机械产品布局设计与建模方法的研究

发布时间：2020-04-17 08:00

【摘要】：布局设计问题在机械工程、航空航天、机器人手臂运动规划、模式识别、交通运输、大规模集成电路的设计、出版印刷、服装、皮革、造船、城市规划和建筑设计等诸多行业的应用十分广泛。尽管人们对布局问题已进行了较为深入地研究，在许多领域中也取得一些进展，然而布局设计问题在机械工程领域方面的研究还比较薄弱。机械产品的布局设计问题属于复杂的三维布局问题。由于机械产品零部件几何形状的多样性和其约束关系的复杂性，机械产品布局设计问题具有不同于其他布局问题的特殊性。本文结合机械产品布局设计问题，提出了有利于解决机械产品布局问题的有效和可计算的布局约束及其分类，建立了分层递阶求解模型和相应的解决策略。利用启发式方法、模拟退火算法及ObjectARX技术，结合Visual C++6.0在AutoCAD2002平台上实现了减速器类产品布局系统，并对算例进行了模拟退火算法的参数分析。全文共分为六章，各章的主要研究内容如下：第一章是绪论部分，论述了国内外布局问题的研究成果以及布局理论在机械产品设计中的实际应用现状等，并提出了本课题的研究内容。第二章阐述了影响机械产品布局设计的需求信息和要求，将这些信息和要求转化为相应的布局约束，并将布局约束进行分类。根据由上而下的设计思想，将机械产品抽象为部件级、零件级、特征级三个层次，并根据产品分层的思想，建立了分层递阶求解模型。第三章论述了模拟退火算法在产品布局设计中的应用。第四章根据面向对象的编程思想，给出了产品布局设计中约束和模拟退火算法的表达形式。这些表达形式既考虑了约束分类，产品分层的思想，又对模拟退火算法进行了改进，从而便于将它们应用到减速器类产品布局设计中。第五章介绍了AutoCAD软件平台上ObjectARX2000的开发技术和VC++的编程技术，给出了减速器类产品布局设计软件开发过程及其应用实例。第六章进行了全文总结，得出了一些有益的结论，并就进一步的深入研究提出了一些设想。
【图文】：

齿轮减速器,蜗杆

图 2-2 蜗杆-齿轮减速器主俯视简图度约束(tolerance constraints，用 To表示)是对零件、部件的求的限定。如尺寸公差要求、配合公差要求、位置公差要。工艺约束(technical constraints，用 Te表示)是对零件、部件的工艺方面要求的限定。如在考虑可制造性时涉及到的有关度等；在装配时要按照简单、合理和经济的原则，考虑产及到的倒圆、倒角等以及产品的装配顺序等工艺。试约束束(test constraints，用 Le表示)是对检测零件、部件的布局设计形成的产品在设计空间中的放置是否满足几何相标约束的描述和限定；以及对检测产品的总体布置、结构的功能属性约束的描述和限定。设计中，属性约束是首先要考虑的因素，，也是产品设计中

对话框,加载,可执行程序,对话框

在软件设计中，要求将产品部件分为属性不同的零件，零件分为属性不同的特征（细化为具有不同参数的形体，如圆柱体，长方体，球，锥体等），这些特征按照在零件上的顺序依次写入数据文件，按照上述的格式编写文件，存为.txt 文档。软件读入数据模块把读入的数据按形体参数和约束参数分别存入两个整型的数组 *data, *constraint，以便函数和类的调用。5.5 减速器类产品布局软件介绍5.5.1 加载 ObjectARX 应用程序启动 AutoCAD2002，从“Tools”菜单选择“LoadApplication”对话框，在对话框的文件选择框中选中需要加载的 ARX 文件，如图 5-3。这个 ARX文件是在 Microsoft Viasual C++中经编译、链接和运行后得到的可执行文件。例如 “ \Debug\whjProductPacking.arx”，然后选择“Load”加载该文件，最后选择“Close”按钮结束对话框。
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2004
【分类号】：TH122

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