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质量工程实验设计报告

三次设计实验报告

学号：

1120140529

姓名：

王迪

班级：

03511402

、实验目的

三次设计是一种先进的产品设计方法和理念，广泛的应用于产品设计领域,以提高产品的设计质量。

实验目的如下：

（1）学习三次设计三个阶段的内容和意义。

（2）掌握三次设计的理念和步骤。

、仪器及试件

软件：

Spss，Excel。

三、试验场景

某场欲设计制造的气动换向装置需要完成下列任务：

（1）带动900N左右的负载在一定的阻力作用下完成6个转换动作，且动作可靠、到位、冲击力小、体积小、重量轻。

（2）在1s内完成最长距离的换向动作。

（3）在2〜4MPa的压缩空气作用下，气耗量尽可能少。

已知系统运动方程为：

-「二I心-

各参数的含义如下：

丫一换向末速度，望目特性，其目标值m=960mm/s=0.96m/s;

A—换向行程，待选参数；

B—换向活塞直径，待选参数；

C—气缸内气压，待选参数；

D—换向阻力，取（750±20）N;

E—系统重量，取（900±50）N;

g—重力加速度，取g=9.8m/.。

可控因素及水平

因素

换向行程（A）/mm

换向活塞直径（B）/mm

气缸内气压（C）/Mp

水平1

52

22

2.2

2

56

24

2.6

3

60

26

3.0

四、系统设计

该产品设计思想是，在保证1s内换向的前提下，使带动的负载到位后有一定的到位速度（目标值m=0.96m/s）,又有不大的到位撞击力，同时力争耗气量最少。

五、参数设计

（1）内设计方案设计

因素

换向行程（A）/mm

换向活塞直径（B）/mm

气缸内气压（C/mm

列号

1

2

3

试验号1

1

1

1

2

1

2

2

3

1

3

3

4

2

1

3

5

2

2n

1

6

2

3

2

7

3

1

2

8

3

2

3

9

3

3

1

（2）外表设计

对于内表的各次试验，由误差因素、信号因素以及它们的不同水平可构成1

张正交表，即外表。

No.1误差因素水平

因素

A/mm

B/mm

C/MPa

D/N

E/N

水平1

-0.2（51.80/

[-0.1（21.90/

-0.2（2.0/

730

850

2

（52.00/

（22.00/

（2.2）

750

900

3

+0.2（52.20/

P+0.1（22.10/

+0.2（2.4/

770

950

No.1号实验对应的外表

实验号

A/mm

B/mm

C/MPa

D/N

E/N

末速度

y/（mm/s）

1

2

3

4

5

1

1（51.8）

1（21.9/

1（2.0/

1（730）

1（850）

165.703321

2

1

2（22./

2（2.2/

2（750）

P2（900）

[311.234215

3

1

3（22.1/

3（2.4）

3（770）

3（950）

400.60343

4

2（52）

1

1

2

2

58.167038

5

2

2

2

3

3

[265.830705

6

2

3

3

1

1

477.51267

7

3（52.2）

1

2

1

3

325.348159

8

3

2

3

2

P1

P441.385667

9

3

3

1

3

2

0

10

1

1

3

3

2

388.195859

11

1

2

1

1

r3

「178.698707

12

1

3

2

2

1

334.158304

13

2

1

2

3

1

264.3651

14

2

2

3

1

2

[453.808128

15

2

3

1

2

3

134.267334

16

3

1

3

2

3

406.701922

17

3

2

1

3

1

0

18

3

3

2

1

2

359.177798

No.2误差因素水平

因素

A/mm

B/mm

C/MPa

D/N

E/N

水平1

-0.2（51.80）

[-0.1（23.90）

-0.2（2.4）

730

850

2

（52.00）

（24.00）

（2.6）

750

900

3

+0.2（52.20）

P+0.1（24.10）

+0.2（2.8）

770

950

No.2号实验对应的外表

实验号

A/mm

B/mm

C/MPa

D/N

E/N

末速度

y/（mm/s）

1

2

3

4

5

1

1（51.8）

1（23.9）

1（2.4）

1（730）

1（850）

643.0158349

2

1

:

2（24）

2（2.6）

2（750）

r2（900）

692.9160703

3

1

3（24.1）

3（2.8）

3（770）

3（950）

735.8214453

4

2（52）

1

1

2

2

607.7480336

5

2

2

2

3

P3

P659.66804031

6

2

3

3

1

1

809.5863078

7

3（52.2）

1

2

1

3

685.1171408

8

3

2

3

2

1

788.1318416

9

3

3

1

3

2

607.1267563

10

1

1

3

3

2

740.0738095

11

1

2

1

1

3

:

616.1093645:

12

1

3

2

2

1

721.1809184

13

2

1

2

3

1

688.9375712

14

2

2

3

1

2

779.1306563

15

2

3

1

2

3

607.7183939

16

3

1

3

2

3

737.8540668

17

3

2

1

3

1

615.9364502

18

3

3

2

1

2

719.5390699

No.3误差因素水平

因素

A/mm

B/mm

C/MPa

D/N

E/N

水平1

-0.2（51.80）

[-0.1（25.90）

-0.2（2.8）

730丁

850

2

（52.00）

（26.00）

（3.0）

750

900

3

+0.2（52.20）

+0.1（26.10）

+0.2（3.2）

770

950

No.3号实验对应的外表

实验号

A/mm

B/mm

C/MPa

D/N

E/N

末速度

y/（mm/s）

1

2

3

4

5

1

1（51.8）

1（25.9）

1（2.8）

1（730）

1（850）

942.9711673

2

1

:

2（26）

2（3.0）

2（750）

2（900）

974.5913414

3

1

3（26.1）

3（3.2）

3（770）

3（950）

1002.933093

4

2（52）

1

1

2

2

905.7529926

5

2

P2

2

3

3

:

939.0712186:

6

2

3

3

1

1

1084.673196

7

3（52.2）

1

2

1

3

956.641023

8

3

2

3

2

1

:

1068.2764291

9

3

3

1

3

2

909.2822238

10

1

1

3

3

2

1016.014579

11

1

P2

1

1

3

898.7695433

12

1

3

2

2

1

1010.126657

13

2

1

2

3

1

985.3663964

14

2

2

3

1

2

:

1047.0592421

15

2

3

1

2

3

895.3962557

16

3

1

3

2

3

1003.516788

17

3

2

1

3

1

928.2484491

18

3

3

2

1

2

996.918697

No.4误差因素水平

因素

A/mm

B/mm

C/MPa

D/N

E/N

水平1

-0.2（55.80）

[-0.1（21.90）

-0.2（2.4）

730

850

2

（56.00）

（22.00）

（2.6）

750

900

3

+0.2（56.20）

+0.1（22.10）

+0.2（2.8）

770

950

No.4号实验对应的外表

实验号

A/mm

B/mm

C/MPa

D/N

E/N

末速度

y/（mm/s）

1

2

3

4

5

1

1（55.8）

1（21.9）

1（2.4）

1（730）

1（850）

472.5982068

2

1

2（22）

2（2.6）

2（750）

:

2（900）

537.6132707

3

1

3（22.1）

3（2.8）

3（770）

3（950）

591.1268622

4

2（56）

1

1

2

r2

432.7883232

5

2

2

2

3

3

501.6872316

6

2

3

3

1

1

666.0270597

7

3（56.2）

1

2

1

r3

537.1961464

8

3

2

3

2

1

637.7277906

9

3

3

1

3

2

428.7049412

10

1

1

3

3

r2

587.6554384

11

1

2

1

1

3

457.5590501

12

1

3

2

2

1

563.5697481

13

2

1

2

3

1

519.3560372

14

2

2

3

1

2

638.0647853

15

2

3

1

2

r3

443.3989404

16

3

1

3

2

3

593.8841069

17

3

2

1

3

1

428.75637

18

3

3

2

1

2

571.4843199

No.5误差因素水平

因素

A/mm

B/mm

C/MPa

D/N

E/N

水平1

-0.2（55.80）

〔0.1（23.90）

-0.2（2.8）

730

850

2

（56.00）

（24.00）

（3.0）

750

900

3

+0.2（56.20）

P+0.1（24.10）

+0.2（3.2）

770

950

No.5号实验对应的外表

实验号

A/mm

B/mm

C/MPa

D/N

E/N

末速度

y/（mm/s）

1

2

3

4

5

1

1（55.8）

1（23.9）

1（2.8）

1（730）

1（850）

822.2996836

2

1

2（24）

2（3.0）

:

2（750）

2（900）

858.4838356

3

1

3（24.1）

3（3.2）

3（770）

3（950）

890.6176127

4

2（56）

1

1

2

2

785.181006

5

2

2

2

3

3

823.1649115

6

2

3

3

1

1

970.2301756

7

3（56.2）

1

2

1

3

844.5831163

8

3

2

3

P2

1

950.3327629

9

3

3

1

3

2

787.4378148

10

1

1

3

3

2

898.8668381

11

1

2

1

1

3

785.5705112

12

1

3

2

2

1

891.5840241

13

2

1

2

3

1

861.8304911

14

2

2

3

1

2

935.047599

15

2

3

1

2

3

780.0259976

16

3

1

3

2

3

891.1308539

17

3

2

1

3

1

801.7677476

18

3

3

2

1

2

883.5268797

No.6误差因素水平

因素

A/mm

B/mm

C/MPa

D/N

E/N

水平1

-0.2（55.80）

[-0.1（25.90）

-0.2（2.0）

730

850

2

（56.00）

（26.00）

（2.2）

750

900

3

+0.2（56.20）

P+0.1（26.10）

+0.2（2.4）

770

950

No.6号实验对应的外表

实验号

A/mm

B/mm

C/MPa

D/N

E/N

末速度

y/（mm/s）

1

2

3

4

5

1

1（55.8）

1（25.9）

1（2.0）

1（730）

1（850）

644.840541

2

1

:

2（26）

2（2.2）

2（750）

:

2（900）

:

712.2413007:

3

1

3（26.1）

3（2.4）

3（770）

3（950）

768.7959953

4

2（56）

1

1

2

2

608.0581642

5

2

r2

2

3

r3

677.6455487

6

2

3

3

1

1

845.3411736

7

3（56.2）

1

2

1

3

704.8621068

8

3

P2

3

2

P1

:

823.72057491

9

3

3

1

3

2

605.4428219

10

1

1

3

3

2

774.6438535

11

1

P2

1

1

P3

617.5998173

12

1

3

2

2

1

740.7464241

13

2

1

2

3

1

708.2749414

14

2

2

3

1

2

:

814.20567861

15

2

3

1

2

3

607.5688141

16

3

1

3

2

3

771.8519282

17

3

2

1

3

1

:

614.42924871

18

3

3

2

1

2

739.1986957

No.7误差因素水平

因素

A/mm

B/mm

C/MPa

D/N

E/N

水平1

-0.2（59.80）

[-0.1（21.90）

-0.2（2.8）

730

850

2

（60.00）

（22.00）

（3.0）

750

900

3

+0.2（60.20）

+0.1（22.10）

+0.2（3.2）

770

950

No.7号实验对应的外表

实验号

A/mm

B/mm

C/MPa

D/N

E/N

末速度

y/（mm/s）

1

2

3

4

5

1

1（59.8）

1（21.9）

1（2.8）

1（730）

1（850）

668.5965571

2

1

2（22）

2（3.0）

2（750）

2（900）

712.5074858

3

1

3（22.1）

3（3.2）

3（770）

3（950）

750.7938599

4

2（60）

1

1

2

2

630.4486491

5

2

r2

2

r3

r31

676.6078861

6

2

3

3

1

1

829.1298358

7

3（60.2）

1

2

1

3

704.3894486

8

3

2

3

2

1

804.1189372

9

3

3

1

3

2

630.8155483

10

1

1

3

3

2

752.4754093

11

1

r2

1

r1

:

3:

641.772062

12

1

3

2

2

1

742.8664048

13

2

1

2

3

1

705.2327966

14

2

2

3

1

2

796.7365437

15

2

3

1

2

3

632.8428854

16

3

1

3

2

3

751.5628595

17

3

2

1

3

1

638.6550698

18

3

3

2

1

2

742.2255816

No.8误差因

1素水平

因素

A/mm

B/mm

C/MPa

D/N

E/N

水平1

-0.2（59.80）

[-0.1（23.90）

-0.2（2.0）

730

850

2

（60.00）

（24.00）

（2.2）

750

900

3

+0.2（60.20）

P+0.1（24.10）

+0.2（2.4）

770

950

No.8号实验对应的外表

实验号

A/mm

B/mm

C/MPa

D/N

E/N

末速度

y/（mm/s）

1

2

3

4

5

1

1（59.8）

1（23.9）

1（2.0）

1（730）

1（850）

479.586332

2

1

[2（24）

2（2.2）

P2（750）

2（900）

564.5735108

3

1

3（24.1）

3（2.4）

3（770）

3（950）

632.490731

4

2（60）

1

1

2

2

437.9706322

5

2

P2

2

P3

3

P527.4649921：

6

2

3

3

1

1

P709.8909138:

7

3（60.2）

1

2

1

3

564.4051291

8

3

2

3

2

1

682.11634791

9

3

3

1

3

2

[431.2736387:

10

1

1

3

3

2

631.4389131

11

1

2

1

1

3

463.7569527

12

1

3

2

2

1

590.7176496

13

2

1

2

3

1

547.2714048

14

2

2

3

1

2

:

681.2540593:

15

2

3

1

2

3

447.638387

16

3

1

3

2

3

636.47241841

17

3

2

1

3

1

:

431.8044961：

18

3

3

2

1

2

598.3195188

No.9误差因素水平

因素

A/mm

B/mm

C/MPa

D/N

E/N

水平1

-0.2（59.80）

[-0.1（25.90）

-0.2（2.4）

730

850

2

（60.00）

（26.00）

（2.6）

750

900

3

+0.2（60.20）

+0.1（26.10）

+0.2（2.8）

770

950

No.9号实验对应的外表

实验号

A/mm

B/mm

C/MPa

D/N

E/N

末速度

y/（mm/s）

1

2

3

4

5

1

1（59.8）

M（25.9）

1（2.4）

1（730）

r1（850）

:

857.94788231

2

1

2（26）

2（2.6）

2（750）

2（900）

905.5860774

3

1

3（26.1）

3（2.8）

3（770）

3（950）

947.2693674

4

2（60）

r1

1

r2

r2

:

819.3736789:

5

2

2

2

3

3

868.7716774

6

2

3

3

1

1

1030.33079

7

3（60.2）

P1

2

1

P3

:

890.9570596:

8

3

2

3

2

1

1010.673492

9

3

3

1

3

2

820.4135158

10

1

:

1

3

3

:

2

957.8102808

11

1

2

1

1

3

P818.9363671：

12

1

3

2

2

1

939.6751447

13

2

:

1

2

3

:

1

:

910.44197091

14

2

2

3

1

2

993.8014825

15

2

3

1

2

3

812.5839077

16

3

1

3

2

3

948.5621768

17

3

2

1

3

1

:

836.08952051

18

3

3

2

1

2

930.4477487

（3）外表中最后1列末速度y的计算

（4）计算每个外表的信噪比

所有內表的信噪值

因素

A

B

C

n/dB

列号

1

2

3

实验号1

1（52）

[1（22）

1（2.2）

5.016183

2

1

2（24）

2（2.6）

20.35025

3

1

3（26）

3（3.0）

24.52459

4

2（56）

1

3

16.73881

5

2

2

1

23.19