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1、机械设计方法课程作业参考李 浩一、五个实例1、面向服务的模块化设计（挖掘机铲斗） （a） （b） (c) (d)图1 挖掘机铲斗本案例资料来源于浙江大学国家863目标导向项目机电产品与系统模块化设计平台（2009AA04Z146）。传统挖掘机的铲斗和斗爪一般是不可拆卸连接方式，这种结构的特点是结构连接坚固，斗齿不会脱落。改进后铲斗的斗齿与齿座采用装配式，其形式有橡胶卡销式和螺栓连接式等，如图1（d）所示。改进后的铲斗优点有：（1）铲斗因多次使用而使斗齿磨损或损坏，不必更换整个铲斗，只需调换磨损的斗齿即可，降低了服务维修成本；（2）由于挖掘机在不同工况下使用的铲斗齿形不一样，斗齿与齿座采用装配式
2、后，可以将所有斗齿与齿座设计成系列化和标准化的连接形式，在不同工况下，无需调换铲斗，只需快速更换斗齿即可正常工作。本结构方案属于面向使用的设计。2、面向资源的设计图2 泡沫金属材料（来源：设计创意网）图3 米克朗机床的泡沫金属滑枕金属泡沫材料是一种物理功能与结构一体化的新型工程材料，并在消声、减震、分离工程、屏蔽防护、吸能缓冲等领域得到广泛应用（如图2所示）。瑞士米克朗公司HPM 1850U加工中心采用泡沫金属复合板来制造滑枕，如图3所示，使用泡沫金属的优点如下：（1）滑枕的整体重量减轻数百公斤，节省大量材料；（2）滑枕移动质量减轻之后，选配了更小功率的伺服电机，节约电力。3、面向制造的设计
3、图4 不合理 图5合理图4和图5是零部件运输装置，输送带是常采用的输送设备。图4的三种设计结构也很难自动输送，因为它们的直接滚动性能差，改进的结构见图5，零件可以有效、自由的在运输线上移动。本案例是面向运输的设计。4、自助原理图6 无心外圆磨床加工原理（来源：机械加工设备及工装）自助原理是通过巧妙的选择系统元件以及其在系统中的布置，达到自身相互支持的效应。图6是无心外圆磨床磨削工件示意图，3为导轮，1为砂轮，2为托盘（运送工件前后移动）。砂轮顺时针旋转是主切削运动，导轮带动工件4旋转，实现工件4的磨削。工件由于自身重力作用，实现自身的被切削，而无需外部的夹紧元件。因此，这是一种典型的自加强型的
4、自助原理。5、考虑变形的设计原则图7 机床主轴组件（来源：机械制造技术装备及设计）数控机床坐标原点通常定位在主轴前端，因此，一般把具有轴向推力作用安排在前支承内，使主轴发热向后膨胀。图7是某型号数控车床主轴组件，前端是圆锥滚子轴承支承，后端是球轴承支承。圆锥滚子轴承支承能承受轴向力和径向力，球轴承只能承受径向力。当主轴上时间高速运转时，主轴发热变形，由于前支承的轴向推力作用，使主轴向后膨胀，降低机床主轴坐标误差。该案例是考虑变形的设计原则。二、产品概念设计插头免拔型断电装置日常生活中，墙上或者地下固定的插孔，通常情况下没有开关按钮。但有时插座可能被放在柜子后面或其他不容易碰到的地方，这时插座上
5、的开关就失去了作用；另外，热水器、洗衣机、冰箱等常用家电设备在不用的时候需要拔出，插头较难拔出，并且频繁的插拔容易损伤插座和插头。针对上面所述的生活小问题，本作业设计了两种解决方案，其一是通过旋转插头断电，叫插头旋转式；第二种是在插头上设置按钮开关，叫插头按钮式。这个创意带来的好处主要有两种：（1）在电器不用的时候断掉电源以节约用电。（2）避免经常插拔插头的情况，以减轻相关零件的磨损并提高使用寿命。1、插头旋转式插头旋转式断电装置是在插座上设置了可旋转和限位的装置。插头插进插座后如果处于ON位置时则电源接通，如果旋转到OFF位置时电源切断。接通断开图8 插头旋转式断电装置三维示意图图9 插头旋
6、转式断电装置二维示意图表1 插头旋转式断电装置功能需求表要求表张：1改动必/愿要求必限位装置，插头旋转到ON位置和OFF位置时，插头被限位。必插头旋转到ON位置时电源接通，旋转到OFF位置时电源断开。愿尺寸长L5cm，宽H5cm必操作方便，简单且实用必实用安全性好材料：必绝缘性能良好的塑料必铜愿造型良好，外表美观必最高制造成本：6元人民币愿应用于双头插座或者三头插座2、按钮式按钮式断电装置在外形上只是在传统的插头上增加了一个按钮。按钮按下，电源接通；按钮复位，电源断开。具体原理如同按压式的圆珠笔。按钮式还可以将开关按钮设置到电线的中间，这样更方便特殊情况下的操作。图10 插头按钮式断电装置二维
7、示意图表2 插头按钮式断电装置功能需求表要求表张：1改动必/愿要求必按ON按钮时电源接通，按钮被压下，指示灯变绿；按OFF按钮时电源接通，按钮复位，指示灯熄灭。愿尺寸长L5cm，宽H5cm必操作方便，简单且实用必实用安全性好材料：必绝缘性能良好的塑料必铜必发光二极管愿造型良好，外表美观必最高制造成本：6元人民币愿应用于双头插座或者三头插座3、方案对比表表3 方案对比表评价表插头免拔型断电装置序号评价准则方案（1）方案（2）功能1实现预期的功能好好作用原理2可靠及良好的接触好好结构形状3结构复杂程度一般简单4体积与外观一般一般制造5件数少较多一般6制造简单一般一般装配7装配容易容易容易使用8操作
8、舒适（操作意义明确）简单很简单安全性9使用安全性安全安全成本10制造成本较低很低综合评价综合比较，方案一在多次旋转后，容易造成接触不良，功能失灵；方案二外形简单，只有一个按钮，操作简便。决策采用方案二，方案一在特定的场合下也可以用。传统企业如何在电商的大时代奋勇前进 本文将从以下几个纬度来分析：1丶从美国零售前10排名看，传统零售企业在电商时代仍将牢牢控制话语权；2丶线上电商品牌缺乏品牌竞争力的优势及其他诸多因素，生存环境将显恶劣；3丶传统企业利用好线下资源将有后发优势；4丶电商竞争回归商业本质的竞争。 一丶美国的电商格局 美国Top100零售商排名新鲜出炉：1沃尔玛，2克罗格，3塔吉特，4好
9、市多，5家得宝，6沃尔格林，7.CVS，8.Lowes，9.Safeway，10麦当劳。美国零售界仍被传统零售商掌控，亚马逊无法进前10，头100零售商，纯电商仅亚马逊及Dell(2012总销售388亿美元），沃尔玛等五家大卖场总销售5000亿美元。同时，在美国TOP10电商企业中，除了亚马逊和EABY以外，几乎都是传统零售企业经营的电商网站。传统零售企业在电商时代仍将牢牢控制话语权。 二丶淘品牌及线上电商品牌的诞生的大环境 淘品牌及线上电商品牌前几年能大量产生的大致原因： 1丶传统品牌企业一直信奉“渠道为王”，电商的引导者淘宝开始基本是以低价丶假冒产品丶品牌档次相对较低丶销售总额小出现在世人
10、面前，传统品牌企业基本是抱着“看不起丶无所谓”的态度，给以电商品牌宽松的发展环境； 2丶淘品牌如裂帛丶茵曼丶绿盒子丶七格格丶御泥坊丶韩都衣舍等线上品牌的产生正是中国互联网电商迅猛发展的时机，同时，淘宝的支付宝解决了中国电商信用问题，淘宝也给了初期这些大C大力的支持； 3丶以淘宝为代表的电商平台引导了中国消费者购物习惯的转移，越来越多的消费者转移到线上购物，线 下成为比价丶体验的试验场，同时，消费者网购增长基数非常庞大，淘品牌和线上品牌受益于这个增长大红利，得以迅猛的发展； 4丶淘品牌及线上品牌得益于传统大量的外贸及代工厂，得以低成本运营； 5丶传统品牌企业没有及时布局及发力网络渠道，电商化丶信
11、息化水平也比较低，淘品牌和电商品牌的竞争压力非常小，线下品牌对线上品牌的挤压基本得以隔绝，基本是以几何级的速度在迅猛增长，得以快速崛起； 6丶任何一次的传统商业的升级，都是第一批敢于吃螃蟹的商家能够获得最大的红利和发展机会。 三丶线上品牌在未来竞争中的生存环境将越来越恶劣 1丶资金实力：线上品牌普遍资金实力相比线下传统品牌企业资金实力较弱，随着电商运营及广告推广成本的快速上升，无法支撑进一步的线上全渠道扩张和线下产品供应链的布局。特别是做淘宝等电商大平台的，推广费居高不下，淘宝业态本身属于一种“吸金业态”，很多淘品牌做了几千万丶上亿，年终一盘算，居然不赚钱，都给大平台打工了。 2丶品牌较弱：很
12、多线上品牌特别是淘品牌基本是局限于淘宝平台或京东等几个线上平台，在线下基本没有什么影响力,面对传统企业携资本规模性触电及竞争，短板非常明显，面对品类的疯狂洗牌，流量客户获取的成本推升及客流急剧减少，老一套的玩法已经失灵，很多大C均靠吃老客户维持； 3丶没有线下终端网点：意味着线下的顾客无法进一步到店体验，售后服务等较弱，O2O也很难推行，因此，目前淘品牌基本是快消品丶标准品； 4丶缺乏零售经验：线下企业积累了丰富的线下零售经验，这个是电商企业无法比拟的，但线上的销售丶定价丶产品技巧很容易被传统企业触网后复制及逆袭； 5丶物流配送能力：京东商城将大把的融资金额均投入到了客户体验和物流仓储配送建设
13、上，对于一般的淘品牌而言，根本没有这个实力，只能依附于第三方物流，这也意味着，受制于人，缺乏掌控和灵活性； 6丶大量的外贸工厂和代工厂自创品牌进军电商，不愿继续代加工丶代贴牌，也对淘品牌造成巨大冲击； 7丶很多淘品牌和网购小品牌都靠爆款路线崛起，爆款占整店销售8成以上，SKU众多，毛利低，产品同质化严重，造成客户忠诚度和复购率低，如果减少或停止砸广告，销售立马就直线下降，因此，天猫新规则变化后，引流和活动成本也直线推高，爆款策略面临危机； 8丶淘品牌崛起的一个重要原因是天猫商城等平台的扶持，而近两年天猫商城开始大力扶持传统品牌后，淘品牌丧失了原本的流量红利。天猫丶京东等大平台资源越来越向传统大
14、品牌聚集，因为，传统大品牌的实力更能帮助天猫丶京东等平台实现他们的快速发展，实现IPO上市丶获取增量客户丶在与其它平台竞争中占据优势地位等目的； 9丶淘品牌是一段时机及夹缝中生存并快速成长的产物，还面临缺乏供应链的管理整合能力丶缺乏线下渠道的渗透能力丶流量入口变少的压力丶面对同质化越来越严重的电商竞争缺少创新和变革的能力等等； 10丶相对于传统品牌，网购品牌创始人相对缺乏企业治理的能力，随着团队的快速发展，管理的问题不断暴露，进一步制约网购品牌的发展； 11丶传统品牌在O2O领域具备的先天优势，对淘品牌具有非常大的冲击力，一旦，传统品牌企业在O2O发力，利用移动互联网技术及智能设备打通在online与offline两端的障碍，完成在线上端平台及营销的布局，打通销售系统丶ERP信息化系统的无缝链接，网购品牌将面对更大的冲击。 最近，南方都市报报道一篇“网购品牌遭传统品牌围剿夹击：5-10年内或消失”的文章，淘品牌“唱衰论”在微博上再度迅速蔓延。随着传统品牌集体触网，曾经风光一时的淘品牌相继跌出了类目前20，生存状况堪忧。有人甚至预言，未来5至10年内，淘品牌将会消失。 个人认为，这个
