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基于功能论的大型风能发电机部件设计研究

作 者: 董平
导 师: 张萍
学 校: 合肥工业大学
专 业: 工业设计
关键词: 功能论 风能发电机 部件设计
分类号: TM315
类 型: 硕士论文
年 份: 2009年
下 载: 71次
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内容摘要


风能是一种可再生清洁能源,风能的开发日益受到全世界的重视。本文以大型风能发电机部件设计为研究对象,以功能论为基础,探索将工业设计方法论应用于机械产品的设计实践,以提供高价值的产品。文章从功能论方法入手,分析方法的指导思想和特征,为产品设计提供理论依据,并确定出基本的设计过程。然后从功能、类型、结构和设计要求等方面,对大型风能发电机传动系统进行初步研究,用功能分析法,对设计对象进行功能定义和整理,生成功能系统图。在此基础上,确定出设计对象的原理方案,将功能系统转化为结构系统,完成产品整体形态特征的设计。最后进行数字化建模与仿真,验证了方案的合理性。也证明了功能论方法应用在大型风能发电机传动系统设计的可行性。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-7
致谢  7-14
第一章 绪论  14-18
  1.1 课题研究的目的和意义  14
  1.2 课题的研究概况  14-16
  1.3 课题研究的主要内容  16-18
第二章 功能论设计思想及方法概述  18-30
  2.1 功能论设计方法的指导思想——系统论  18-22
    2.1.1 系统的概念  18-19
    2.1.2 系统论设计思想及方法  19-21
    2.1.3 功能论设计思想及方法  21-22
  2.2 功能分析方法  22-27
    2.2.1 功能定义  23-24
    2.2.2 功能分类  24-25
    2.2.3 功能整理  25-27
  2.3 从功能分析到方案设计  27-30
    2.3.1 分功能求解  27
    2.3.2 功能技术矩阵的建立  27-28
    2.3.3 组合和选择原理方案  28
    2.3.4 结构方案的变形  28-29
    2.3.5 造型方案的确定  29-30
第三章 大型风能发电机传动系统初步研究  30-41
  3.1 大型风能发电机概述  30-34
    3.1.1 国内外风能利用的现状  30-32
    3.1.2 大型风能发电机  32-34
  3.2 大型风能发电机的传动系统  34-41
    3.2.1 基本功能  34-35
    3.2.2 基本类型和结构  35-37
    3.2.3 大型风力机增速齿轮箱的一般设计要求  37-40
    3.2.4 大型风机增速齿轮箱的国产化  40-41
第四章 大型风能发电机传动系统的功能分析  41-51
  4.1 确定设计目标  41-45
    4.1.1 设计目标列表  41-42
    4.1.2 将设计目标分组  42-43
    4.1.3 绘制目标树  43-45
  4.2 功能定义  45-46
    4.2.1 大型风能发电机传动系统的技术系统图  45
    4.2.2 总功能的定义  45-46
    4.2.3 主要结构及其功能定义  46
  4.3 功能分类  46-49
    4.3.1 按功能的重要程度分类  46-47
    4.3.2 按功能的性质分类  47
    4.3.3 按用户的要求分类  47
    4.3.4 按功能的内在联系分类  47-49
  4.4 功能整理  49-51
    4.4.1 功能系统图(关联树图)  49
    4.4.2 建立功能结构  49-51
第五章 大型风能发电机传动系统设计  51-68
  5.1 建立功能技术矩阵  51-52
  5.2 确定原理方案  52-53
  5.3 确定结构系统  53-55
    5.3.1 功能体系与结构体系  53
    5.3.2 确定设计对象的结构系统  53-55
  5.4 增速机构的结构设计  55-58
    5.4.1 增速齿轮箱的结构形式  55
    5.4.2 结构设计方案  55-58
  5.5 结构设计方案的比较  58-62
    5.5.1 权重因素法  58-59
    5.5.2 功能价值分析  59-62
  5.6 确定齿轮传动的主要特征和基本参数  62-64
    5.6.1 各齿轮的主要特征  62-63
    5.6.2 基本参数的选择  63-64
  5.7 材料和工艺的选择  64-65
  5.8 产品形态的设计  65-68
    5.8.1 形态与功能  65
    5.8.2 形态设计原则  65-66
    5.8.3 增速齿轮箱的形态设计  66-68
第六章 数字化建模与运动学仿真  68-80
  6.1 设计方案的数字化建模  68-75
    6.1.1 建模工具简介  68-69
    6.1.2 创建零部件  69-71
    6.1.3 零部件的装配  71-74
    6.1.4 虚拟样机效果展示  74-75
  6.2 运动学仿真  75-80
    6.2.1 仿真过程  75-77
    6.2.2 仿真结果分析  77-80
第七章 总结与展望  80-82
  7.1 总结  80-81
  7.2 展望  81-82
参考文献  82-85
攻读硕士学位期间所发表论文  85-86

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 电机 > 发电机、大型发电机组(总论) > 风力发电机
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