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剖析了减速器设计的构造合感性

    1 公理设计实际概述 
    公理设计实际将设计进程划分为4个域:用户域、功用域、物理域和进程域。域中的元素辨别对应于用户需求(customeracquisition,ca)、功用需求(functionalrequiremen,tfr)、设计参数(de   signparameter,dp)和进程变量(processvarian,tpv)。整个产品设计进程就是彼此相邻的两个域之间参数的互相映射的进程。公理设计经过相邻两个域间的之字形映射停止产品设计,在两个设计域间自上而下地停止映射和变换。充沛思索两者之间的互相关系,整个映射进程抽象地描绘为之字形映射。在设计进程的最高层次,设计师在已有知识的根底上发生出设计概念,构成设计意图。经过分解和重复迭代,将高层设计矩阵表示的设计意图转换为由最低层设计矩阵给出的可完成的详细设计。经过分解迭代后,每个域中都失掉一个层次树。在公理设计的映射进程中,正确的设计决策必需用两个根本设计公理来评价设计方案的优劣。公理1独立公理坚持功用需求(fr)的独立性。独立公理阐明功用要求与设计参数之间的关系。剖析功用要求与对应的设计参数之间的关系,判别功用要求之间能否互相独立。坚持功用需求的互相独立,可以使满足设计目的特性的功用要求最少,设计的产品构造最复杂。设计域间的映射进程可用数学方程来描绘,在层次构造的每层上,目的域与方案域中的特性矢量都有必然的数学关系。公理2信息公理使设计中的信息含量最小。信息公理阐明在那些满足独立公理的设计中,具有最少信息含量的设计是最好的设计。信息含量定义为li=log21pi=-log2pi,式中pi为设计参数dpi满足给定功用要求fri的概率。由于信息含量由概率确定,故公理2阐明具有最高成功概率的设计是最佳设计.
    2  机械产品的公理设计框架模型      
    公理设计的第一步是市场调研,以明白客户的特性化和多样化需求。在机械产品的创新设计进程中,企业针对其产品设计要求拟定一份调查表,经过多种渠道和方式传递给用户,适时记载和统计客户的反应意见和建议,依据这些信息制定一份市场需求阐明书,从而确定用户域的需求元素ca;依据需求阐明书剖析客户需求,进一步说明设计义务、产品应具有的各项功用,确定产品的总功用要求fr,构成功用域;在此根底上停止产品构造设计、工艺设计等。剖析设计义务时,对新产品设计而言,是剖析其次要功用;而对老产品的改良设计,是先找出需改良产品存在且急待处理的成绩,应用公理设计实际剖析其缺陷要素,找出招致产品不完善的缘由并采取相应办法加以改良。产品的构造设计、工艺设计进程就是功用域、物理域与进程域之间的分解、迭代和映射的进程,从而失掉功用要求和设计参数的层次构造树。每一步分解和映射进程,都要检验能否满足独立性公理,不满足时要前往到上一层寻求成绩所在,重新分解映射;假如失掉满足独立性公理的多个设计方案,依据信息最小公理从中找到最佳方案。
    3  减速器设计零碎的分解与剖析
    3.1  减速器功用构造分解
    减速器是一种动力传递机构,应用齿轮速度转换器,将电动机的高转速减速到所需求的任务转速,并失掉较大转矩。展开式一级圆柱斜齿轮减速器是其中较为复杂的一种,具有体积小、分量轻、承载才能高,效率高、运用寿命长,装置便利,所配电机功率范围广,传动比分级精密等特点。本文以该减速器为实例研讨基于公理设计实际的产品构造剖析。使用公理设计提供的设计框架,采用之字形!映射办法,从功用分解的角度,将该减速器分解为构造树,整个分解进程如图4所示。减速器的任务要求为:n1>n2,t1    3.2   减速器产品构造剖析
    对减速器的功用和设计参数分解完成后,进一步剖析其设计分解后果,以确定现有的减速器构造能否满足公理设计的要求。使用公理设计办法评价已有产品的设计合感性,首先使用公理设计的设计框架,对设计产品停止产品功用构造剖析,在此根底上,确定产品要满足客户需求所必需具有的产品构造组成。关于已有产品,依据产品分解构造树,设计者要将设计分解失掉的叶设计参数和已有产品的各个组成局部联络在一同,判别产品的组成部件能否和各个叶设计参数逐个对应,将产品的组成部件添加到设计的框架中,再依据每一级设计矩阵停止设计合感性剖析。经过剖析,可以树立减速器产品组成与功用构造的逐个对应关系:动力传递安装-小齿轮和大齿轮,动力输出(输入)构造-输出(输入)轴,轴系支撑构造-箱体,输出(输入)轴支撑构造-轴承,传动件支撑构造-轴,传动件与支撑件的联接-键,输出(输入)件与支撑的联接-过盈配合联接,光滑构造-光滑资料,轴端密封-密封件等。由此可见,减速器的组成可以完全完成功用剖析中的各个叶功用节点的要求,并且每一级的设计矩阵都契合独立性公理设计要求,因而,现有的减速器产品构造契合公理设计实际,是合理的设计。
    4  结论 
    以减速器作为实例剖析,使用公理设计实际提供的一种评价预期设计质量的办法,以及公理设计的框架对减速器的构造停止剖析。设计进程中采用该办法能充沛思索到各个功用要求之间的互相关系,并依据子功用要求之间的互相影响确定设计挨次。以公理设计为指点停止减速器的构造设计,既能包管设计的合感性,进步设计质量,同时又增加了产品的设计开发工夫,降低了设计人员的休息强度,进步了任务效率。

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