1、三次設計實驗報告學號：1120140529 姓名：王迪班級：03511402一、實驗目的三次設計是一種先進的產品設計方法和理念，廣泛的應用于產品設計領域，以提高產品的設計質量。實驗目的如下：（1）學習三次設計三個階段的內容和意義。（2）掌握三次設計的理念和步驟。二、儀器及試件 軟件：Spss，Excel。三、試驗場景某場欲設計制造的氣動換向裝置需要完成下列任務：（1）帶動900N左右的負載在一定的阻力作用下完成6個轉換動作，且動作可靠、到位、沖擊力小、體積小、重量輕。（2）在1s內完成最長距離的換向動作。（3）在24MPa的壓縮空氣作用下，氣耗量盡可能少。已知系統運動方程為： y=A*gE(2

2、B2C-2D)各參數的含義如下：Y換向末速度，望目特性，其目標值m=960mm/s=0.96m/s;A換向行程，待選參數；B換向活塞直徑，待選參數；C氣缸內氣壓，待選參數；D換向阻力，取（750±20）N;E系統重量，取（900±50）N;g重力加速度，取g=9.8m/s2。可控因素及水平因素換向行程(A)/mm換向活塞直徑（B）/mm氣缸內氣壓（C）/Mp水平152222.2256242.6360263.0四、系統設計該產品設計思想是，在保證1s內換向的前提下，使帶動的負載到位后有一定的到位速度（目標值m=0.96m/s），又有不大的到位撞擊力，同時力爭耗氣量最少。五、參

3、數設計（1）內設計方案設計因素換向行程(A)/mm換向活塞直徑（B）/mm氣缸內氣壓（C）/mm列號123試驗號111121223133421352216232731283239331（2）外表設計對于內表的各次試驗，由誤差因素、信號因素以及它們的不同水平可構成1張正交表，即外表。No.1誤差因素水平因素A/mmB/mmC/MPaD/NE/N水平1-0.2（51.80）-0.1（21.90）-0.2（2.0）7308502（52.00）（22.00）(2.2)7509003+0.2（52.20）+0.1（22.10）+0.2（2.4）770950No.1號實驗對應的外表實驗號A/mmB/mmC

4、/MPaD/NE/N末速度y/(mm/s)1234511(51.8)1（21.9）1（2.0）1(730)1(850)165.703321212（22.）2（2.2）2(750)2(900)311.234215313（22.1）3(2.4)3(770)3(950)400.6034342（52）112258.167038522233265.830705623311477.5126773（52.2）1213325.348159832321441.38566793313201011332388.1958591112113178.6987071213221334.1583041321231264.36

5、511422312453.8081281523123134.2673341631323406.701922173213101833212359.177798No.2誤差因素水平因素A/mmB/mmC/MPaD/NE/N水平1-0.2（51.80）-0.1（23.90）-0.2（2.4）7308502（52.00）（24.00）(2.6)7509003+0.2（52.20）+0.1（24.10）+0.2（2.8）770950No.2號實驗對應的外表實驗號A/mmB/mmC/MPaD/NE/N末速度y/(mm/s)1234511(51.8)1（23.9）1（2.4）1(730)1(850)643.

6、0158349212（24）2（2.6）2(750)2(900)692.9160703313（24.1）3(2.8)3(770)3(950)735.821445342（52）1122607.7480336522233659.6680403623311809.586307873（52.2）1213685.1171408832321788.1318416933132607.12675631011332740.07380951112113616.10936451213221721.18091841321231688.93757121422312779.13065631523123607.718393

7、91631323737.85406681732131615.93645021833212719.5390699No.3誤差因素水平因素A/mmB/mmC/MPaD/NE/N水平1-0.2（51.80）-0.1（25.90）-0.2（2.8）7308502（52.00）（26.00）(3.0)7509003+0.2（52.20）+0.1（26.10）+0.2（3.2）770950No.3號實驗對應的外表實驗號A/mmB/mmC/MPaD/NE/N末速度y/(mm/s)1234511(51.8)1（25.9）1（2.8）1(730)1(850)942.9711673212（26）2（3.0）2(7

8、50)2(900)974.5913414313（26.1）3(3.2)3(770)3(950)1002.93309342（52）1122905.7529926522233939.07121866233111084.67319673（52.2）1213956.6410238323211068.276429933132909.282223810113321016.0145791112113898.769543312132211010.1266571321231985.366396414223121047.0592421523123895.396255716313231003.51678817321

9、31928.24844911833212996.918697No.4誤差因素水平因素A/mmB/mmC/MPaD/NE/N水平1-0.2（55.80）-0.1（21.90）-0.2（2.4）7308502（56.00）（22.00）(2.6)7509003+0.2（56.20）+0.1（22.10）+0.2（2.8）770950No.4號實驗對應的外表實驗號A/mmB/mmC/MPaD/NE/N末速度y/(mm/s)1234511(55.8)1（21.9）1（2.4）1(730)1(850)472.5982068212（22）2（2.6）2(750)2(900)537.6132707313（2

10、2.1）3(2.8)3(770)3(950)591.126862242（56）1122432.7883232522233501.6872316623311666.027059773（56.2）1213537.1961464832321637.7277906933132428.70494121011332587.65543841112113457.55905011213221563.56974811321231519.35603721422312638.06478531523123443.39894041631323593.88410691732131428.756371833212571.48

11、43199No.5誤差因素水平因素A/mmB/mmC/MPaD/NE/N水平1-0.2（55.80）-0.1（23.90）-0.2（2.8）7308502（56.00）（24.00）(3.0)7509003+0.2（56.20）+0.1（24.10）+0.2（3.2）770950No.5號實驗對應的外表實驗號A/mmB/mmC/MPaD/NE/N末速度y/(mm/s)1234511(55.8)1（23.9）1（2.8）1(730)1(850)822.2996836212（24）2（3.0）2(750)2(900)858.4838356313（24.1）3(3.2)3(770)3(950)890

12、.617612742（56）1122785.181006522233823.1649115623311970.230175673（56.2）1213844.5831163832321950.3327629933132787.43781481011332898.86683811112113785.57051121213221891.58402411321231861.83049111422312935.0475991523123780.02599761631323891.13085391732131801.76774761833212883.5268797No.6誤差因素水平因素A/mmB/mm

13、C/MPaD/NE/N水平1-0.2（55.80）-0.1（25.90）-0.2（2.0）7308502（56.00）（26.00）(2.2)7509003+0.2（56.20）+0.1（26.10）+0.2（2.4）770950No.6號實驗對應的外表實驗號A/mmB/mmC/MPaD/NE/N末速度y/(mm/s)1234511(55.8)1（25.9）1（2.0）1(730)1(850)644.840541212（26）2（2.2）2(750)2(900)712.2413007313（26.1）3(2.4)3(770)3(950)768.795995342（56）1122608.0581

14、642522233677.6455487623311845.341173673（56.2）1213704.8621068832321823.7205749933132605.44282191011332774.64385351112113617.59981731213221740.74642411321231708.27494141422312814.20567861523123607.56881411631323771.85192821732131614.42924871833212739.1986957No.7誤差因素水平因素A/mmB/mmC/MPaD/NE/N水平1-0.2（59.80

15、）-0.1（21.90）-0.2（2.8）7308502（60.00）（22.00）(3.0)7509003+0.2（60.20）+0.1（22.10）+0.2（3.2）770950No.7號實驗對應的外表實驗號A/mmB/mmC/MPaD/NE/N末速度y/(mm/s)1234511(59.8)1（21.9）1（2.8）1(730)1(850)668.5965571212（22）2（3.0）2(750)2(900)712.5074858313（22.1）3(3.2)3(770)3(950)750.793859942（60）1122630.4486491522233676.6078861623

16、311829.129835873（60.2）1213704.3894486832321804.1189372933132630.81554831011332752.47540931112113641.7720621213221742.86640481321231705.23279661422312796.73654371523123632.84288541631323751.56285951732131638.65506981833212742.2255816No.8誤差因素水平因素A/mmB/mmC/MPaD/NE/N水平1-0.2（59.80）-0.1（23.90）-0.2（2.0）730

17、8502（60.00）（24.00）(2.2)7509003+0.2（60.20）+0.1（24.10）+0.2（2.4）770950No.8號實驗對應的外表實驗號A/mmB/mmC/MPaD/NE/N末速度y/(mm/s)1234511(59.8)1（23.9）1（2.0）1(730)1(850)479.586332212（24）2（2.2）2(750)2(900)564.5735108313（24.1）3(2.4)3(770)3(950)632.49073142（60）1122437.9706322522233527.4649921623311709.890913873（60.2）1213

18、564.4051291832321682.1163479933132431.27363871011332631.43891311112113463.75695271213221590.71764961321231547.27140481422312681.25405931523123447.6383871631323636.47241841732131431.80449611833212598.3195188No.9誤差因素水平因素A/mmB/mmC/MPaD/NE/N水平1-0.2（59.80）-0.1（25.90）-0.2（2.4）7308502（60.00）（26.00）(2.6)750

19、9003+0.2（60.20）+0.1（26.10）+0.2（2.8）770950No.9號實驗對應的外表實驗號A/mmB/mmC/MPaD/NE/N末速度y/(mm/s)1234511(59.8)1（25.9）1（2.4）1(730)1(850)857.9478823212（26）2（2.6）2(750)2(900)905.5860774313（26.1）3(2.8)3(770)3(950)947.269367442（60）1122819.3736789522233868.77167746233111030.3307973（60.2）1213890.95705968323211010.673

20、492933132820.41351581011332957.81028081112113818.93636711213221939.67514471321231910.44197091422312993.80148251523123812.58390771631323948.56217681732131836.08952051833212930.4477487（3）外表中最后1列末速度y的計算（4）計算每個外表的信噪比所有內表的信噪值因素ABC/dB列號123實驗號11(52)1（22）1（2.2）5.016183212（24）2（2.6）20.35025313（26）3（3.0）24.52

21、45942(56)1316.73881522123.19401623218.9050573（60）1220.95963832315.53485933122.30226（5）方差分析主體間效應的檢驗源型平方和df均方FSig矯正模型258.776a643.1295.363.165載距3134.13413134.134389.714.003A17.66228.8311.098.477B92.913246.4565.777.148C148.201274.1019.214.098誤差16.08428.042總計3408.9949校正的總計274.8608分析結果表明，因素C顯著，因素B較不顯著，因素A不顯著，因素影響的主次順序為C-B-A。由于因素A不顯著，原則上可忽略其影響而任選一水平。從內表中可以發現，最優生產條件為No.3實驗的條件，因此最優條件可以是A1B3C3或A2B3C3或A3B3C3。通過進一步計算