基于公理化設(shè)計(jì)的可變功能機(jī)械系統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計(jì).pdf

1、可變功能機(jī)械系統(tǒng)本身表現(xiàn)為一種功能的適應(yīng)性，該系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)有助于滿足客戶多變的功能需求，使機(jī)械產(chǎn)品本身價(jià)值最大化。
　　本文首先分析了公理化設(shè)計(jì)的基本設(shè)計(jì)過程，研究了產(chǎn)品設(shè)計(jì)的兩個(gè)基本公理：獨(dú)立公理和信息公理。獨(dú)立公理指出機(jī)械產(chǎn)品中的功能都是相互獨(dú)立、正交的，根據(jù)功能與參數(shù)之間的關(guān)系定義了非耦合設(shè)計(jì)、解耦合設(shè)計(jì)和耦合設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)者要注意的是，獨(dú)立公理的基本原則是機(jī)械系統(tǒng)中各功能的獨(dú)立而并非是指物理結(jié)構(gòu)間的相互獨(dú)立。信息公理的基本原則是

2、在滿足獨(dú)立公理的設(shè)計(jì)中，選擇信息量最少的設(shè)計(jì)，通過比較獲得各設(shè)計(jì)方案所需信息量多少進(jìn)行優(yōu)選。
　　公理化設(shè)計(jì)給出了機(jī)械產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)的基本設(shè)計(jì)框架，其設(shè)計(jì)過程只是定性的表述，缺乏對設(shè)計(jì)過程定量的研究，使得設(shè)計(jì)人員無法準(zhǔn)確、快速的獲得機(jī)械產(chǎn)品物理結(jié)構(gòu)。通過對FBS(function-behavior-structure)設(shè)計(jì)模型和功能表面設(shè)計(jì)模型建立的方法、過程的分析，比較了二者的優(yōu)缺點(diǎn)，綜合兩者的優(yōu)點(diǎn)，建立了新的功構(gòu)建模過程。功能-

3、結(jié)構(gòu)映射關(guān)系的研究有助于設(shè)計(jì)人員根據(jù)機(jī)械產(chǎn)品的功能特征獲得機(jī)械產(chǎn)品的物理結(jié)構(gòu)特征，降低了設(shè)計(jì)的難度，實(shí)現(xiàn)過程簡單可靠。
　　接著根據(jù)公理化設(shè)計(jì)中的基本定理與功-構(gòu)間的相互映射關(guān)系，以及機(jī)械產(chǎn)品在不同狀態(tài)中功能需求的變化情況提出了可變功能機(jī)械產(chǎn)品的概念，并給出了相關(guān)定義。對于可變功能機(jī)械產(chǎn)品來說，既要保證結(jié)構(gòu)與非對應(yīng)機(jī)械系統(tǒng)功能的非耦合性，這種非耦合度保證了該結(jié)構(gòu)可以被替換，而不影響機(jī)械系統(tǒng)中其他功能的實(shí)現(xiàn)，又要保證與機(jī)械系統(tǒng)與其它

4、結(jié)構(gòu)間有較高的匹配度，較高的匹配度保證了新結(jié)構(gòu)更容易引入。
　　針對平面閉鏈機(jī)構(gòu)運(yùn)動特性功能集成的問題，通過對各縮桿鄰接矩陣的比較，提出了少桿與多桿機(jī)構(gòu)局部同構(gòu)的識別方法，建立了平面閉鏈少桿機(jī)構(gòu)向多桿機(jī)構(gòu)的過渡過程，在此基礎(chǔ)上給出了平面閉鏈機(jī)構(gòu)的縮桿鄰接矩陣變更過程。研究結(jié)果表明：平面閉鏈多桿機(jī)構(gòu)可以由少桿機(jī)構(gòu)添加若干桿件及運(yùn)動副獲得。
　　最后利用功能系統(tǒng)圖對功能系統(tǒng)組件進(jìn)行功能分析和功能評價(jià)，獲得相應(yīng)組件的功能評價(jià)系數(shù)和