工业产品设计案例

机械优化设计案例11. 题目对一对单级圆柱齿轮减速器，以体积最小为目标进行优化设计。

2.已知条件已知数输入功p=58kw ，输入转速n 1=1000r/min ，齿数比u=5，齿轮的许用应力[δ]H =550Mpa ，许用弯曲应力[δ]F =400Mpa 。

3.建立优化模型3.1问题分析及设计变量的确定由已知条件得求在满足零件刚度和强度条件下，使减速器体积最小的各项设计参数。

由于齿轮和轴的尺寸（即壳体内的零件）是决定减速器体积的依据，故可按它们的体积之和最小的原则建立目标函数。

单机圆柱齿轮减速器的齿轮和轴的体积可近似的表示为：]3228)6.110(05.005.2)10(8.0[25.087)(25.0))((25.0)(25.0)(25.0222122212221222212212122221222120222222222121z z z z z z z z z z z g g z z d d l d d m u m z b bd m u m z b b d b u z m b d b z m d d d d l c d d D c b d d b d d b v +++---+---+-=++++-----+-=πππππππ式中符号意义由结构图给出，其计算公式为b c d m u m z d d d mu m z D m z d m z d z z g g 2.0)6.110(25.0,6.110,21022122211=--==-===由上式知，齿数比给定之后，体积取决于b 、z 1 、m 、l 、d z1 和d z2 六个参数，则设计变量可取为T z z T d d l m z b x x x x x x x ][][211654321==3.2目标函数为min)32286.18.092.0858575.4(785398.0)(2625262425246316321251261231232123221→++++-+-+-+=x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x f3.3约束条件的建立1）为避免发生根切，应有min z z ≥17=，得017)(21≤-=x x g2 )齿宽应满足max min ϕϕ≤≤d b，min ϕ和max ϕ为齿宽系数d ϕ的最大值和最小值，一般取min ϕ=0.9，max ϕ=1.4，得04.1)()(0)(9.0)(32133212≤-=≤-=x x x x g x x x x g3）动力传递的齿轮模数应大于2mm ，得 02)(34≤-=x x g4）为了限制大齿轮的直径不至过大，小齿轮的直径不能大于max 1d ，得0300)(325≤-=x x x g 5）齿轮轴直径的范围：max min z z z d d d ≤≤得0200)(0130)(0150)(0100)(69685756≤-=≤-=≤-=≤-=x x g x x g x x g x x g 6）轴的支撑距离l 按结构关系，应满足条件：l 2min 5.02z d b +∆+≥（可取min ∆=20），得0405.0)(46110≤--+=x x x x g7）齿轮的接触应力和弯曲应力应不大于许用值，得400)10394.010177.02824.0(7098)(0400)10854.0106666.0169.0(7098)(0550)(1468250)(224222321132242223211213211≤-⨯-⨯+=≤-⨯-⨯+=≤-=---x x x x x x g x x x x x x g x x x x g8）齿轮轴的最大挠度max δ不大于许用值][δ，得0003.0)(04.117)(445324414≤-=x x x x x x g 9）齿轮轴的弯曲应力w δ不大于许用值w ][δ，得5.5106)1085.2(1)(05.5104.2)1085.2(1)(1223246361612232463515≤-⨯+⨯=≤-⨯+⨯=x x x x x g x x x x x g4.优化方法的选择由于该问题有6个设计变量，16个约束条件的优化设计问题，采用传统的优化设计方法比较繁琐，比较复杂，所以选用Matlab 优化工具箱中的fmincon 函数来求解此非线性优化问题，避免了较为繁重的计算过程。

工业工程在新产品开发中的应用案例分析概述：随着经济的发展和科技的进步，新产品不断涌现，给市场和消费者带来了更多的选择。

然而，新产品的研发过程往往伴随着许多挑战和困惑。

在这种情况下，工业工程成为了一项不可或缺的技术，能够帮助企业提高新产品研发的效率和质量。

本文将通过几个实际案例，探讨工业工程在新产品开发中的应用。

案例一：汽车制造业汽车制造业是一个充满竞争的行业，新产品的开发对企业的成功至关重要。

一家汽车制造企业在推出新型电动汽车时遇到了一些问题。

他们花费大量时间和资源来设计和改良产品的外观和性能，但是在车身结构和生产线布局方面却没有得到充分的考虑。

这导致生产线效率低下，无法满足市场需求。

工业工程师们介入了解决方案的制定。

他们运用工业工程的原理，对汽车的生产过程进行了全面分析。

通过重新设计生产线并优化工作流程，他们有效地减少了生产时间和成本，并提高了产品质量。

通过引入自动化技术和新的工艺改进，该企业成功地将新产品的生产周期从6个月减少到3个月，并在市场上取得了成功。

案例二：电子消费品行业电子消费品行业是一个快速发展的行业，新产品不断涌现。

一家电子公司在推出新款智能手机时面临了生产周期长、成本高的问题。

为了解决这个问题，企业决定引入工业工程的方法。

工业工程师们首先进行了产品设计和生产过程的全面分析。

他们发现，在生产线中存在许多无效的步骤和冗余操作，导致了生产时间的浪费。

通过重新设计工作流程和优化零部件供应链，他们成功地将生产周期缩短了30%，并降低了生产成本。

此外，工业工程师们还应用了人机工程学的原理，改进了产品的人机界面设计，使用户操作更加简单和流畅。

通过这些改进，该企业的市场份额迅速增长，并取得了巨大的商业成功。

案例三：医疗器械制造业医疗器械制造业是一个高度复杂和敏感的行业，要求新产品的开发过程极其精确和透明。

一家医疗器械制造企业在推出新款高级磁共振成像仪时遇到了一些问题。

他们的设计团队和生产团队之间缺乏有效的沟通和协作，导致了设计方案的不完善和生产过程的混乱。

产品设计案例及答案案例一：智能手表设计问题描述某公司计划开发一款智能手表，提供实时健康数据监测、通知提醒和运动追踪等功能。

然而，该公司并没有自己的设计团队，在产品设计方面遇到一些问题。

解决方案建议该公司采取以下策略来解决产品设计问题：- 雇佣专业的产品设计师来帮助设计智能手表的外观和用户界面；- 进行市场调研，了解目标用户群体的需求和偏好，以便根据市场需求进行设计；- 提供多样化的表带和表壳选项，以满足不同用户的审美要求；- 改进电池续航能力，以提高产品的实用性；- 严密测试产品的各项功能，确保产品质量和用户体验。

案例二：儿童玩具设计问题描述一家玩具制造公司希望设计一款具有教育意义和娱乐性的儿童玩具，但他们不知道该如何开始设计。

解决方案建议该公司采取以下策略来解决玩具设计问题：- 团队协作：组建由教育专家、心理学家和设计师组成的团队，共同研究和设计具有教育意义的儿童玩具；- 用户洞察：进行市场调研，了解目标用户的年龄特点、研究需求和兴趣爱好，以更好地满足他们的需求；- 互动设计：结合互动和创造力来设计玩具，鼓励儿童参与其中，提高他们的研究积极性；- 安全性考虑：确保玩具的材料安全、无毒无害，符合国家安全标准；- 持续创新：与时间同步更新设计，不断推出新的教育玩具。

案例三：家用电器设计问题描述一家家电公司希望设计一款迎合年轻人生活方式和审美的家用电器产品。

然而，公司内部并没有相关设计经验。

解决方案建议该公司采取以下策略来解决家用电器设计问题：- 设计团队：组建富有创造力和理解年轻人需求的设计团队；- 简洁美观：追求简洁、时尚的外观设计，注重产品细节和材料质感；- 智能功能：提供智能化的控制功能，方便年轻人使用和管理家电；- 节能环保：注重产品的能源效率，推出符合节能环保理念的产品；- 价格合理：保持产品价格的合理性，以符合年轻人的消费能力和购买意愿。

以上是针对产品设计案例的简要解决方案，希望能对您有所帮助。

工业设计大赛优秀作品案例202070°伸缩模块叉车、富含蒲韵的环保茶包装、“邮”你的米花糖信封礼盒……经过近3个月的紧张角逐，由工业和信息化部人才交流中心主办，成都市经信局、成都市教育局、蒲江县人民政府承办的2020年第三届“天府工匠杯”工业设计大赛在中德（蒲江）中小企业合作区完成了终评，最终评出一等奖6名、二等奖12名、三等奖12名。

本次工业设计大赛以“创新设计，引领产业未来”为主题，汇集国内设计精英，分为智能装备设计组、食品包装设计组、文化创意设计组和企业专项竞赛组四个组别进行评比，设计内容紧紧围绕中德（蒲江）中小企业合作区内精工制造的绿色食品产业和蒲江猕猴桃、柑橘、茶叶、蒲砚等地域特色产品开展。

大赛自7月启动，共收到来自全国57所高校、14家设计公司和14位个人设计师的4140件设计作品，经评审决出30件设计作品进入终评决赛。

在评审现场，参赛作品将蒲江特色发挥得淋漓尽致，充分融入设计师们对蒲江印象的情愫、创意及巧思妙想。

作品覆盖面广，分别围绕智能装备制造、蒲江特色农业产品包装设计、非遗产品文化创意设计、蒲江旅游产品设计等具有蒲江特色的产业进行设计，从而更有力地助推蒲江县产业融合发展。

“工业设计是制造业的先导环节，是产业转型升级的重要引领，位于价值链源头，处在创新链前端。

”本届工业设计大赛评审委员会主任孟凯宁教授表示，大赛不仅是工业设计领域交流、展示、比拼的平台，也有助于成都创新生态营造、新发展理念城市建设和产业发展动能转变。

中德（蒲江）中小企业合作区是国家工业和信息化部批复设立的西部唯一中德中小企业合作示范区，也是成都市重点打造的6个国别园区之一。

合作区位于蒲江县寿安街道，规划总面积107平方公里，重点发展精工、职业教育等产业，现已入驻德国博世电动、德国泽立超声刀、德国司代普、奥地利三康等200余家企业，建成中德（成都）AHK职教培训中心、KUKA库卡机器人授权研究院和工业4.0产教融合中心等；定期举办中德工业4.0暨全球采购大会、北京洪堡论坛成都论坛、中德创新峰会等国际性会议，先后获批四川省两化互动示范基地、四川省国际科技合作基地，已成为四川省、成都市融入“一带一路”建设的重要平台和载体。

工业设计作品集案例工业设计是一门以人为本、以产品为中心的学科，它涉及到产品的外观设计、结构设计、功能设计等方面。

在当今社会，工业设计已经成为了产品成功的关键因素之一，因此，设计师们的作品也备受关注。

在本文中，我们将为您介绍一些优秀的工业设计作品集案例，希望能够给您带来一些灵感和启发。

首先，我们来看看一款名为“Air Chair”的椅子设计。

这款椅子采用了简约现代的设计风格，整体造型简洁大方，线条流畅。

同时，设计师在材料选择上也下了一番功夫，采用了轻质的铝合金材料，使得椅子不仅外观优雅，而且非常轻便。

此外，椅子的结构设计也非常合理，坐感舒适，稳固耐用。

这款椅子设计简洁、实用，符合现代人的审美和生活需求。

接下来，让我们看看一款名为“Smart Lamp”的智能台灯设计。

这款台灯不仅外观精致，而且功能十分强大。

它采用LED光源，具有多种光色和亮度可调节功能，可以满足不同场景下的照明需求。

同时，台灯还内置了智能传感器和无线充电功能，使得用户在使用过程中更加便捷。

设计师在产品细节上也下足了功夫，台灯的灯头采用了旋转设计，可以360度任意调节角度，满足不同光线需求。

这款智能台灯设计新颖、实用，体现了工业设计的创新和智能化趋势。

除此之外，还有一款名为“Urban Backpack”的城市双肩包设计也非常引人注目。

这款双肩包采用了防水面料和多层隔间设计，不仅外观时尚，而且具有很强的实用性。

设计师在细节上的处理也非常用心，例如背包的肩带采用了人体工程学设计，减轻了肩部负担；背包内部的隔间设计合理，可以满足不同物品的收纳需求。

这款城市双肩包设计简约时尚、实用耐用，符合现代都市人的生活方式。

通过以上案例的介绍，我们不难发现，优秀的工业设计作品集都具备以下几个特点，首先，设计简洁大方，符合现代审美趋势；其次，功能实用，能够满足用户的实际需求；最后，细节处理精致，体现了设计师的用心和专业水准。

这些优秀的工业设计作品集为我们展示了工业设计的魅力和价值，也为我们提供了许多值得借鉴的设计理念和方法。

多元化产品设计案例1、便携储能机设计现在，人们已经很难想象没有电的日子。

虽然如今大多时候都能正常通电，但有时也会因为电路维修、自然天气等原因临时断电，这也对我们的生活造成了不小的困扰。

此便携储能机就是为解决人们临时用电问题而设计，它的造型小巧轻便，风格硬朗，圆润的曲面设计强化了产品的亲和属性，整体给人简约、坚固、可靠的美感。

电力储存容量大，外壳工业三防设计，交互界面简洁，能满足照明、电风扇、笔记本电脑等小型家电产品的用电需求，续航时间长，使用也更安全可靠。

2、厨房多功能调料盒设计调料盒是厨房的常用产品。

而随着生活水平的提高，人们对生活的品质也有了更高的追求，在厨房用品上也更追求高品质。

此多功能调料盒设计定位的主要使用人群为时尚年轻用户群体，追求更高的厨房烹饪品质。

其造型简洁直观，轻奢质感的银灰配色，细腻的表面处理工艺，给人简约、高端、时尚的美感，不仅符合现代家庭厨房装饰风格，使用也更简便安全，易于维护，保持厨房环境的整洁卫生。

3、阻抗检测分析仪设计阻抗检测分析仪广泛应用于电力行业领域，它可以精确地测量关键元件的阻抗，为判断产品的工作状态是否良好或者是否处于工作状态等提供科学依据。

此阻抗检测分析仪设计更注重产品的用户体验。

它的造型直观简洁，机身结构紧凑，设计严谨，设备感、现代感强。

线条流畅，棱角处理圆润，外壳制造工艺精良，触感舒适，不仅避免磕碰、刮伤等安全隐患，还使机身造型更加流畅美观。

人机交互界面友好，按键排版整洁美观，操作更简便安全。

工业产品设计可以通过设计创新思维提高产品品质和批量化量产效率，降低产品成本普及到更多消费者，创造更大的经济效益。

而随着国内经济发展和制造业升级，工业设计作为企业竞争的重要手段得到了快速发展，各企业开始需要产品设计创新提升产品竞争力，越来越多的企业开始重视工业产品的外观设计和结构设计创新，以赢得市场竞争优势。

工业工程经典案例分析引言工业工程是一门为提高产业效率和生产运行效能而设立的学科。

在工业工程中，经典案例分析是一种重要的学习方法和实践手段，通过研究和分析经典案例，可以帮助人们理解工业工程原理和方法，并提供实际问题解决的启示。

本文将对几个工业工程领域的经典案例进行分析，以揭示其背后的工程原理和实践价值。

案例一：丰田生产方式（Toyota Production System，简称TPS）背景丰田生产方式是基于精益生产理念的一种生产运作模式，其核心目标是通过消除浪费、持续改进和灵活化生产来提高效率并降低成本。

该方式在20世纪50年代由丰田汽车公司的创始人丰田喜一郎提出，并在后来得到了广泛应用。

分析丰田生产方式的成功得益于几个关键概念和实践原则的应用。

首先，它强调质量第一，追求零缺陷。

通过引入自动化设备、培训员工和实施严格的质量管理体系，丰田汽车公司成功地实现了高质量的生产。

其次，丰田生产方式注重流程优化和浪费消除。

通过分析和改进生产流程，丰田汽车公司成功地降低了生产时间和运营成本。

此外，丰田生产方式还强调员工参与和团队合作。

每个员工都被鼓励提出改进建议，并参与到持续改进的活动中来。

最后，丰田生产方式注重灵活化生产。

通过实施精益生产和柔性化生产系统，丰田汽车公司能够根据市场需求快速调整生产，避免了库存积压和产能浪费。

实践价值丰田生产方式的成功经验对其他企业和工业工程方面的实践具有重要的借鉴意义。

首先，其质量管理体系可以帮助企业提高产品质量，增强竞争力。

其次，其流程优化和浪费消除的方法可以帮助企业提高生产效率，减少浪费。

此外，丰田生产方式注重员工参与和团队合作的理念也可以激发员工的创新潜力，增强企业的创新能力。

最后，丰田生产方式的灵活化生产方法可以帮助企业适应市场变化，实现持续发展。

案例二：波音747飞机的设计和生产背景波音747是一款著名的商用客机，被广泛应用于国际航线。

其设计和生产是一项复杂而庞大的工程项目，在航空工业中具有重要的地位。

工程塑料产品创新案例全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：工程塑料是一种高性能、高强度、耐磨损、耐腐蚀的塑料材料，广泛应用于汽车、航空航天、电子、医疗等领域。

随着科技的不断发展，工程塑料产品的创新也日益受到重视。

下面我们将介绍几个工程塑料产品创新案例。

1. 利用碳纳米管增强的工程塑料碳纳米管是一种新型的纳米材料，具有高强度、高导电性等优异性能。

研究人员利用碳纳米管增强的工程塑料，在汽车制造领域取得了突破性进展。

这种材料不仅具有高强度和耐磨损性，还具有良好的导热性能，可以有效提高汽车零部件的性能和寿命。

2. 利用3D打印技术制造工程塑料产品随着3D打印技术的不断发展，越来越多的企业开始利用这一技术制造工程塑料产品。

通过3D打印技术，可以实现复杂结构的定制化设计，从而大大提高产品的生产效率和质量。

一家医疗器械公司利用3D 打印技术制造出了一种新型的工程塑料支架，该支架不仅外形精美，而且具有高强度和耐腐蚀性能，受到了市场的广泛认可。

3. 利用可降解的工程塑料制造环保产品随着人们对环境保护的重视，可降解的工程塑料产品也开始受到关注。

一家研究机构利用可降解的工程塑料制造出了一种新型的食品包装材料，该材料不仅可以有效降解，减少对环境的污染，而且具有良好的保鲜效果，受到了消费者的欢迎。

4. 利用再生工程塑料打造可持续产品再生工程塑料是一种通过回收再利用废弃塑料制造而成的材料，具有节能环保的特点。

一家汽车零部件制造公司利用再生工程塑料打造出了一种新型的节能零部件，该零部件不仅具有良好的性能和耐用性，还能有效降低生产成本，实现了可持续发展的目标。

工程塑料产品的创新是一个不断探索和实践的过程，只有不断追求科技创新和品质提升，才能为各个领域带来更多全新的解决方案。

希望通过以上案例的介绍，能为工程塑料产品的发展和应用提供一些启示和借鉴。

让我们共同努力，创造更加美好的未来！第二篇示例：工程塑料是工业领域中应用广泛的一类塑料产品，具有优良的机械性能、耐磨性、耐高温性等特点。