质量工程实验设计报告.docx
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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
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