中宽厚板轧钢机联轴器快速设计的应用研究

论文摘要

面对激烈的市场竞争,如何缩短产品的设计周期和提高产品的设计质量已成为个企业的当务之急。本文对机械产品的快速设计技术展开了研究,并利用基于实例推理的变型设计技术成功开发了中、宽厚板主轧机联轴器快速设计系统。本文首先介绍了快速响应工程的产生背景、发展现状和实现机械产品快速设计的途径。然后,作者详细阐述了中、宽厚板主轧机联轴器快速设计系统的框架结构、主要模块、工作流程和该实现系统的关键技术。此外,作者还论述了快速设计技术所涉及的相关技术,如:PDM技术、CAE技术、三维CAD技术、并行设计、基于实例推理的变型设计技术和计算机辅助有限元分析技术。本课题主要研究对象是马鞍山泰尔重工有限公司生产的中、宽厚板轧钢机联轴器。为了实现中、宽厚板主轧机联轴器的快速设计,作者首先建立了中、宽厚板主轧机十字轴式万向联轴器的设计资源库,该资源库包括联轴器典型零件的三维模型库、工程图库和材料库等。在变型设计过程中,作者采用自顶向下的设计方法来完成设计过程,并根据不同零件的特性定制了三种变型设计方法:尺寸询问法、特征控制法和标准件库访问法。设计完成后,通过有限元分析模块能够快速的建立有限元模型并计算出分析结果。然后,在细化设计模块中对满足设计要求的联轴器方案快速生成工程图、零件属性列表和BOM清单等。

论文目录

第一章绪论

1.1 快速设计的时代背景

1.2 快速响应工程的含义

1.3 实现快速响应的关键：有效利用产品信息资源

1.4 用变型设计实现快速设计的策略

1.4.1 变型设计在快速响应生产活动中的作用

1.4.2 产品信息资源重组的意义

1.4.3 按关系型产品模型进行信息重组和变型设计

1.4.4 以PDM系统作为进行快速变型设计数据平台

1.4.5 以基于实例推理技术为快速变型设计的智能推理工具

1.5 国内外快速设计技术的发展现状及评述

1.6 课题的来源、意义和主要内容

第二章轧钢机联轴器快速设计系统概述

2.1 系统的主要功能和开发平台

2.1.1 系统的主要功能

2.1.2 系统的开发平台选取

2.2 系统的基本模块

2.2.1 联轴器零件变型设计模块

2.2.2 联轴器总成的装配与仿真模块

2.2.3 联轴器零件的有限元分析前处理模块

2.2.4 联轴器零件的有限元求解和后处理模块

2.2.5 联轴器零件的细化设计模块

2.2.6 联轴器实例库的学习与进化模块

第三章产品快速设计技术的相关理论

3.1 PDM技术

3.1.1 PDM技术的发展

3.1.2 产品结构管理（PCM）

3.1.3 产品信息结构设计

3.2 CAE技术

3.2.1 有限元分析的基本原理

3.2.2 有限元分析的一般步骤

3.2.3 CAE与其他CAX的集成

3.3 三维CAD技术

3.4 并行设计技术

3.5 CBR技术

第四章十字轴式万向联轴器

4.1 十字轴式万向联轴器的运动和动力特性

4.1.1 运动特性分析

4.1.2 动力特性分析

4.2 万向节匀速性证明

4.3 十字轴式万向联轴器特点

4.4 十字轴式万向联轴器的选择

4.4.1 附加力矩的计算

4.4.2 传递转矩的计算

4.4.3 强度选择要求

4.5 维护性分析

第五章轧钢机联轴器快速设计系统

5.1 确定联轴器快速设计系统的工作流程

5.2 联轴器主要参数的确定

5.3 联轴器各零件的变型设计

5.3.1 联轴器总成3D装配规划的建立

5.3.2 联轴器各零件的变型设计过程

5.4 联轴器总成的运动干涉检验与仿真

5.5 联轴器零件的有限元分析

5.5.1 联轴器零件有限元分析的前处理

5.5.2 联轴器零件有限元分析的求解和后处理

5.5.3 结果分析

5.6 联轴器方案的细化设计

5.6.1 产生联轴器零件的工程图

5.6.2 输出联轴器总成的明细表

5.6.3 输出联轴器零件的属性信息

5.6.4 联轴器零件的快速报价

5.7 联轴器设计方案库的维护与更新

第六章基于PDM的联轴器快速开发框架

6.1 CAD／CAPP／CAM与PDM的集成分析

6.2 PDM与并行设计的集合

6.2.1 并行工程所面临的工程环境

6.2.2 集成产品开发团队的组织

6.2.3 分布式协同工作环境的定义与配置

6.2.4 并行工程中的应用工具集成

第七章结束语

参考文献

作者在硕士阶段发表的学术论文

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