電動銅管彎管機(jī)設(shè)計(jì)
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目 錄
目錄………………………………………………………………………………………………1
第一章 緒論……………………………………………………………………………………2
1.1 彎管機(jī)在工業(yè)中的地位和各種彎管機(jī)的性價比……………………………………………2
1.2 彎管機(jī)的基本原理與選擇……………………………………………………………………3
第二章 彎管機(jī)的設(shè)計(jì)……………………………………………………………………4
2.1 工件的工藝分析………………………………………………………………………………5
2.2 計(jì)算彎曲力矩…………………………………………………………………………………5
2.3 電機(jī)的選取……………………………………………………………………………………6
2.4 傳動比的計(jì)算與各傳動裝置的運(yùn)動參數(shù)……………………………………………………8
2.5 皮帶與皮帶輪的計(jì)算與選取…………………………………………………………………9
2.6 蝸輪蝸桿減速箱的計(jì)算與選取………………………………………………………………9
2.7 聯(lián)軸器的計(jì)算與選取…………………………………………………………………………10
2.8 軸承的選取……………………………………………………………………………………10
2.9 軸的初步計(jì)算與設(shè)計(jì)及校核…………………………………………………………………14
2.10 齒輪的計(jì)算與設(shè)計(jì)……………………………………………………………………………17
2.11 大小齒軸前后端蓋及軸承座的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)……………………………………………………18
2.12 軸套的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)………………………………………………………………………………19
2.13 蓋板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算………………………………………………………………………20
2.14 機(jī)身的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算………………………………………………………………………21
2.15 彎管機(jī)的主要參數(shù)……………………………………………………………………………22
第三章 擋料架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)………………………………………………………………23
3.1 擋料架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)……………………………………………………………………………23
第四章 用電器選擇與電路………………………………………………………………24
4.1 各用電器的選擇與電路設(shè)計(jì)…………………………………………………………………24
設(shè)計(jì)總結(jié)…………………………………………………………………………………………27
參考文獻(xiàn)……………………………………………………………………………………………28
第1章 緒 論
1.1 彎管機(jī)在自工工業(yè)中的地位和各種彎管機(jī)的性價比：
現(xiàn)今工業(yè)發(fā)達(dá)，無論是哪一種機(jī)器設(shè)備、健身器材、家具等幾乎都有結(jié)構(gòu)鋼管，有導(dǎo)管，用以輸油、輸氣、輸液等，而在飛機(jī)、汽車及其發(fā)動機(jī)，健身器材，家具等等占有相當(dāng)重要的地位。各種管型品種之多、數(shù)量之大、形狀之復(fù)雜，給導(dǎo)管的加工帶來了不少的困難。對于許多小企業(yè)，家庭作坊，或者大企業(yè)中需要配管的場合，如工程機(jī)械上的壓力油管，機(jī)床廠的液壓管道發(fā)動機(jī)的油管健身器材的彎管等等，這些場合可能不需要功能全的彎管機(jī)，且加工的管件的難度不高，簡易手動型的彎管機(jī)很可能適應(yīng)。這系列彎管機(jī)采用手動夾緊，機(jī)械彎曲，機(jī)器結(jié)構(gòu)簡單，控制元件極少，因此價格上比較容易被用戶接受。
市面上現(xiàn)有的自動彎管機(jī)大多數(shù)是液壓的，數(shù)控的(如圖1-1,1-2)，也有機(jī)械傳動的，但它們的占地面積較大(長度在2.5~4m之間)，價格昂貴(2~5萬元人民幣或更多)，然而大多數(shù)用戶都需求是是小占地面積小價格便宜使用方便的自動
本設(shè)計(jì)便是朝這方面的用途方面設(shè)計(jì)的自動彎管機(jī)，設(shè)計(jì)出一種價格便宜,占地面積少,使用方便的自動彎管機(jī)（長0.9M，寬0.8M，高1.1M，價格9000元人民幣左右），并著手對彎管機(jī)的性能更進(jìn)一步的強(qiáng)化，使其能彎曲不同口徑或不同的鋼型、采用制動電機(jī)以提高彎曲機(jī)的彎曲精度。大大的簡化了電器控制系統(tǒng)，方便操作。
1.2 彎管機(jī)的基本原理與選擇
彎管機(jī)的彎曲原理,在普通情況下有以下二種情況，即滾彎式與纏繞式。
如下圖1-1、1-2分別是彎管原理圖。
二者各有優(yōu)缺點(diǎn)：
纏繞式主要用于方管的彎曲其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而滾彎式主要用于圓管彎曲也可用于方管彎曲但沒有纏繞式好，但結(jié)構(gòu)簡單。故本彎管機(jī)采用滾彎式。
彎管的步驟大致是：
1.留出第1段直線段長度，并夾緊管子。
2.彎曲。
3.松開夾緊塊，取出管子，使模具復(fù)位。按管形標(biāo)準(zhǔn)樣件在檢驗(yàn)夾具上檢查管形，并校正。
其工作過程，電源線接上，把電源打開，此時電機(jī)是不通電的。當(dāng)按下SB1時接觸器KM1線圈得電，此時三對主觸頭閉合,一個常開開關(guān)KM1閉合通電，而另一個常閉開關(guān)KM1則打開斷電，且此時電機(jī)正轉(zhuǎn)，進(jìn)行彎曲工作，當(dāng)彎曲到定角度時（此角度由彎曲角度的大小而調(diào)整）碰到了行程開關(guān)X1,則接觸器KM1線圈斷電, 三對主觸頭斷開,一個常開開關(guān)KM1斷開 ,即電機(jī)斷電，由于電機(jī)是旁磁制動電機(jī),故電機(jī)很快停止運(yùn)轉(zhuǎn)，常閉開關(guān)閉合。此時彎曲過程已經(jīng)完成，之后按下SB2,則接觸器KM2線圈得電，此時三對主觸頭閉合,一個常開開關(guān)KM2閉合通電，而另一個常閉開關(guān)KM2則打開斷電,此時電機(jī)反轉(zhuǎn)，當(dāng)轉(zhuǎn)回到初始位置時由于碰到了行程開關(guān)X2,則接觸器KM2線圈斷電，三對主觸頭斷開，一個常開開關(guān)KM2斷開，電機(jī)停止。
當(dāng)再次按下SB1時，則得反復(fù)工作。
其中電路中設(shè)有過載保護(hù)、短路保護(hù)。
當(dāng)在工作中時，電路中具有自鎖功能，因而不用怕操作者不小心按錯鍵而出事故。但當(dāng)工作中出現(xiàn)意外時，只要轉(zhuǎn)動電源開關(guān)，把電源開關(guān)斷開即可使電機(jī)停轉(zhuǎn)，之后處理意外后轉(zhuǎn)動電源開關(guān)使電源通電便可繼續(xù)進(jìn)行正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)進(jìn)行工作。
操作過程及其分析設(shè)鋼管所需的成形角為 ，彎曲模設(shè)置的旋轉(zhuǎn)角為 ，剎車后的空行程角為 ，鋼管回彈角為 ，那么 ＝+ - 。由公式得，當(dāng) ， 很小時 = 據(jù)此先將彎曲模下的調(diào)角桿按要求在轉(zhuǎn)盤刻度上調(diào)至接近所需的 角，然后將方鋼穿過彎曲模的上下底板，使用注銷、固定塊將鋼管固定下來。轉(zhuǎn)動擋料架的手柄，使擋料架的浚住頂住鋼管。按下正轉(zhuǎn)開關(guān)SB1，彎曲模工作。通過試彎1一2次后，設(shè)定一個準(zhǔn)確的 角，以后即可作批量生產(chǎn)。在電機(jī)正轉(zhuǎn)停后，取出鋼管，再啟動反轉(zhuǎn)開關(guān)彎曲彎回復(fù)到原位。
由回彈系數(shù) K = （4-1）
由于材料是10鋼，且彎曲半徑為R=100mm，管厚t=2mm
則 = =25
故其回彈系數(shù)K=0.97
剛 = = =
故回彈角 =3.70
由于電動機(jī)采用旁磁制動方式剎車，故回空行程角很小或是約等于0
所以彎曲模的轉(zhuǎn)角
設(shè)計(jì)總結(jié)
近兩個月的畢業(yè)設(shè)計(jì)終于結(jié)束了，通過這些天的設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)，自己的專業(yè)知識和獨(dú)立思考問題的能力有了很大的提高，對我走向社會從事專業(yè)工作有著深遠(yuǎn)的影響?，F(xiàn)在就談?wù)剬Ρ敬萎厴I(yè)設(shè)計(jì)過程中的認(rèn)識和體會。
首先，我學(xué)會了查閱資料和獨(dú)立思考。我的課題是自動彎管機(jī)裝置及其電器設(shè)計(jì)。當(dāng)開始拿到畢業(yè)設(shè)計(jì)題目時，心里面是一片迷茫，不知從何入手，甚至連彎管機(jī)是什么樣的都不知道，幸好在黃老師的指導(dǎo)下及時理清了頭緒，避免了走很多的彎路。認(rèn)真翻閱相關(guān)資料如《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》，自動彎管機(jī)的設(shè)計(jì)與鋼筋彎曲機(jī)的改進(jìn)論文與書籍等，我開始了自己的設(shè)計(jì)思想，確定了自己的設(shè)計(jì)方案。我的課題除了彎管機(jī)的結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)之外，還有其控制電路設(shè)計(jì)。
由于，彎管機(jī)的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜且零件較多但由于論文上已有一定的結(jié)構(gòu)模型，故我憑著模型以及黃老師對我的講解，我慢慢的認(rèn)清了彎管機(jī)的全部結(jié)構(gòu)，故我對我自己的一些想法與應(yīng)用思想都設(shè)計(jì)到彎管機(jī)中去，把原有的模型做適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)。使結(jié)構(gòu)更合乎生產(chǎn)安裝以及多樣化使用的要求。每一個設(shè)計(jì)都是一個創(chuàng)新、完善的過程。在設(shè)計(jì)過程中運(yùn)用所掌握的知識，發(fā)揮自己的想象力，完美原有的結(jié)構(gòu)。這個過程也是一個學(xué)習(xí)的過程。
其次，認(rèn)識到實(shí)踐的重要性。這次設(shè)計(jì)我做了很多重復(fù)工作、無用功，但是這些重復(fù)工作和無用功積累了設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。同時也認(rèn)識到設(shè)計(jì)不能只在腦子里想其結(jié)構(gòu)、原理，必須進(jìn)行實(shí)際操作。另外，也應(yīng)從多個角度來思考問題的所在，嘗試其它的方法，以求找到最佳方法，因?yàn)榧词瓜氲暮芡昝?，但到?shí)際的設(shè)計(jì)時會遇到很多想不到的實(shí)際問題。
在設(shè)計(jì)的過程中，也出現(xiàn)了一些客觀不足的問題，就是彎管機(jī)的、以及各種標(biāo)準(zhǔn)件如蝸輪減速器，接觸器等沒有親眼見過不知道其具體大小與工作情況，只能憑著手冊的說明而想像，彎管力矩的計(jì)算方法也沒有一條統(tǒng)一的式的，只能憑著經(jīng)驗(yàn)式子來進(jìn)行計(jì)算，其次由于條件不足缺乏實(shí)驗(yàn)性，等等多種原因使我的設(shè)計(jì)是沒有完全的根據(jù)實(shí)際的情況來作合適、客觀地修改，而做出來的，難免有些缺點(diǎn)和不足，由于諸多原因，本次設(shè)計(jì)存在一些不足和有待改善的地方，希望老師能夠提出寶貴修改意見。
最后，衷心感謝黃開有老師對我的悉心指導(dǎo)，使我在大學(xué)里最后一段時間里學(xué)習(xí)到了很多有用的東西。
參考文獻(xiàn)
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畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書 課 題 電動銅管彎管機(jī)設(shè)計(jì) 專 業(yè) 年 級 2007 級 姓 名 學(xué) 號 學(xué) 院（系）院長（簽字） 指 導(dǎo) 教 師 （簽字） 2010 年 11 月 30 日 注：本任務(wù)書由上海電機(jī)學(xué)院教務(wù)處印制。 任務(wù)書反面： 課題 來 源 本課題來源于企業(yè)工程實(shí)際和對彎管設(shè)備的需要。彎管機(jī)的種類很多，有電動的和手動的等等。本彎管機(jī)屬于小型電動彎管設(shè)備，使用家庭等裝潢等常用的動力電鉆，主要應(yīng)用于室內(nèi)或家庭裝潢等。 課 題 的 目 的 、 意 義 手動彎管機(jī)使用很多，尤其是在歐美應(yīng)用極為廣泛。但彎管要求很多，如不能過扁和起褶皺等，而且非常 費(fèi)力。因此開發(fā)一種家庭室內(nèi)裝潢用小型電動彎管機(jī)很有必要。同時由于電鉆轉(zhuǎn)速高功率小，很難勝任，所以不得不考慮減速、離合和增力等關(guān)鍵技術(shù)問題。該課題需要綜合力學(xué)、機(jī)構(gòu)學(xué)和強(qiáng)度、剛度、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等各方面的知識，實(shí)用性強(qiáng)，可以訓(xùn)練學(xué)生觀察問題、解決問題的能力。 要 求 技術(shù)指標(biāo)和參數(shù) ： 彎管動力：使用手電鉆（功率 700速 800r/右） 彎管角度： 90?任意角度 彎管速度：彎成 90?時，大約時間為 8 彎管要求：不起皺 彎管銅管尺寸兩種（ 兩管需同時彎曲 ）： 2厚 6厚 工作量要求： 設(shè)計(jì)計(jì)算說明書 字以上； 完成總裝圖， 紙 1 張； 完成零、部件圖，減速箱、增力機(jī)構(gòu)等， 紙 2 張； 英文資料翻譯 2 萬個英文字符。 課 題 主 要 內(nèi) 容 及 進(jìn) 度 設(shè)計(jì)主要內(nèi)容： 1、分析彎管過程，分析確定主要技術(shù)規(guī)格 2、擬定總體設(shè)計(jì)方案 3、減速和增力機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算 4、主要零部件設(shè)計(jì)計(jì)算，強(qiáng)度、剛度校核計(jì)算 進(jìn)度計(jì)劃表： 集資料，分析主要技術(shù)規(guī)格，研讀資料 行方案比較，擬訂總體設(shè)計(jì)方案 行減速器、離合和增力機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，繪制原理圖 械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、繪制總裝圖 要零部件設(shè)計(jì)計(jì)算，繪制零件工作圖 寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書 改及答辯 以上各項(xiàng)由指導(dǎo)教師填寫（請用鋼筆填寫） 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)外文資料翻譯學(xué)院 (系)： 機(jī)械工程學(xué)院 專 業(yè)： 機(jī)械工程及自動化 姓 名： 學(xué) 號： 外文出處： China Science and Technology Journal 附 件： 1.外文資料翻譯譯文；2.外文原文。 (用外文寫)指導(dǎo)教師評語：簽名： 年 月 日注：請將該封面與附件裝訂成冊。世界最新機(jī)械設(shè)計(jì)理念摘要：根據(jù)目前國內(nèi)外設(shè)計(jì)學(xué)者進(jìn)行機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)時的主要思維特點(diǎn)，將產(chǎn)品方案的設(shè)計(jì)方法概括為系統(tǒng)化、結(jié)構(gòu)模塊化、基于產(chǎn)品特征知識和智能。這幾種方法的特點(diǎn)及其相互間的有機(jī)聯(lián)系，提出產(chǎn)品方案設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的努力方向。 關(guān)鍵詞：機(jī)械產(chǎn)品 方案設(shè)計(jì)方法 發(fā)展趨勢文獻(xiàn) [1]將語義設(shè)計(jì)網(wǎng)作為設(shè)計(jì)工具，在其開發(fā)的活性語義設(shè)計(jì)網(wǎng) ASK中，采用結(jié)點(diǎn)和線條組成的網(wǎng)絡(luò)描述設(shè)計(jì)，結(jié)點(diǎn)表示元件化的單元(如設(shè)計(jì)任務(wù)、功能、構(gòu)件或加工設(shè)備等)，線條用以調(diào)整和定義結(jié)點(diǎn)間不同的語義關(guān)系，由此為設(shè)計(jì)過程中的所有活動和結(jié)果預(yù)先建立模型，使早期設(shè)計(jì)要求的定義到每一個結(jié)構(gòu)的具體描述均可由關(guān)系間的定義表達(dá)，實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)過程由抽象到具體的飛躍。一、系統(tǒng)化設(shè)計(jì)方法系統(tǒng)化設(shè)計(jì)方法的主要特點(diǎn)是：將設(shè)計(jì)看成由若干個設(shè)計(jì)要素組成的一個系統(tǒng)，每個設(shè)計(jì)要素具有獨(dú)立性，各個要素間存在著有機(jī)的聯(lián)系，并具有層次性，所有的設(shè)計(jì)要素結(jié)合后，即可實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)系統(tǒng)所需完成的任務(wù)。系統(tǒng)化設(shè)計(jì)思想于 70年代由德國學(xué)者 Pahl和 Beitz教授提出，他們以系統(tǒng)理論為基礎(chǔ)，制訂了設(shè)計(jì)的一般模式，倡導(dǎo)設(shè)計(jì)工作應(yīng)具備條理性。德國工程師協(xié)會在這一設(shè)計(jì)思想的基礎(chǔ)上，制訂出標(biāo)準(zhǔn) VDI2221技術(shù)系統(tǒng)和產(chǎn)品的開發(fā)設(shè)計(jì)方法。1．將用戶需求作為產(chǎn)品功能特征構(gòu)思、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和零件設(shè)計(jì)、工藝規(guī)劃、作業(yè)控制等的基礎(chǔ)，從產(chǎn)品開發(fā)的宏觀過程出發(fā)，利用質(zhì)量功能布置方法，系統(tǒng)地將用戶需求信息合理而有效地轉(zhuǎn)換為產(chǎn)品開發(fā)各階段的技術(shù)目標(biāo)和作業(yè)控制規(guī)程的方法。2．將產(chǎn)品看作有機(jī)體層次上的生命系統(tǒng)，并借助于生命系統(tǒng)理論，把產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過程劃分成功能需求層次、實(shí)現(xiàn)功能要求的概念層次和產(chǎn)品的具體設(shè)計(jì)層次。同時采用了生命系統(tǒng)圖符抽象地表達(dá)產(chǎn)品的功能要求，形成產(chǎn)品功能系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。3．將機(jī)械設(shè)計(jì)中系統(tǒng)科學(xué)的應(yīng)用歸納為兩個基本問題：一是把要設(shè)計(jì)的產(chǎn)品作為一個系統(tǒng)處理，最佳地確定其組成部分（單元）及其相互關(guān)系；二是將產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程看成一個系統(tǒng)，根據(jù)設(shè)計(jì)目標(biāo)，正確、合理地確定設(shè)計(jì)中各個方面的工作和各個不同的設(shè)計(jì)階段。由于每個設(shè)計(jì)者研究問題的角度以及考慮問題的側(cè)重點(diǎn)不同，進(jìn)行方案設(shè)計(jì)時采用的具體研究方法亦存在差異。下面介紹一些具有代表性的系統(tǒng)化設(shè)計(jì)方法。4．設(shè)計(jì)元素法用五個設(shè)計(jì)元素（功能、效應(yīng)、效應(yīng)載體、形狀元素和表面參數(shù)）描述“產(chǎn)品解” ，認(rèn)為一個產(chǎn)品的五個設(shè)計(jì)元素值確定之后，產(chǎn)品的所有特征和特征值即已確定。我國亦有設(shè)計(jì)學(xué)者采用了類似方法描述產(chǎn)品的原理解。5．圖形建模法研制的“設(shè)計(jì)分析和引導(dǎo)系統(tǒng)”KALEIT，用層次清楚的圖形描述出產(chǎn)品的功能結(jié)構(gòu)及其相關(guān)的抽象信息，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能關(guān)系的圖形化建模，以及功能層之間的聯(lián)接。將設(shè)計(jì)劃分成輔助方法和信息交換兩個方面，利用 Nijssen信息分析方法可以采用圖形符號、具有內(nèi)容豐富的語義模型結(jié)構(gòu)、可以描述集成條件、可以劃分約束類型、可以實(shí)現(xiàn)關(guān)系間的任意結(jié)合等特點(diǎn)，將設(shè)計(jì)方法解與信息技術(shù)進(jìn)行集成，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)過程中不同抽象層間信息關(guān)系的圖形化建模。6． “構(gòu)思”—“設(shè)計(jì)”法將產(chǎn)品的方案設(shè)計(jì)分成“構(gòu)思”和“設(shè)計(jì)”兩個階段。 “構(gòu)思”階段的任務(wù)是尋求、選擇和組合滿足設(shè)計(jì)任務(wù)要求的原理解。 “設(shè)計(jì)”階段的工作則是具體實(shí)現(xiàn)構(gòu)思階段的原理解。將方案的“構(gòu)思”具體描述為：根據(jù)合適的功能結(jié)構(gòu)，尋求滿足設(shè)計(jì)任務(wù)要求的原理解。即功能結(jié)構(gòu)中的分功能由“結(jié)構(gòu)元素”實(shí)現(xiàn)，并將“結(jié)構(gòu)元素”間的物理聯(lián)接定義為“功能載體” ， “功能載體”和“結(jié)構(gòu)元素”間的相互作用又形成了功能示意圖(機(jī)械運(yùn)動簡圖)。方案的“設(shè)計(jì)”是根據(jù)功能示意圖，先定性地描述所有的“功能載體”和“結(jié)構(gòu)元素” ，再定量地描述所有“結(jié)構(gòu)元素”和聯(lián)接件(“功能載體”)的形狀及位置，得到結(jié)構(gòu)示意圖。Roper，H.利用圖論理論，借助于由他定義的“總設(shè)計(jì)單元(GE)” 、 “結(jié)構(gòu)元素(KE)” 、 “功能結(jié)構(gòu)元素(FKE)” 、“聯(lián)接結(jié)構(gòu)元素(VKE)” 、 “結(jié)構(gòu)零件(KT)” 、 “結(jié)構(gòu)元素零件(KET)”等概念，以及描述結(jié)構(gòu)元素尺寸、位置和傳動參數(shù)間相互關(guān)系的若干種簡圖，把設(shè)計(jì)專家憑直覺設(shè)計(jì)的方法做了形式化的描述，形成了有效地應(yīng)用現(xiàn)有知識的方法，并將其應(yīng)用于“構(gòu)思”和“設(shè)計(jì)”階段。7．鍵合圖法將組成系統(tǒng)元件的功能分成產(chǎn)生能量、消耗能量、轉(zhuǎn)變能量形式、傳遞能量等各種類型，并借用鍵合圖表達(dá)元件的功能解，希望將基于功能的模型與鍵合圖結(jié)合，實(shí)現(xiàn)功能結(jié)構(gòu)的自動生成和功能結(jié)構(gòu)與鍵合圖之間的自動轉(zhuǎn)換，尋求由鍵合圖產(chǎn)生多個設(shè)計(jì)方案的方法。提倡在產(chǎn)品功能分析的基礎(chǔ)上，將產(chǎn)品分解成具有某種功能的一個或幾個模塊化的基本結(jié)構(gòu)，通過選擇和組合這些模塊化基本結(jié)構(gòu)組建成不同的產(chǎn)品。這些基本結(jié)構(gòu)可以是零件、部件，甚至是一個系統(tǒng)。 本結(jié)構(gòu)應(yīng)該具有標(biāo)準(zhǔn)化的接口(聯(lián)接和配合部)，并且是系列化、通用化、集成化、層次化、靈便化、經(jīng)濟(jì)化，具有互換性、相容性和相關(guān)性。我國結(jié)合軟件構(gòu)件技術(shù)和 CAD技術(shù)，將變形設(shè)計(jì)與組合設(shè)計(jì)相結(jié)合，根據(jù)分級模塊化原理，將加工中心機(jī)床由大到小分為產(chǎn)品級、部件級、組件級和元件級，并利用專家知識和 CAD技術(shù)將它們組合成不同品種、不同規(guī)格的功能模塊，再由這些功能模塊組合成不同的加工中心總體方案。以設(shè)計(jì)為目錄作為選擇變異機(jī)械結(jié)構(gòu)的工具，提出將設(shè)計(jì)的解元素 進(jìn)行完整的、結(jié)構(gòu)化的編排，形成解集設(shè)計(jì)目錄。并在解集設(shè)計(jì)目錄中列出評論每一個解的附加信息，非常有利于設(shè)計(jì)工程師選擇解元素。 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的蓬勃發(fā)展，異地協(xié)同設(shè)計(jì)與制造，以及從用戶對產(chǎn)品的功能需求→設(shè)計(jì)→加工→裝配→成品這一并行工程的實(shí)現(xiàn)成為可能。但是，達(dá)到這些目標(biāo)的重要前提條件之一，就是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品方案設(shè)計(jì)效果的三維可視化。為此，不僅三維圖形軟件、智能化設(shè)計(jì)軟件愈來愈多地應(yīng)用于產(chǎn)品的方案設(shè)計(jì)中，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)以及多媒體、超媒體工具也在產(chǎn)品的方案設(shè)計(jì)中初露鋒芒。目前，德國等發(fā)達(dá)國家正著力于研究超媒體技術(shù)、產(chǎn)品數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn) STEP，以及標(biāo)準(zhǔn)虛擬現(xiàn)實(shí)造型語言上基于虛擬環(huán)境的標(biāo)準(zhǔn)交換格式)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。機(jī)械產(chǎn)品的方案設(shè)計(jì)正朝著計(jì)算機(jī)輔助實(shí)現(xiàn)、智能化設(shè)計(jì)和滿足異地協(xié)同設(shè)計(jì)制造需求的方向邁進(jìn)，由于產(chǎn)品方案設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)方法的研究起步較晚，目前還沒有成熟的、能夠達(dá)到上述目標(biāo)的方案設(shè)計(jì)工具軟件。作者認(rèn)為，綜合運(yùn)用文中四種類型設(shè)計(jì)方法是達(dá)到這一目標(biāo)有效途徑。雖然這些方法的綜合運(yùn)用涉及的領(lǐng)域較多，不僅與機(jī)械設(shè)計(jì)的領(lǐng)域知識有關(guān)，而且還涉及到系統(tǒng)工程理論、人工智能理論、計(jì)算機(jī)軟硬件工程、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等各方面的領(lǐng)域知識，但仍然是產(chǎn)品方案設(shè)計(jì)必須努力的方向。國外在這方面的研究已初見成效，我國設(shè)計(jì)學(xué)者也已意識到 CAD技術(shù)與國際交流合作的重要性，及其應(yīng)當(dāng)采取的措施?；诋a(chǎn)品特征知識設(shè)計(jì)方法的主要特點(diǎn)是：用計(jì)算機(jī)能夠識別的語言描述產(chǎn)品的特征及其設(shè)計(jì)領(lǐng)域?qū)＜业闹R和經(jīng)驗(yàn)，建立相應(yīng)的知識庫及推理機(jī)，再利用已存儲的領(lǐng)域知識和建立的推理機(jī)制實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)輔助產(chǎn)品的方案設(shè)計(jì)。機(jī)械系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)主要是依據(jù)產(chǎn)品所具有的特征，以及設(shè)計(jì)領(lǐng)域?qū)＜业闹R和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行推量和決策，完成機(jī)構(gòu)的型、數(shù)綜合。欲實(shí)現(xiàn)這一階段的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，必須研究知識的自動獲取、表達(dá)、集成、協(xié)調(diào)、管理和使用。為此，國內(nèi)外設(shè)計(jì)學(xué)者針對機(jī)械系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)知識的自動化處理做了大量的研究工作，采用的方法可歸納為下述幾種。The world's Latest Mechanical Design ConceptsAbstract: According to scholars at home and abroad to carry out mechanical design product design features of the main ideas, product design method of the program summarized as systematic, modular structure, based on product characteristics of knowledge and wisdom. The characteristics of these methods and their organic connection between them and put forward to achieve the computer product design direction.Key words: Mechanical Product Design Method Development TrendsDesign documents will be Semantic Web as a design tool in the design of its Semantic Web activity of the development of ASK, using nodes and lines to describe the design a network, nodes that components of the cell (such as design tasks, functions, components or processing equipment, etc. ), used to adjust the lines and definitions between nodes of different semantic relations, thus the design process all the activities and results of pre-built models so that the definition of the early design requirements to the specific description of each structure can be defined by the relationship between the expression, achieved a computer-aided design process, the leap from the abstract to the concrete.A systematic design methodThe main features of a systematic design method are: the design as designed by a number of elements of a system, the independence of each design elements, each element of an organic link between the existence of, and is layered, with all the design elements , you can design systems to achieve the required task.Systematic design idea in the 70's by the German scholar Professor Pahl and Beitz, the system based on the theory they developed a general pattern of the design, advocacy design work should have organized. German Engineers Association, on the basis of this design concept to develop a standard VDI2221 technology systems and product development design methods.1. The user needs functional characteristics as a product concept, structure design and part design, process planning, job control, etc. based on the macro from the product development process of starting the use of quality function deployment method and system to user demand information reasonably and efficiently converted to the various stages of product development, technical goals and operational control procedures method.2. The level of the product life of the organism as a system, and means of living systems theory, the product design process can be divided into successful hierarchy of needs to achieve the functional requirements of the conceptual level and product level of the specific design. At the same time life-support systems used to express the abstract icons of the product functional requirements, system structure formation of product features.3. The mechanical design of the application of systems science into two basic questions: First, to be designed as a system dealing with the products, the best way to determine its component parts (modules) and their mutual relations; 2 is the product design process as a a system, according to design objectives, a correct and reasonably determine the various aspects of the design work and various design stage.Because each designer's point of research questions and to consider the question of emphasis, to design a specific research methods used is also different. Here are some representative of the systematic design methods.4. Design Element MethodWith the five design elements (functions, effects, effects vector, shape, elements, and surface parameters) describe the "product solutions" that a product to determine the value of the five design elements, the product of all the features and characteristics of the value of i.e. determined. Scholars in China have adopted similar methods designed to describe the product's original understanding.5. Graphic modeling methodAnd developed a "design analysis and guidance systems" KALEIT, with the level of clear graphic description of a product's functional structure and its associated abstract information, to the system structure and function relationship of graphical modeling, and functional connection between the layers [ 2].Assistance will be designed to be divided into two aspects of methodology and exchange of information using the Nijssen Information Analysis Method can be used graphic symbols, with a rich semantic model structure, can be described as integration conditions, can be divided into types of constraints can be achieved in relations between any combination of characteristics , the design method to solve integration and information technology to realize the design process of information between different abstraction layers between the graphical modeling.6. "Concept" - "Design" methodProduct's design is divided into "concept" and "design" in two stages. "Concept" phase of the task is to find, choose and mix to meet the requirements of the original understanding of design tasks. "Design" stage of work is a concrete realization of the original understanding of the conceptual stage.Of the program's "idea of" specific described as: In accordance with the appropriate functional structure, seeking to meet the design requirements of the original understanding of the task. The functional structure of the sub-function is performed by the "structural elements" to achieve, and "structural elements" of the physical connection between the definition of a "feature vector", "feature vector" and "structural elements" further the interaction between the formation of the functional diagram ( mechanical diagram). The program "design" is based on functional diagram, the first qualitative description of all of the "feature vector" and "structural elements", and then quantitatively describe all the "structural elements" and the connection parts ( "feature vectors"), the shape and location to be structure diagram [3]. Roper, H. using graph theory, by means of which he defines as the "total design unit (GE)", "structural elements (KE)", "functional structural elements (FKE)", "connect structural elements (VKE)", "Structural Parts (KT)", "structure element part (KET)" concepts, as well as describe the structure element size, location, and transmission parameters of the interactions between a number of kinds of schematics, the intuitive design professionals have done a formal design method a description of the formation of an effective application of existing knowledge, methods, and applied to "ideas" and "design" stage.7. Bond Graph MethodFunction of the composition of system components will be divided into produce energy, consumed energy, changing energy forms, such as various types of energy transfer, and to use bond graphs to express the function component solution, hoping to function-based model and bond graph combine to achieve functional structure the automatic generation and functional structure with the bond graph automatic conversion between the search for bond graph generated by a number of design methods.To promote the product on the basis of functional analysis, the product has some features broken down into one or several modular basic structure, by selection and combination of the basic structure of these modular form into different products. These basic structures can be parts, components, or even a system.The structure should have a standardized interface (connection and co-operation department), and is serialized, universal, integrated, hierarchical, agile, economic-oriented, with interchangeability, compatibility and relevance. China's combination of software component technology and CAD technology, variant design combined with the modular design, according to modular principle of classification, will be divided into descending Machining Center Machine Tool product level, component level, component level and component level, and use expert knowledge and CAD technology to combine them into different species, different specifications of functional blocks, and then by the combination of these functions into different modules of the overall program processing center.To design a directory as an alternative variation of the mechanical structure of the tool, the solution proposed by the design elements of a complete, structured layout, the formation of the solution set design catalogs. And in the solution set designed to comment on each one listed in the directory solution additional information, is very beneficial to design engineers select solution elements.The vigorous development of network technology, collaborative design and manufacturing, as well as the product from the user's functional requirements → design → processing → assembly → finished product of this realization of concurrent engineering possible. However, an important prerequisite to achieve these goals one of the conditions is to realize the effect of product design three-dimensional visualization. To this end, three-dimensional graphics software, more and more intelligent design software programs used in the product design, virtual reality technology and multimedia, hypermedia tools for product design is also its first debut. At present, Germany and other developed countries are focused on research hypermedia technology, product data exchange standard STEP, as well as standard virtual reality modeling language based on a standard exchange format for virtual environments) in the product design applications.Mechanical product design is moving in computer-aided realization of intelligent design and to meet the needs of distributed collaborative design and manufacture of direction, due to the computer product design Study on the implementation started late, not yet mature, to achieve the above objectives program design tools [4]. Author believes that the integrated use of paper, four types of design method is an effective way to achieve this goal. Although the integrated use of these methods are more involved in the field, not only with the mechanical design of the field-related knowledge, but also to the systems engineering theory, artificial intelligence theory, computer hardware and software engineering, network technology areas such as domain knowledge, it is still product design must be working for. Abroad in research in this area has achieved initial success, our scholars have been aware of CAD design technology and the importance of international exchange and cooperation, and its measures to be taken.Feature-based design methodology of knowledge The main features are: using a computer can identify the language to describe the characteristics of the product and its design experts in the field of knowledge and experience to establish the appropriate knowledge base and inference engine, re-use of stored domain knowledge and the establishment of the inference mechanism to bring computer-aided product design.The mechanical system design is mainly based on the characteristics of a product, and design experts in the field of knowledge and experience to push volume and decision-making, the completion of body type, the number of synthesis. To achieve this stage of computer-aided design, must study the automatic acquisition of knowledge, expression, integration, coordination, management and use. To this end, the design and scholars at home and abroad program for the mechanical system design knowledge of the automated processing done a lot of research work, the approach can be summarized into the following several.