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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。
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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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