基于模块化原理的机械设计教学研究 机械设计原理
所有机械设计方法都有身特,机械产品设计方法简括下述3类型()系统化设计方法主要特将设计看成由若干设计要素组成系统,每设计要素具有独立性,各要素存有机系,并具有层次性,所有设计要素结合即可实现设计系统所完成任。
我国许多设计学者进行产品设计还借鉴和引用了其他发达国系统化设计思想,从而形成了身设计方法。
由每设计者研究问题角及考虑问题侧重不,进行方设计采用具体研究方法亦存差异。
()智能化设计方法主要特根据设计方法学理论,借助三维图形软件、智能化设计软件和虚拟现实技术,以及多媒体工具进行产品开发设计,表达产品构思、描述产品结构。
(3)结构模块化设计方法从规划产品角提出定义设计任以功能化产品结构基础,引用已有产品(标准零件部件等)描述设计任,即分任就考虑每分任是否存对应产品,这样,能够产品规划阶段就消除设计任可能存矛盾,早期预测生产能力、费用,以及开发设计程计划可调整性,由提高设计效率和设计可靠性,也降低新产品成。
首先,调分析基础上,对传统优化设计方法总结发现,该优化方法传通常是,参照类产品,通估算、验类比或试验等方法确定产品初步设计方案,然对产品设计参数进行强、刚和稳定性等性能分析计算,检各项性能是否满足设计指标要。
如不能满足要,则根据验或直观判断对设计参数进行修改。
整传统设计程是人工试凑和定性分析比较程。
实践证明,按照传统方法得出设计方案,可能存有较改进和提高余地。
传统设计也存“选优”思想,设计人员可以有限几种合格设计方案,按照定设计指标进行分析评价,选出较方案。
但对有些复杂零件,往往难以分成若干基体,使组合或分产生基体多,导致成型困难。
所以,仅有基体系还不能完全满足机器零件三维实体造型要。
,可二维几何元素构造先定义零件截面轮廓,然三维实体造型通拉伸或旋得到新“基体”,进而通交、并、差等得到所零件三维实体造型。
实体装配图生成。
零件实体构造完成,利用机器运动分析程,运动某位置,按各零件所坐标进行“装配”,这程可用软件三维编辑功能实现。
其次,要施行零部件设计检使用三维系统,可以装配环境设计新零件,也可以利用相邻零件位置及形状设计新零件,既方便又快捷。
还可以保证新零件与相邻零件精确配合,避免了单独设计零件导致装配失败。
器零件回放还可以把零件造型全程通动画连续演示出,使人目了然。
模块是组具有功能和结合要素(指接部位形状、尺寸、接件配合或啮合等),但性能、规格或结构不却能换单元。
模块化设计是将产品功能单元设计成具有不性能,可以换模块,选用不模块,即可组成不类型、不规格产品。
模块化设计原则是力以少数模块组成尽可能多产品,并满足用户要基础上使产品精高、性能稳定、结构简单、成低廉。
模块化设计技术上和济上都具有明显特,理论分析和实践证明,其优越性主要体现下述几方面()容易实现局部更新,产品更新换代快;()只更换部分模块,或设计、制造别模块即可更新产品,缩短了设计和制造周期;(3)模块可以用数种产品,降低了生产成;()模块换性强,便维修;(5)功能划分和模块设计保证了机械性能,产品稳定可靠;(6)适用批量生产。
模块化设计是种先进设计方法,它核心思想是将系统根据功能分若干模块,通模块不组合,可以得到不品种、不规格产品。
它能与技术、成组技术、柔性加工技术等先进技术密切系起,应用到实际产品设计和制造。
早0世纪70年代,法国公司、瑞L公司以及德国Lbrr公司等就将模块化设计方法应用到塔机产品开发程,用有限模块组合成适用各种具体施工要塔机。
例如,瑞L公司采用6标准模块和些非模块零部件,选择理论上可组合成 万多种不性能回塔机。
美国公司将模块化设计方法应用型装机产品上,发动机功率3~k 围,开发出30多种基型和变型产品。
近年,我国工程技术人员和专学者也将机械系统模块化应用各种机械创新设计。
齿轮减速器现代机械应用非常广泛,随着市场济发展和减速器市场变化,用户对减速器呈现出差异而多变,这迫使企业跟随用户采用多品种、批量生产方式,按订单组织生产。
,面对瞬息万变市场环境,更要企业不断地开发新产品,以吸引顾客,这样才能保证企业竞争环境立不败地。
通减速器模块化设计实施,可以使企业具备从捕捉产品信息到及投放市场全面快速响应能力。
模块划分出发是功能分析。
根据产品总功能分分功能、功能元,相应功能体(功能模块),然具体化成加工单元(生产模块)。
减速器总功能可用图所示黑箱进行分析。
根据减速器工作要,可知。
>,> ()。
式,输出速;输入速;输出矩;输入矩。
由式()可知,减速器总功能降速增矩,功能分析如图所示。
() 箱体模块心距相而速比不二级、三级减速器可采用相箱体模块,只是二级传动,原箱体高速级孔不要镗出或用闷盖封死。
当输入轴与输出轴要垂直,高速级采用圆锥齿轮传动,样可使用原基箱体,只要输入端增加侧盖即可。
了增加减速器安装灵活性,以适应各种不安装场合,箱体上下、前、轴向端面分别设置安装平面和安装孔,箱体就可以实现种方位安装方式卧式和立式各两种。
() 齿轮模块具体确定各级传动齿轮技术参数,应尽可能提高各系列箱体齿轮换程,除了用相心距和速比传动齿轮换外,不心距和速比传动齿轮也应能实现定换比例。
了实现标准心距,齿轮应采用角变位,具体几何尺寸参数要进步优化。
另外以单级齿轮基础模块,二级、三级传动齿轮从单级齿轮模块选取,尽量减少齿轮品种提高通用化程。
(3) 轴模块轴模块设计主要是根据轴和其它零部件如轴承、密封圈等装配关系确定,不传动比尽可能选用结构尺寸相轴,即使轴其他尺寸不,装轴承处直径和该段长应尽量相,以便轴承、端盖密封等模块通用。
33设计结。
模块化齿轮减速器是由箱体、齿轮、轴、轴承、端盖等通用模块和较少数量专用模块所组成。
当用户要台新齿轮减速器,只设计制造其专用零部件,然与现有通用模块和外购标准件采用搭积木方法组装起即可。
这种模块化减速器产品具有很适应性和灵活性,且有设计周期短、制造成低等系列优,使其市场上具有很强竞争力。
采用对斜齿圆柱齿轮和70对锥齿轮作基型进行模块化设计,可组成 33种平行轴和0 种相交轴传动减速器,它可代替非模块化设计 5 对齿轮所组成减速器。
由该表可知,减速器模块化系列主要零部件通用化程较高,降低了成,且便管理。
教育心理学考试纲指出教学目标是些工作出发和终归宿,切教学工作都是教学目标。
职业教育价值取向应从“适应现”传统教育向“适应”创新教育;从单或某特定岗位能力训练向重视学生技术知识和能力储备、发展潜力、技能迁移能力培养;从只重视特定现有岗位专业能力和技术养成向重视培养职业活动能创造性地运用职业知识和技能,独立地生产程不可预测问题能力;从只重视专业知识教育,向追从业人员良职业心理、职业情感、职业道德和职业化全面发展,完整人格培养是学习迁移重要前提。
科学选择教学材。
教学容要随着科学发展而不断变化更新,精选教学容必须用科学新成就代替材,不断取舍是指合科学发展水平。
机械设计教学纳入新知识、新技术、新材、新工艺教学容,建立体现新科技发展变化特教学容体系,学生思考、探发现和创新提供空,引导他们探更新知识,培养他们创新精神,培养具有宽厚知识基础,适应能力强,发展潜力,综合性复合型人才。
重问题思维程。
教师通精心设计问题情境,让学生问题情境积极探,以问题调动思维参与,激发驱力,让学生愿学,想学,积极主动学。
课堂上采用讨论式教学,要发挥学生主体作用,让学生发表见,相评价,相启发,相补充,知识补。
使学生顺利掌握这部分知识,采用“错例置疑”教学方法达到教学目。
通课堂讨论,让学生共参与可以调动他们思维和记忆积极性,挖掘学生集体和人潜力,扫除学生人掌握知识和认识上障碍,唤起课堂上积极情绪,锻炼了学生口语表达能力,进而有助活化学生思维程,强化学生认知发展体验,旨唤醒学生问题识,批判识,使他们胆追发散思维给身带种种创新念,达到学习正迁移目。
切学习都是原有知识基础上进行,不受已有知识结构影响学习是没有。
那么,学生原有认知结构(或知识结构)是怎么影响学习迁移呢?现有机械设计学分两部分,部分机械原理,二部分机械零件,机械原理是基理论部分,它机械零件设计提供理论依据,提供基原理和方法。
针对这种情况,进行这门课教学,首先要加强实践性教学,让学生对各种机构有定感性认识;其次,加强多媒体教学。
教学程,根据教学目标和教学对象特,通教学设计以多种媒体信息作用学生,形成合理教学程结构,是学生佳学习条件下学习。
由多种媒体交应用,形成了声、光、行、色、动等直接对学生视觉和听觉器官共作用情境,具有良强化效和整体效,有利佳教学效获得;并保留和集了不少传统视听媒体优势,即直观性、生动性和简洁性。
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参考献。
[] 黄纯颖机械创新设计[]北京高等教育出版社, 000。
[] 杨军机械系统创新设计[]武汉华理工学出版社, 999