液压缸计算机辅助设计系统的开发和研究

论文摘要

随着机械工业的发展,在现代机械工程中,对直线运动的实施要求越来越多。与传统的机械构件传动及电力传动相比液压传动技术在这方面有着得天独厚的优‘势。液压缸是液压系统中最常用、最典型的执行部件,可以通过简单的结构实现工作装置的直线运动。如果能够准确、高效的设计出符合用户要求的液压缸就会在一定程度上提高机器的开发效率,进而增强产品的行业竞争力。近年来,计算机辅助设计技术已经广泛地应用在机械、电子、航天、化工、建筑等行业,成为提高企业的设计效率、优化设计方案以及加强设计标准化的有力工具。但是设计是人的创造力与环境条件交互作用的一种智能行为,传统的CAD技术无法在产品开发的全过程中提供有效的计算机支持。为了从真正意义上提高专业领域的设计效率,就必须把具有知识处理功能的智能系统融入到传统的CAD技术当中。本论文基于这些问题提出了液压缸智能计算机辅助设计系统的开发和研究。研究的内容主要包括三部分：液压缸的设计理论、参数化的设计系统及智能设计思想的研究。(1)液压缸的设计理论。液压缸作为一种液压传动中最常用的执行部件,在系统的工作中起着重要的作用。液压缸的设计周期和工作性能直接影响到整机的设计周期和工作性能。本论文主要研究了液压缸的功能、特性和基本概况,分析了液压缸在各种典型运动机构中的不同工作要求。研究了翻转犁专用液压缸主要参数的设计方法和主要零部件的功能和结构。为参数化设计中液压缸零部件主要参数的提炼奠定了理论基础。(2)参数化的设计系统。本论文采用计算机辅助智能设计技术对液压缸及其零部件进行了研究。基于Windows操作系统的可视化开发技术,以Pro/Engineer为平台,以Visual Basic语言为开发工具,融合液压缸二维参数化设计技术、三维参数化造型技术、计算机图形技术等开发了液压缸智能计算机辅助设计系统软件。使用该软件,用户只需输入关键的参数就可以在很短的时间里设计出一套性能优良的液压缸,大大提高了设计效率,减轻了设计人员的劳动强度。(3)智能设计思想的研究。为了有效的在液压缸的参数化设计过程中融入专业领域的知识处理功能,为了贯彻国家设计标准,本论文进行了智能工程思想在液压缸的计算机辅助设计中的应用研究。本论文围绕液压缸估算—设计—校核的整个设计过程,详细的探讨了智能设计思想在液压缸辅助设计中的应用研究。着重分析了液压缸设计过程中参数的智能选取及配置、参数设计的智能向导及二维零件图的自动生成及尺寸的自动变更等功能。将系统知识库中的专家的知识和经验具体的应用到每一次设计当中,并通过示例说明了智能思想在液压缸整个设计过程中的重要作用。本论文所研究和开发的液压缸计算机辅助设计系统严格按照软件工程学的先进设计思路,对整个系统进行了详细的流程分析和功能模块划分。将智能工程、计算机辅助设计及参数化设计方法等先进技术融合在一起,实现了机械产品设计流程的智能性和自反馈。从真正意义上提高了液压缸的开发效率,降低了开发成本,减轻了设计人员的工作强度。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.1.1 概述
• 1.1.2 开发范围
• 1.1.3 开发平台
• 1.1.4 方案概述
• 1.2 软件功能需求分析
• 1.2.1 设计环境概述
• 1.2.2 过程分析与需求的收集
• 第二章 液压缸的设计基础
• 2.1 液压缸的分类、特点和应用
• 2.1.1 单作用液压缸
• 2.1.2 双作用液压缸
• 2.1.3 复合液压缸
• 2.1.4 回转和摆动液压缸
• 2.2 液压缸典型传动机构
• 2.2.1 改变运动方向、扩大行程、力或力矩的传动机构
• 2.2.2 变直线运动为转动或摆动的传动机构
• 2.2.3 翻转式液压缸机构
• 2.3 液压缸的设计计算
• 2.3.1 主要参数的确定
• 2.3.2 液压缸结构设计
• 第三章 系统的智能设计思想
• 3.1 智能设计技术应用的必要性
• 3.2 系统智能设计思想的来源
• 3.2.1 设计型专家系统技术
• 3.2.2 产生式规则及推理策略
• 3.2.3 现代产品数据管理技术
• 3.3 设计过程智能辅助模块的开发
• 第四章 参数化CAD系统的开发
• 4.1 计算机辅助设计技术的发展概况
• 4.2 参数化设计的基本原理
• 4.3 参数化软件的选择及介绍
• 4.3.1 常用自动编程软件介绍
• 4.3.2 二次开发技术
• 4.3.3 Pro/Engineer参数化设计的特性
• 4.4 Automation Gateway软件介绍
• 4.4.1 关键函数介绍
• 4.4.2 基于Automation Gateway的Pro/Engineer二次开发过程
• 4.4.3 程序实例
• 第五章 参数化模块的设计
• 5.1 参数化软件系统的设计和开发
• 5.1.1 设计参数提炼原则
• 5.1.2 设计结果生成与显示
• 5.2 参数化界面介绍
• 5.3 零部件及装配体建模与参数化
• 5.3.1 零部件建模与参数化举例
• 5.3.2 液压缸装配体建模与参数化
• 第六章 结论
• 参考文献
• 致谢