机械产品的现代化设计方案

机械产品的现代化设计方案摘 要本文主要争论机械方案创设计过程。计算机关心产品的设计绘图、设计计算、,提出集成功能推理和构造推理为一体的机械方案创设计过程模型，并在此根底上开发了机械方案创设计智能支持系统。关键词：构造类型集成功能推理构造推理ABSTRACTInthispaper，majorresearchprogramofinnovativemechanicaldesignprocess.Computer-aideddesigndrawings，designandcalculation,processing,manufacturing，productionplanninghasbeenmoreextensiveandin-depthstudyandinitialresults,andproductdevelopmentprogramsoftheearlycomputer-aideddesignisfarfromenoughtomeettheneedsofthedesign。Afterabriefintroductionandanalysisofmechanicaldesignprocessandbasedonthegeneralstructureofthetypeofvariationofthebasicinstitutionsonanintegratedapproach,theintegratedstructureofreasoningandreasoningfunctionsintooneprogramofinnovativemechanicaldesignprocessmodel ，andonthisbasisdevelopedthemechanicaldesignprograminnovationIntelligentSupportSystem〔MCIDISS〕Keywords： Structuretype Integrationreasoning Thestructureofreasoning目录引 言 1第1章系统化设计方法 21.1设计元素法.........................................................21。2图形建模法........................................................31。3“构思”-“设计”法................................................31。4矩阵设计法........................................................41.5键合图法...........................................................4第2章构造模块化设计方法 5第3章基于产品特征学问的设计方法 63.1编码法.............................................................63.2学问的混合型表达法.................................................63.3利用基于学问的开发工具.............................................73。4设计名目法........................................................73.5基于实例的方法.....................................................7第4章智能化设计方法 8第5章各类设计方法评述及进展趋势 10结论....................................................12致谢....................................................13参考文献 1410页引 言科学技术的飞速进展，产品功能要求的日益增多，简单性增加，寿命期缩短，更跟不上时代进展的需要。目前,计算机关心产品的设计绘图、设计计算、加工制造、生产规划已得到了比较广泛和深入的争论,并初见成效，而产品开发初期方案的计算机关心国内外设计学者进展方案设计时承受的方法,并争论了各种方法之间的有机联系和机械产品方案设计计算机实现的进展趋势。的现代设计方法概括为下述四大类型。第1章 系统化设计方法:,全部的设计要素结合后，即可实现设计系统所需完成的任务。70PahlBeitz教授提出，他们以系统理论为VDI2221“技术系统和产品的开发设计方法。VDI2221的设计方式.除化设计思想，其中具有代表性的是：1将用户需求作为产品功能特征构思、构造设计和零件设计、工艺规划、作业掌握等的根底,息合理而有效地转换为产品开发各阶段的技术目标和作业掌握规程的方法。生命系统图符抽象地表达产品的功能要求，形成产品功能系统构造.3将机械设计中系统科学的应用归纳为两个根本问题：一是把要设计的产品作为一个系统处理，最正确地确定其组成局部(单元〕及其相互关系；二是将产品设计过程看的具体争论方法亦存在差异。下面介绍一些具有代表性的系统化设计方法。设计元素法有设计学者承受了类似方法描述产品的原理解.图形建模法研制的“设计分析和引导系统“KALEIT，用层次清楚的图形描述出产品的功能构造接.Nijssen中不同抽象层间信息关系的图形化建模。1。3“构思”-“设计”法原理解。将方案的“构思“具体描述为：依据适宜的功能构造，寻求满足设计任务要求的原理解.即功能构造中的分功能由“构造元素”实现，并将“构造元素“间的物理联接定义为“功能载体”,“功能载体“和“构造元素“间的相互作用又形成了功能示意图(机械运动简图)。方案的“设计”是依据功能示意图,先定性地描述全部的“功能载体”和“构造“功能载体“)构造示意图.Roper,。利用图论理论，借助于由他定义的“总设计单元〔GEKEFKE(VK(K元素零件〔KET〕“等概念，以及描述构造元素尺寸、位置和传动参数间相互关系的,的方法，并将其应用于“构思”和“设计”阶段。从设计方法学的观点动身，将明确了设计任务后的设计工作分为三步〔1〕〔2)查找效应〔3)查找构造简称为.并用下述四种策略描述机械产品构思阶段的工作流程：策略1：分别考虑“功能“.因此，可以在各个工作步骤中分别创立变型方案,由此产生广泛的原理解谱。策略2〔包括设计者创立的规章)关联，单独考虑功能(通常与设计任务相关〕.此时，区分典型的构形规章及其所属效应,1的方案谱.3形规章“三者亲热相关.适用于功能、效应和构形规章间没有选择余地、具有特别要求的4：针对设计要求进展构造化求解。该策略从已有的零件动身，通过零件间不同的排序和连接，获得预期功能。矩阵设计法在方案设计过程中承受“要求-功能”规律树“与或”树)描述要求、功能之间的规律树建立“要求—功能”关联矩阵,以描述满足要求所需功能之间的简单关系，表示出要求与功能间一一对应的关系。Kotaetal表示为参数矩阵和一个运动方程。键合图法类型,的方法。第2章 构造模块化设计方法从规划产品的角度提出：定义设计任务时以功能化的产品构造为根底，引用已有的应的产品解,这样，能够在产品规划阶段就消退设计任务中可能存在的冲突，早期推测生产力量、费用，以及开发设计过程中打算的可调整性，由此提高设计效率和设计的牢靠〔1)产品→(2〕功能组成→(3〕主要功能组件→〔4〕功能元件。并承受面对应用的构造STRAT。风险格外有利。协作部),并且是系列化、通用化、集成化、层次化、敏捷化、经济化，具有互换性CADCAD这些功能模块组合成不同的加工中心总体方案.化的编排,形成解集设计名目。并在解集设计名目中列出评论每一个解的附加信息，格外有利于设计工程师选择解元素。12具有嵌套式构造及嵌套式元件的联接；连接规章，由此实现元件间联接的算法化和概念的可视化.3学问和建立的推理机制实现计算机关心产品的方案设计。.为此，国内外设计学者针对机械3。1编码法机床的方案设计中。利用生物进化理论，通过自然选择和有性生殖使生物体得以演化的原理，在机构方构造和性能转化为个体染色体的二进制数串，并依据设计要求编制适应值，运用生物进以极快的进化过程得到适应性最优的个体，即最符合设计要求的机构方案。3。2学问的混合型表达法尤为适合，这一点已得到我国很多设计学者的共识.DMDSS一的学问表达方法(规章、框架和过程〕,按面对对象的编程原则，用框架的槽表示对象的属性，用规章表示对象的动态特征,用过程表示学问的处理，组成一种混合型的学问GBCDIS”GBSDES”.3。3利用基于学问的开发工具NEXPERT进展设计的内容，由此寻求出基于学问的解，并开发出直线导轨设计专家系统。设计名目法构造了“功能模块,并将这三级递进式设计名目作为机械传动原理方案智能设计系统的学问库和开发设计的关心工具.基于实例的方法产生候选解来配匹产品的设计要求.第4章 智能化设计方法VDI2221MUSE。产规划“三个阶段，并且充分利用了现有的CAD〔1〕规划—构思产品。其任务是确定产品的外部特性,如颜色、外形、外表质量、人机工程CAD该模型可以在虚拟环境中建立,借助于数据帽和三维鼠标，用户还可在肯定程度上参与的依据,也是几何图形显示设计变量的依据，同时还是开发过程中各类分析的根底〔2〕品的配置〔设计模型中解元素间的关系〕进展分析,产品配置分析是综合“产品规划”和“开发”结果的重要手段.(3〕CAD即通过虚拟装配模型提醒造形和装配间的关系，由此觉察难点和问题，并找出解决问题的方法，并认为将CAD各个阶段中存在的问题，使产品在开发进程中不断地细化和完善。我国利用虚拟现实技术进展设计还处于刚刚起步阶段。利用面对对象的技术，重点动中机构间的连接状况是否产生冲突等等。将构造标准模块、产品整体构造及其制造工艺和使用说明的拟订〔1〕称之为型〕代替装配、拆卸和设计联接件时所需的立体结设想象力等等。CADSIGRAPH-DESIGN设计、装配设计和零件设计，并以变量设计技术为根底，建立了胶印机凸轮连杆机构的SIGRAPH-DESIGN而变化,并将概念模型的参数传递给下一级的装配模型、零件设计。5综上所述,系统化设计方法将设计任务由抽象到具体〔由设计的任务要求到实现该方法可依,易于设计过程的计算机关心实现。构造模块化设计方法视具有某种功能的实现为一个构造模块，通过构造模块的组意义的产品方案设计，构造模块的划分和选用都比较困难,而且要求设计人员具有相当丰富的设计阅历和广博的多学科领域学问。机械产品的方案设计通常无法承受纯数学演算的方法进展,也难以用数学模型进展推理和决策.因此，欲实现计算机关心产品的方案设计,必需解决计算机存储和运用产品设计学问和专家设计决策等有关方面的问题，由此形成基于产品特征学问的设计方法。的设计者参与。的联系，如构造模块化设计方法中,划分构造模块时就蕴含有系统化思想，建立产品特产品特征学问的设计同时又是方案智能化设计的根底之一.在机械产品方案设计中，视有关层次的具体设计中，马上构造模块化方法融于系统化设计方法中,不仅可以保证设计的标准化，而且可以简化设计过程，提高设计效率和质量，降低设计本钱。网络技术的蓬勃进展，异地协同设计与制造，以及从用户对产品的功能需求→设计→加工→装配→成品这一并行工程的实现成为可能.但是，到达这些目标的重要前提条也在产品的方案设计中初露锋芒.目前，德国等兴旺国家正着力于争论超媒体技术、产STEP，VRML〔Intemet上基于虚拟环境的标准交换格式〕在产品设计中的应用。结 论的、能够到达上述目标的方案设计工具软件.作