得到相對(duì)理想的結(jié)果，對(duì)已出現(xiàn)的產(chǎn)品進(jìn)行引進(jìn)或模仿，研制生產(chǎn)出的產(chǎn)品。如引進(jìn)汽車生產(chǎn)線，制造和銷售各種汽車。變形設(shè)計(jì)變型設(shè)計(jì)(Variantdesign)是關(guān)于設(shè)計(jì)方法和過(guò)程的一種分類定義，是指提取已存在的設(shè)計(jì)或設(shè)計(jì)計(jì)劃、作特定的修改以產(chǎn)

6、生一個(gè)和原設(shè)計(jì)相似的新產(chǎn)品。這種修改一般不破壞原設(shè)計(jì)的基本原理和基本結(jié)構(gòu)特征，是一種參數(shù)的修改或結(jié)構(gòu)的局部調(diào)整或兩者兼而有之，其目的是快速、高質(zhì)量、低成本地生產(chǎn)新產(chǎn)品以滿足不斷變化的市場(chǎng)的要求。改進(jìn)設(shè)計(jì)改進(jìn)設(shè)計(jì)(Redesign),即再設(shè)計(jì)，是對(duì)原有傳統(tǒng)的產(chǎn)品進(jìn)行優(yōu)化、充實(shí)和改進(jìn)的再開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)。所以產(chǎn)品的改進(jìn)設(shè)計(jì)就是在從考察、分析與認(rèn)識(shí)現(xiàn)有產(chǎn)品的基礎(chǔ)平臺(tái)上為出發(fā)原點(diǎn)，對(duì)產(chǎn)品的缺點(diǎn)”，優(yōu)點(diǎn)”進(jìn)行客觀的、全面的分析判斷。對(duì)產(chǎn)品過(guò)去、現(xiàn)在與將來(lái)的使用環(huán)境與使用條件進(jìn)行區(qū)別分析。適應(yīng)性設(shè)計(jì)適應(yīng)T設(shè)(Adaptabilitydesign)計(jì)就是指在總的方案原理基本保持不變的情況下，對(duì)現(xiàn)有產(chǎn)品進(jìn)行局部更改。

7、適應(yīng)性設(shè)計(jì)具有一定的創(chuàng)新性。比如前邊提到的鼠標(biāo)的設(shè)計(jì)，從開(kāi)始的機(jī)械式到光電式、從有線式到無(wú)線式。就是在原有產(chǎn)品的基礎(chǔ)上不斷地積累，經(jīng)過(guò)多次的改進(jìn)使得產(chǎn)品越來(lái)越適應(yīng)人們的生活。開(kāi)發(fā)性設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)性設(shè)計(jì)(Originaldesign)就是沒(méi)有參照的產(chǎn)品設(shè)計(jì)，僅僅是根據(jù)抽象的設(shè)計(jì)原理和要求，設(shè)計(jì)出在質(zhì)量和性能方面滿足目的要求的產(chǎn)品或系統(tǒng)。產(chǎn)品的工作原理，主體結(jié)構(gòu)，所實(shí)現(xiàn)的功能，這三者中至少有一項(xiàng)是首創(chuàng)的才可以認(rèn)定為開(kāi)發(fā)性設(shè)計(jì)。開(kāi)發(fā)性設(shè)計(jì)的過(guò)程最復(fù)雜，創(chuàng)新性強(qiáng)。比如好神拖的設(shè)計(jì)。開(kāi)發(fā)型設(shè)計(jì)對(duì)理論和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)要求特別高。第3章：方案設(shè)計(jì)題(2)測(cè)試重力加速度g設(shè)計(jì)一套用來(lái)測(cè)試重力加速度g的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，據(jù)所設(shè)計(jì)的

8、結(jié)構(gòu)，分析影響測(cè)量精度的相關(guān)因素？估計(jì)所測(cè)量的g值的精度。要求：(1)分析測(cè)量原理；(2)有結(jié)構(gòu)原理圖，所有圖形需要自己繪制；(3)有操作步驟；(4)有測(cè)量精度分析；(5)核算加工制作該設(shè)備的成本(盡量詳細(xì))；(6)用Gantt圖描述該設(shè)備的開(kāi)發(fā)規(guī)劃；(7)不需要做實(shí)物3.1分析測(cè)量原理利用單擺測(cè)量重力加速度用一根絕對(duì)撓性且長(zhǎng)度不變、質(zhì)量可忽略不計(jì)的線懸掛一個(gè)質(zhì)點(diǎn)，在重力作用下在鉛垂平面內(nèi)作周期運(yùn)動(dòng)，就成為單擺。單擺在擺角小于5。的條件下振動(dòng)時(shí)，可近似認(rèn)為是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。單擺運(yùn)動(dòng)的周期公式：T=紅=2冗L.其中L指擺長(zhǎng)，g是當(dāng)?shù)刂亓铀俣取Ｓ纱薵式子可得g=4兀2)。若測(cè)得L、T,代入式g=4兀2

9、)即可求得當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭。實(shí)驗(yàn)時(shí)，測(cè)量一個(gè)周期的相對(duì)誤差較大，一般是測(cè)量連續(xù)擺動(dòng)n個(gè)周期的時(shí)間t,則T=t/n。若測(cè)出不同擺長(zhǎng)Li下的周期Ti,作Ti2-Li圖線，由直線的斜率可求出當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭。操作步驟(1),在細(xì)線一段打上一個(gè)比小球上的孔徑稍大的結(jié)，將細(xì)線穿過(guò)球上的小孔做成一個(gè)單擺。.將鐵夾固定在鐵架臺(tái)上方，鐵架臺(tái)放在桌邊，使鐵夾伸到桌面以外，使擺球自由下垂。(3),測(cè)量擺長(zhǎng)：用游標(biāo)卡尺測(cè)出小球直徑D,再用米尺測(cè)出從懸點(diǎn)到小球上端的距離L。(4),把小球拉開(kāi)一個(gè)角度(小于5度)使在豎直平面內(nèi)擺動(dòng)，測(cè)量單擺完成全振動(dòng)30到50次所用的平均時(shí)間，求出周期T,T=t/no(5),帶入公

10、式求出g。(6),多次測(cè)量求平均值。測(cè)量精度分析.本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)誤差主要來(lái)源于單擺模型本身是否符合要求，即懸點(diǎn)是否固定，是單擺還是復(fù)擺，球、線是否符合要求，振動(dòng)是圓錐擺還是在同一豎直平面內(nèi)振動(dòng)以及測(cè)量哪段長(zhǎng)度作為擺長(zhǎng)等等。只要注意了上面這些方面，就可以使系統(tǒng)誤差減小到遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于偶然誤差的程度。(2),本實(shí)驗(yàn)偶然誤差主要來(lái)自時(shí)間(即單擺周期)的測(cè)量上。因此，要注意測(cè)準(zhǔn)時(shí)間(周期)。要從擺球通過(guò)平衡位置開(kāi)始記時(shí)，并采用倒記時(shí)計(jì)數(shù)的方法，不能多記或漏記振動(dòng)次數(shù)。為了減小偶然誤差，應(yīng)進(jìn)行多次測(cè)量后取平均值。.本實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行長(zhǎng)度(擺線長(zhǎng)、擺球的直徑)的測(cè)量時(shí)，讀數(shù)讀到毫米位即可。時(shí)間的測(cè)量中，秒表讀數(shù)的有效數(shù)字的末位在“秒”的十分位即可核算加工制作該設(shè)備的成本(1),兩個(gè)軸的加工：一般車工10-20元/小叱圓鋼16-90,含稅單價(jià)5.7元。兩個(gè)軸大約需要半個(gè)小時(shí)，加上材料費(fèi)5元，合計(jì)8+5=13元。(2),金屬球的加工：立、臥銃，線切割，大車床，龍門銃以每小時(shí)20元記費(fèi)。金屬球的加工取材可以用加工軸的剩余材料。金屬球需銃床加工大約半小時(shí)，合計(jì)10元。(3),底座的加工：用銃床加工20元/小時(shí)；鋁板LD2,含稅單價(jià)26。底座加工需要大約半小時(shí)，加上材料費(fèi)13元，合計(jì)10+13=26元。