基于公理化設計的可變功能機械系統(tǒng)創(chuàng)新設計.pdf

1、可變功能機械系統(tǒng)本身表現(xiàn)為一種功能的適應性，該系統(tǒng)的實現(xiàn)有助于滿足客戶多變的功能需求，使機械產(chǎn)品本身價值最大化。
　　本文首先分析了公理化設計的基本設計過程，研究了產(chǎn)品設計的兩個基本公理：獨立公理和信息公理。獨立公理指出機械產(chǎn)品中的功能都是相互獨立、正交的，根據(jù)功能與參數(shù)之間的關系定義了非耦合設計、解耦合設計和耦合設計，設計者要注意的是，獨立公理的基本原則是機械系統(tǒng)中各功能的獨立而并非是指物理結構間的相互獨立。信息公理的基本原則是

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

3、結構映射關系的研究有助于設計人員根據(jù)機械產(chǎn)品的功能特征獲得機械產(chǎn)品的物理結構特征，降低了設計的難度，實現(xiàn)過程簡單可靠。
　　接著根據(jù)公理化設計中的基本定理與功-構間的相互映射關系，以及機械產(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械產(chǎn)品的概念，并給出了相關定義。對于可變功能機械產(chǎn)品來說，既要保證結構與非對應機械系統(tǒng)功能的非耦合性，這種非耦合度保證了該結構可以被替換，而不影響機械系統(tǒng)中其他功能的實現(xiàn)，又要保證與機械系統(tǒng)與其它

4、結構間有較高的匹配度，較高的匹配度保證了新結構更容易引入。
　　針對平面閉鏈機構運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構局部同構的識別方法，建立了平面閉鏈少桿機構向多桿機構的過渡過程，在此基礎上給出了平面閉鏈機構的縮桿鄰接矩陣變更過程。研究結果表明：平面閉鏈多桿機構可以由少桿機構添加若干桿件及運動副獲得。
　　最后利用功能系統(tǒng)圖對功能系統(tǒng)組件進行功能分析和功能評價，獲得相應組件的功能評價系數(shù)和