机械设计论文范文参考 机械设计毕业论文范文[精选]有关写作资料

目录

1. 第一篇机械设计论文范文参考：基于设计结构层次的机械产品设计实例表达与推理
2. 第二篇机械设计论文样文：基于语义网技术的机械设计方法和技术研究
3. 第三篇机械设计论文范文模板：典型一次性机械零件设计及其应用研究
4. 第四篇机械设计论文范例：木质生物质粉碎及规模化制粉机械设计及理论研究
5. 第五篇机械设计论文范文格式：多自由度可控机构式新型工程机械设计理论与方法研究

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第一篇机械设计论文范文参考：基于设计结构层次的机械产品设计实例表达与推理

面对国际不断加剧的竞争趋势,机械产品的创新、快速设计已经成为制造企业竞争的焦点.知识是设计的源泉.快速、创新的产品设计迫使企业将发展的重点转向产品设计知识管理,即对企业的产品设计知识进行有效地积累和重用.因此,本文基于实例推理的优点,结合机械产品设计结构层次性的特点,重点从产品生命周期信息的表示与集成、设计结构层次实例库的构建、产品设计结构的自动识别、相似实例的检索和修改五个方面对机械产品设计知识管理进行了研究,为企业从本质上消除“数据丰富而知识匮乏”现象,推动企业积累知识的有效重用,进而促进了机械制造企业产品的创新、快速化设计奠定坚实的基础.

针对目前产品生命周期管理系统(Product Lifecycle Management System, PLMS)中信息管理粒度过大的问题,从机械产品的生命周期、设计结构层次和设计结构分解三个维度,详细分析了产品组成信息的内容、信息的载体及信息间的关系,提出了设计结构元和功能面概念,以产品、机构、构件、零件、设计结构元及功能面为信息描述的核心,为机械产品生命周期信息的表达提供了载体,并在此基础上建立了三维的生命周期统一信息模型；以本体为信息描述工具,根据机械产品的特点,建立了具有机械产品信息特点的类、关系和属性的模型；构建了机械产品生命周期信息本体核心视图,为机械产品信息的表示奠定了基础.

结合机械产品设计结构层次化的特点,提出设计结构层次实例库模型,支持基于实例推理(Case-Based Reasoning, CBR)的产品设计知识重用.在分析了实例库的需求及特点的前提下,对机械产品设计实例的表示方法及实例库的组织结构进行了研究.提出了基于本体和属性决策表的实例表示方法和机械产品设计层次实例库的组织结构.根据机械产品生命周期模型和设计层次实例库的需求,设计了机械产品信息数据仓库的层次组织结构；并在此基础上,利用数据集市技术构建机械产品设计结构的层次实例库,为高效率的机械产品设计知识的发现和重用奠定了基础.

针对于PLM系统中对产品设计结构信息描述的缺失,分析了机械产品三维模型的描述方法,从三维产品的基于边界的表示(Boundary Representation,B-Rep)模型中提取组成零件的面、边信息,从装配模型中提取设计结构及其联接关系信息,通过构造设计结构元、零件、构件、机构、产品各个层次结构的属性联接图(Attribute Adjacent Graph,AAG),与设计结构AAG子图库中的AAG子图相匹配,实现设计结构的自动识别；在子图匹配过程中,提出基于知识引导的匹配算法,压缩了子图匹配空间,提高了匹配的质量和效率；构建了基于本体的设计结构知识库和设计结构AAG子图库,利用本体对概念的无二义定义和开放式的架构,为设计结构知识库的扩充提供了基本框架.

基于粗集理论的属性约简,实现机械产品实例冗余属性的有效剔除.针对关键的连续属性离散化问题,提出了专家经验法和决策表方法相结合的方法,既保证了决策表的相容性,又体现了属性的工程意义,提高了离散的效率；针对实例决策表的条件属性的模糊性,列出了实例检索单属性类型的四种模式,并给出了相应的相似度计算方法；对于多模糊相关属性的实例相似度计算,在考虑属性间的模糊相关关系的基础上,引入了相关修正参数,降低了属性相关性对相似度计算的影响,在一定程度上提高了相似实例检索的质量.

根据基于规则推理(Rule-Based Reasoning, RBR)和基于实例推理(CBR)的各自的优缺点,取长补短,提出了一种CBR-RBR混合推理策略应用于机械产品设计结构相似实例的修改,为基于CBR的机械产品设计的实例自动修改提供了思路.

第二篇机械设计论文样文：基于语义网技术的机械设计方法和技术研究

随着人工智能和互联网技术不断交叉融合,第三代万维网—语义网及其相关技术正迅猛发展并日渐成熟.语义网技术的主旨在于实现跨平台跨系统的知识共享、知识重用、互操作,并最终实现信息、知识自动处理和应用.当前,生物医疗、地理信息、图书情报等各领域正积极开展语义网技术的应用研究.语义网技术在机械设计领域中的应用研究也已起步并逐渐成为研究热点.然而,目前基于语义网技术的机械设计研究主要集中在设计知识共享、设计知识重用以及跨平台互操作等知识集成方面,对基于语义网技术的机械设计方法和设计信息自动处理等方面却鲜有研究涉足.在国家自然科学基金项目“面向中小企业的基于CAD知识和工程语义的设计知识重用研究”的支持下,本文就语义网技术对机械设计中的创新设计、变型设计、详细设计的支持方式和方法进行了研究,主要工作如下:

在对现存本体构建方法进行全面综述的基础上,参考其他领域本体构建方法,总结归纳出一种较全面的领域本体构建方法.其中提出的针对典型应用中间扩展本体建模法,可使本体在任何进化阶段都保证完整地回答一部分能力问题.提出的体现本体建模原则强一致弱耦合的分而治之本体建模法,可解决一次性构建大本体本体承诺过多,不利于重用的难题.并以需求设计本体的构建为例,对此方法进行了实例分析.

在创新设计方面,根据技术创新理论TRIZ的重要发现.跨领域重用创新知识和经验可提高技术创新的等级,以TRIZ理论的冲突矩阵为基础,构建了可跨领域统一描述技术创新案例创新本质的语言—技术创新本体,并提出基于本体的技术冲突解决方法,给出基于本体的技术冲突解决流程.此方法可跨领域检索、共享创新本质相似的创新案例,并以相似案例辅助克服传统冲突矩阵的两个应用瓶颈:具体技术冲突标准化和标准解具体化.

在变型设计方面,针对基于范例推理方法所面临的主要问题:范例表示和范例修改,提出一种基于领域CBR本体的范例表示和范例修改方法.该方法引入本体表示范例,提高了范例库的共享性、重用性,明确定义范例特征之间的关系,精确了范例的内容意义,本体的一致性检查,确保了范例的有效性.添加范例特征意图项指导范例修正,使范例修正在对范例特征意图明确的基础上进行,可避免源范例原已避开的错误,提高范例修正的成功率.

在详细设计方面,共做了两方面探讨:基于隐含知识的技术文档检索和基于本体和MAS的文档知识自动应用.首先,提出“以隐含知识作为检索对象检索出的技术文档同样具有参考价值”的思想,并基于此提出基于本体的技术文档隐含知识检索框架.应用SWRL规则对本体实例知识库中对应技术文档的显式知识进行推理扩展,得出隐含知识作为语义检索的检索对象检索技术文档,提高了语义检索的查全率.其次,借鉴语义网架构思想,提出由计算机基于文档内容含义查找所需文档片段,读懂文档片段所含知识并自动予以应用的基于本体和MAS的机械设计智能文档框架.从标注对象和插入语义信息两个维度给出实现智能文档框架所需的细粒度语义标注的基本特征.接着提出实现智能文档框架必须针对不同知识类型采取不同标注策略的思想.在此基础上,提出了符合FIPA(Foundation for Intelligent Physical Agents)智能Agent参考模型标准的基于本体和MAS的机械设计智能文档框架,并介绍了框架的主要组成部分以及各自功能:一个Agent平台、四个Agent社会以及机械设计本体库.最后对该框架在语义标注、语义检索、文档知识自动应用三个方面进行应用分析.

以上述各方法为单元技术,提出了可对创新设计、变型设计、详细设计进行全面支持的基于语义网技术机械设计集成系统框架,并对框架的组成部分和实现方案进行了阐述.以斗轮挖掘机的设计为例,给出了上述各方法的实例分析,验证了语义网技术在机械设计中应用的可行性.

最后,总结了全文的主要研究成果及创新点,并给出了未来的研究方向.

第三篇机械设计论文范文模板：典型一次性机械零件设计及其应用研究

一般常用的机械系统、设备或装置都是长期运行、反复使用的,本文称之为“常规机械”.而在某些特殊场合中,有一类机械只使用一次后就被放弃不用,这类机械被称为“一次性机械”.一次性机械中的机械零件可以笼统地称为“一次性机械零件”.一次性机械零件的设计理论和方法与常规机械零件设计方法应当有所不同,然而,由于目前并未对一次性机械零件与常规机械零件给予明确的区分,所以一次性机械零件的设计仍然沿用常规机械零件的设计思想和方法,这就导致将常规机械设计准则中用于一次性机械零件设计时,不可避免的出现设计结果冗余,造成整体设计指标下降,有时甚至无法满足设计要求.虽然采用试验样机法在一定程度上能够完成一次性机械的研制,但是该方法的研制周期较长、效率较低、成本过高,不能满足日益增加的研制任务要求.因此,有必要深入研究一次性机械零件的设计理论和方法,以便为一次性机械设计理论体系的建立打下基础.

在归纳总结常规机械零件设计准则和方法的基础上,本文将一次性机械中承受循环载荷次数少的机械零件定义为一次性机械零件,明确了一次性机械零件不同于常规机械零件的基本特征,提出了在一次性机械零件设计时应该遵循的基本原则,并通过与常规机械零件设计方法的对比计算,阐明了一次性机械零件概念提出的意义.

在提出了一次性机械零件概念的基础上,本文研究了一次性机械零件与常规机械零件的区分界限.首先,基于疲劳理论,根据机械零件失效形式的不同,将一次性机械零件划分为两类分别进行研究.特别针对发生弹性失效的情况,以常用齿轮钢40Cr为试验材料,深入研究了40Cr在较高循环应力水平下的低周疲劳失效和棘轮失效行为.根据实验结果,定义了产生0.2%的总塑性应变时所对应的循环载荷作用次数为疲劳弹性失效寿命,并用疲劳弹性失效替代疲劳断裂作为高应力作用下的一次性机械零件疲劳失效的判断依据,修正了材料在高应力作用下的疲劳失效寿命模型.为了满足一次性机械零件的高可靠性要求,在40Cr的疲劳特性研究中,根据试验结果,确定了疲劳弹性失效寿命的概率分布类型为三参数Weibull分布,并采用灰色估计和最大相关系数优化法进行了参数估计,在参数估计中依据最可靠原则来确定疲劳概型参数,在提高材料许用应力范围的同时保*机械零件高可靠性要求.

本文还以直齿渐开线圆柱齿轮零件为例研究了典型一次性机械零件的设计方法.在研究过程中,规划了一次性齿轮零件的研究内容,继承和改进了常规齿轮零件设计准则和方法,使之适用于一次性齿轮零件的设计.建立了小模数直齿渐开线圆柱齿轮的低周疲劳强度设计模型.该模型由两个子模型组成,首先建立了基于啮合过程的齿轮接触有限元仿真模型,利用该模型研究了较高载荷下齿轮的齿间载荷分布特征,分析了主要安装误差对齿轮应力状态的影响,获取齿根处应力应变信息.然后,基于FS模型和临界平面理论,利用有限元模型得到的应力应变信息,进行了齿根弯曲强度设计.为验证该疲劳强度设计模型的准确性,研制了小模数齿轮对称疲劳试验机.以40Cr小模数齿轮为试验对象,验证了所建立的疲劳强度设计模型的有效性.

开展了某型号箭用舵机减速器的研制工作,该减速器采用谐波传动形式,减速比300,具有输出80Nm扭矩的能力,总重量约1000g.在研制过程中,采用一次性机械零件设计方法,运用所建立的疲劳强度设计模型,对直筒形柔轮的进行了疲劳强度设计,最后,通过专用测试台测试了所研制的谐波减速器性能,结果表明各项指标均满足要求.

第四篇机械设计论文范例：木质生物质粉碎及规模化制粉机械设计及理论研究

规模化粉碎处理是木质生物质能源开发利用及产业化的重要环节.但迄今为止,市场上还难以采购到适用于木质生物质大规模粉碎生产的粉碎机械,针对木质生物质原料的粉碎理论和规模化制粉机械设计的专门研究尚不多见,结果造成木质生物质能源规模化利用及产业化面临实际困难.因此针对木质生物质的特性进行粉碎理论与粉碎生产流程研究,尽快研制出高效、低能耗的规模化制粉机械与装备势在必行.

本文较全面、系统地综述了粉碎技术及生物质粉碎设备的国内外研究现状及存在的问题,分析确定了常见木质生物质利用方式的适用粉碎粒度.在对木质生物质的基本物性进行分析的基础上,提出了木质生物质的粉碎模型是体积粉碎模型和表面粉碎模型的叠加；研究、建立了木质生物质粉碎过程的矩阵模型及粉碎动力学模型.进行了木质生物质含水率及密度的测定实验以及木质生物质粉碎试验,得出了原料密度、预处理方式对木质生物质粉碎特性的影响及规律,为木质生物质粉碎生产流程的确定以及粉碎机械的设计提供了理论依据.

根据木质生物质的基本物性以及木质生物质粉碎原理,分析、确定出毫米级目标粒径的木质生物质粉碎方法；在分析原料收集方式、干燥方法以及粉碎级数等因素对木质生物质粉碎生产过程影响的前提下,提出了8种可行的粉碎生产流程；进而应用权衡分析工具Pugh矩阵法进行评价、确定了理想的粉碎生产流程；并据此结果,为年产3000吨生物燃油生产线制定出了合理的规模化制粉工艺流程.

鉴于TRIZ理论具有能够帮助设计人员在概念设计阶段迅速发现主要问题并提供解决问题的相应原理,有效减少传统试错法所耗费的时间和精力,提高设计效率和设计质量的优点,本文应用TRIZ理论,以安全、高效、细粉碎及低功耗为目标,进行了制粉机创新概念设计研究,得出了12个概念方案,并对其进行了系统综合和评价,确定出轴向振筛式结构为制粉机概念设计的最终方案,双层筛式结构和双转子结构为两个备选方案.

对规模化制粉机械的粉碎机理进行了研究,提出了木质生物质粉碎过程中物料断裂的基本形式,建立了裂纹自动扩展的判据；研究分析了粉碎过程中物料有效碰撞方式及物料碰撞时的有效受力,建立了物料颗粒间有效碰撞的运动模型,为规模化制粉机械的设计提供了理论依据.

根据理论分析和试验结果,创新性地提出了沿转子轴向振动的振筛式木质生物质制粉机整机设计方案.该设计方案具有筛分效率高、筛网寿命长、无需严控振幅、操作调整方便、整机安全性好的优点.

对制粉机的关键部件进行了虚拟样机仿真研究.通过几何仿真确定出了转子部件的合理结构；运用有限元分析软件ANSYS对锤片进行了不同载荷下的受力分析,对主轴进行了静力学分析和模态分析；对制粉机的转子系统进行了动态特性分析,计算出转子系统的临界转速状态；运用动力学仿真软件ADAMS对转子进行了动平衡分析；结果表明,该制粉机关键部件的设计及安全可靠性符合要求.

本文的研究方法和研究结果可为木质生物质粉碎机械的设计及其理论研究提供借鉴,为高效、低能耗木质生物质粉碎技术与装备的研发提供技术支持或参考,对推动木质生物质粉碎技术的进步具有一定的参考价值.

第五篇机械设计论文范文格式：多自由度可控机构式新型工程机械设计理论与方法研究

工程机械是我国装备工业的重要组成部分,在农田、水利、交通、市政建设维护和各类综合性机械化施工方面发挥了重要的作用.但是,现有工程机械产品存在一些不足之处.以挖掘机为例,传统单自由度机械式挖掘机坚固耐用,但输出不够灵活；液压式挖掘机可实现柔性化的输出,但又存在液压系统零部件加工装配要求高、寿命不长、漏油等缺陷.这是工程机械领域一个长期未能取得突破的棘手难题.

多自由度可控机构是机械技术与电子技术有机结合的产物,具有输出柔性化、刚度高、惯量低、承载能力强、动力学性能好等特点.国内外学者对可控机构开展了较多研究工作,但总体说来,有关成果还比较-零散、孤立,多是针对某种可控机构(如平面两自由度五杆机构)的研究,可供工程实际应用的机构构型依然很少.而且所讨论的多为平面机构,对空间可控机构的研究鲜见报道,尤其结合工程实际应用的研究还较少.

针对上述问题,本文将多自由度可控机构应用于工程机械产品,研究这类机构面向任务创新设计相关的理论和方法,主要工作及创新点如下：

1.提出了基于功能分析的面向任务机构型综合方法,并将其应用于工程机械产品的创新设计当中：

在对现有工程机械输出动作要求、机构拓扑结构要求等全面分析的基础上,运用功能分析方法,通过功能求解模型求解得到其输出运动的规律和特性.通过机构构型演化和基于螺旋理论的约束综合,发明了一系列平面可控机构式、空间可控机构式、变胞可控机构式工程机械产品的执行机构.

2.提出了新型可控机构式工程机械的结构学分析理论和方法：

针对平面和空间可控机构各自的结构特点,在运动副运动自由度旋量描述的基础上,求解了机构各运动链运动螺旋系的基.基于互易螺旋理论,研究了运动链终端约束及其在约束下的自由运动,进而得到了这类机构末端执行器受到的约束以及在此约束下的自由度数和运动输出规律,

针对具有变胞功能可控机构的特点,综合运用构态邻接矩阵、拓扑图、变胞机构的基因建模与构态进化的拓扑结构分析方法等,分析其工作原理和构态转化特点,得到了机构构态演变过程的生物学进化特性,发展了自由度为0的两种有向阿苏尔杆组作为新的变胞元并给出其表达方式,获得了变胞进化生长过程中构型的转化方式和蜕化方法,最后通过进化计算,得到了变胞源装载机构的基因模型表达式.

3.提出了新型可控机构式工程机械的运动学分析理论和方法：

针对平面可控机构式挖掘机的特点,以一种正铲式平面三自由度可控挖掘机构为例,运用闭环矢量法和约束方程建立了机构运动学模型,分析了机构的速度和加速度特性,求解得到了一阶和二阶运动影响系数.根据隐函数存在定理,求解了机构处于理论工作空间边界的条件,得到了机构的理论可达工作空间,

针对空间可控机构式装载机的特点,运用D-H参数法建立了铲斗可实现两维转动输出的可控装载机构的运动学模型,进而通过位移群的平移计算,求解得到了铲斗运动学输出参数与各个输入变量之间的映射关系.

4.提出了新型可控机构式工程机械的动态性能分析理论和方法：

以正铲式平面三自由度可控挖掘机构为例,考虑到驱动电机转子偏心旋转引起不均匀磁场的机电耦合关系,运用有限元建模方法建立了此类可控挖掘机构整个系统的耦合动力学模型,利用多尺度法,研究了系统在驱动电机电磁参数激励下的主共振问题,得到其在此情况下的一阶近似定常解,分析了系统主共振机理.

在上述理论分析的基础上,建立了多自由度可控机构式新型工程机械的虚拟样机模型,并进行了仿真分析.依据仿真结果,结合挖掘机和装载机完成典型挖掘、装载动作的要求,选取了各自驱动电机的型号以及相应的运动控制卡,设计了电气控制柜并开发了相关控制软件,完成了控制系统的搭建.制造了物理样机模型两台并进行相关实验,对本文所提出设计理论和方法予以验证,为后续实物样机的试制提供了参考.

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