机械设计专业毕业设计说明书(论文) - 图文(7)

2019-05-27 17:16

河北工业大学2010届本科毕业设计说明书

辆台车摆一排,一共前后摆两排。前者虽然利于吊装人员的操作施工,但其跨距较后者扩大了一倍;而后者虽然大大减小了跨距,但双排摆放的小台车给吊装人员的操作施工带来极大地不便。这样便产生了设计过程中的冲突。

6.1 TRIZ理论简述

TRIZ理论认为,发明问题的核心是解决冲突,未克服冲突的设计不是创新设计,产品的进化过程就是在不断解决产品所存在冲突的过程。一个冲突解决后,产品进化过程处于停顿阶段,之后的另一个冲突解决后,产品移到一个新的状态,设计人员在设计过程中不断发现并解决冲突是推进其向理想化进化的动力。

冲突基于TRIZ理论管理冲突、物理冲突、技术冲突。由于管理冲突本身具有暂时性而无启发价值,不能表现出解决问题可能的方向,不属于TRIZ的研究内容。

物理冲突是指为了实现某种功能,一个子系统或元件应具有一种特性,但同时出现了与该特性相反的特性,如:

(1) 一个子系统中有用功能的加强同时导致该子系统中有害功能的加强 (2) 一个子系统中有害功能降低的同时导致该子系统中有用功能的降低 技术冲突常常表现为一个系统中两个子系统之间的冲突。如:

(1) 在一个子系统中引入有用功能,导致另一个子系统产生一种有害功能 (2) 消除一种有害功能导致另一个子系统有用功能的变坏

(3) 有用功能的加强或有害功能的减少使另一个子系统或系统变得太复杂。

6.2 TRIZ理论的应用

在电动葫芦轨道梁跨距这个问题上,我们想减小轨道梁的跨度以提高梁刚度这一有用功能,但导致操作上的不便;反之,我们想要操作方便但使得跨度过大,梁的刚度大大降低。产生了设计过程中的技术冲突。

基于TRIZ理论我们将技术冲突用39个通用工程参数来描述,以达到将实际工程设计中的冲突转变成为一般的或标准的技术冲突。

由前述知我们要提高的工程参数是电动葫芦轨道梁的刚度,即物体抵抗外力作用使之变化的能力。归结为通用工程参数中的第14条参数“强度”。而吊装施工人员在操作过程中的便利性可归结为第39条通用工程参数“生产率”或者第

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33条通用工程参数“可操作性”。

知道了工程参数以后,便可以在冲突矩阵中找出相应的发明原理。冲突矩阵中行所描述的工程参数为冲突中恶化的一方,列所代表的工程参数为改善的一方。即强度位于列中;可操作性和生产率位于行中。由此得出14行33列和14行39列所对应的矩阵元素,即为推荐的发明原理序号,分别为32、40、28、2;29、35、10、14。

6.3 由发明原理进行设计方案的确定

从这八条发明原理中,第2条分离原理和第40条复合材料原理最为接近解决问题的理想方法。但第40条原理虽能解决问题单明显增加了设计制造的成本,故将其淘汰。应用第2条分离原理,将系统中的“干扰”部分分离出来,即将阻止吊装人员操作的小台车分离。那么如何分离呢?

我们可以采用波浪形的台车排布方式,即如图4所示。这样摆放可以留有足够的空间给后排发动机起吊用,而且这种摆放形式相对于第一种方案可以极大地缩小跨距,提高梁的刚度;同时相对于第二种方案又明显增强了可操作性。故而使得该技术冲突得以很好的解决。

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结论

本课题以发动机吊装与码盘系统的实现形式和组织架构为主要研究内容,试图设计出一套完善高效的吊装码盘系统。本文便对以上目的要求进行了详尽阐述,其中包括实现方法的论述、方案比较、方案确定、过程论述、构件选型、构件力学性能校核与优化,并初步采用TRIZ理论进行设计中的问题解决与优化,收到良好的效果。

通过短短三个月的设计,已经形成了较为完善的设计方案,经各项严格校核之后,完全符合使用要求。相对于过去的一些粗放式的吊装码盘系统机构,本系统在结构的紧凑性、使用的安全性、操作的简便性上都有了长足的进步。

本系统结构的创新性主要体现在以下几个方面:

(1) 小台车波浪形码放方式不仅使得轨道梁的整体刚度有了较大的提高,而且使得操作更为简便安全。

(2) 大车的集中驱动方式不仅压缩了成本简化了结构还有效的减弱了运行过程中的啃轨现象,提高了运动的平稳性。

(3) 采用限位开关和缓冲器双管其下的安全装置,有效避免了机构运行过程中脱轨危险地出现,在很大程度上保护操作人员的安全。

(4) 机构采用的钢结构形式进行了系统的力学性能校核,包括强度、刚度、动载荷稳定性、压杆稳定等一系列校核计算,并且全部符合使用要求。

现阶段系统的进一步研究方向:

(1) 该系统的自动化程度不高,人为参与因素比较多,对于减小劳动量方面效果不是很明显。应当向智能化方向作进一步的研究,增加自动化模块,力求达到无人化吊装码盘操作模式。

(2) 受材料因素的限制,系统结构在整体上还应向更加小巧紧凑的方向发展。

(3) 受使用条件的限制,应当在机构的运动平稳性上作进一步的研究,以期实现平滑启动、运行、制动。

本次毕业设计是本科学习阶段一次非常难得的理论与实际相结合的机会,通

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过这次比较完整的发动机吊装与码盘系统设计,我摆脱了单纯的理论知识学习状态。理论知识与实际设计的结合锻炼了我综合运用所学专业基础知识、解决实际工程问题的能力,同时也提高了我查阅文献资料、设计手册、设计规范以及电脑制图等其他专业能力水平。通过对整体的掌控,对局部的取舍,以及对细节的斟酌处理,都使我的能力得到了锻炼,经验得到了丰富,意志品质力、抗压能力、耐力得到了提升。在本次毕业设计中我熟练地掌握了各种系统的适用条件、各种设备的选用标准,各种零部件的安装方式;在与老师的沟通交流中我初步的认识到企业的运行模式、管理方式、内部架构,并且对丰田公司“精益生产”的制造管理理念有了更加深刻全面的认识。

在设计过程中电动葫芦轨道梁跨距的设计让我很头痛,原因是由于轨道梁的刚度与小台车的摆放形式之间产生了很大的矛盾,这些矛盾在处理上让人很难斟酌。正是基于这种考虑我意识到:要想得到完善的设计方案,先进科学的工具是不可或缺的。于是我想到了曹国忠老师在讲创新设计时教授我们的TRIZ理论,通过将TRIZ理论和我所面临的实际问题相结合,并运用其中的发明原理从而得出一套较为完善的设计方案,很好的解决了设计过程中的矛盾。

本次毕业设计对即将毕业的我们进行了一次技术知识与专业技能的实战演习。正是这次设计让我积累了无数实际经验,极大拓展了我们的知识面,使我的头脑更好的被知识武装了起来,也必然让我在未来的工作学习中表现出更高的应变能力,更强的沟通力和理解力。顺利如期的完成本次毕业设计给了我很大的信心,让我了解专业知识的同时也对本专业的发展前景充满信心!

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参考文献

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致谢

本设计的工作是在我的指导老师陈子顺高级工程师的悉心指导下完成的,老师对我的充分信任是本课题顺利完成的最大动力。在三个多月的设计学习当中,陈子顺老师渊博的学识,敏锐的学术思想,言传身教的学者风范,给了我深刻的启迪与影响。陈老师不仅仅在学术科研上给了我自由发挥的空间,而且在为人处事上也给了我谆谆的教诲,陈老师宽广的胸怀,孜孜不倦教书育人的精神让学生折服。在此衷心感谢陈子顺老师对我学业上的热情指导和生活上的无私关心与帮助。

深深感谢四年来教授我学习知识和做人道理的每一位良师益友。感谢范慕辉老师在力学方面对我极大地帮助与严厉的教导;感谢刘淑英老师、徐红静老师、曲云霞老师、侯书军老师、李为民老师在历次课程设计中的谆谆教导与言传身教;感谢赵海文老师带给我的激情与自信;感谢王涛老师、富大伟老师、孙立新老师带给我开阔的眼界。在各位老师身上我学到了严谨、求实、勤奋、认真,学到了做学问来不得半点马虎,学到了做人与做学问的伟大真谛!

深深感谢培育了我四年的河北工业大学。她浓浓的学术气息与严谨的做人做事准则指引着我一步步跨过人生中的荆棘坎坷;她厚重的历史积淀与刚正不阿的人文精神使我的灵魂得以栖息依傍。

深深的感谢每一个曾经支持和帮助过我的人! 最后,将本文献给我的母亲、父亲和爱我的人!

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