作者：黃娟姬 單位：長(zhǎng)春軌道客車股份有限公司技術(shù)中心城鐵客車開發(fā)部

方案設(shè)計(jì)的多樣性主要體現(xiàn)在其設(shè)計(jì)路徑的多樣化和設(shè)計(jì)結(jié)果的多樣化；層次性。設(shè)計(jì)分別作用于功能層和載體結(jié)構(gòu)層，功能的層次性也就決定了結(jié)構(gòu)的層次性；不良結(jié)構(gòu)性:。表現(xiàn)為產(chǎn)品信息是定性的、不精確的、不確定的、不完整的、不一致的；抽象性。表現(xiàn)為產(chǎn)品的幾何細(xì)節(jié)不重要，忽略與功能和行為無關(guān)的其他屬性，設(shè)計(jì)對(duì)象更多是詞匯意義上的表示；經(jīng)驗(yàn)性。產(chǎn)品的設(shè)計(jì)從設(shè)計(jì)人員所能獲取的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)開始的，如綜合性、藝術(shù)性、多目標(biāo)性、反復(fù)迭代性等等。

結(jié)構(gòu)功能元及其特征屬性

機(jī)器是由許多零件按特定關(guān)系組合而成，機(jī)械產(chǎn)品的概念設(shè)計(jì)內(nèi)容包括功能抽象化、功能分解以及功能結(jié)構(gòu)圖設(shè)計(jì)。功能元按照其完成的功能分類，其中主要是用于軸系的功能元件。包括支承類的回轉(zhuǎn)副、聯(lián)接類的回轉(zhuǎn)副、傳遞運(yùn)動(dòng)類移動(dòng)副和齒輪副。軸系結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)是一個(gè)特征屬性的維護(hù)系統(tǒng)，它由滾動(dòng)軸承系統(tǒng)，滑動(dòng)軸承系統(tǒng)組成。軸系主要功能元的特征屬性包括支撐類結(jié)構(gòu)功能元，具有14個(gè)分量的特征集合。即如可否用作固定支承、可否用作游動(dòng)支承、內(nèi)外圈可分離性、徑向尺寸、內(nèi)徑可否做成錐孔、徑向載荷、軸向載荷、聯(lián)合載荷、聯(lián)合載荷、耐沖擊性等；傳動(dòng)類結(jié)構(gòu)功能元。齒輪機(jī)構(gòu)用于傳遞兩軸之間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，應(yīng)用廣泛；軸的屬性。軸要用滑動(dòng)軸承或是滾動(dòng)軸承來支撐，滾動(dòng)軸承的組合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要保證軸承正常工作，常見的軸有直軸和曲軸；其他功能元的特征提取。

軸系布局方案設(shè)計(jì)

軸系是機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)中最為重要的部分，實(shí)際中的布局方案應(yīng)用對(duì)照包括齒輪減速器、蝸桿減速器、蝸桿一齒輪減速器。單軸的結(jié)構(gòu)布局設(shè)計(jì)。包括功能元的符號(hào)表達(dá)，即功能元的符號(hào)表達(dá)和軸系功能塊的數(shù)學(xué)表達(dá)；功能元的計(jì)算規(guī)則。集合笛卡爾積有序?qū)Γ褪怯许樞虻臄?shù)組；功能元符號(hào)表達(dá)與布局方式的計(jì)算。為了實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)方案的可視化，要考慮直軸傳動(dòng)的情況，軸系的結(jié)構(gòu)符號(hào)布局方式包括單軸的符號(hào)布局。

軸系的結(jié)構(gòu)布局設(shè)計(jì)包括軸系的結(jié)構(gòu)布局計(jì)算、下游多方案的生成和復(fù)雜軸系的多方案布局形式。軸系間結(jié)構(gòu)方案可通過所有軸系結(jié)構(gòu)布局集合間的卡氏積運(yùn)算得到，對(duì)于減速器或是其他由設(shè)計(jì)運(yùn)動(dòng)方案的給定了軸系機(jī)構(gòu)而言，我們總可以通過這樣的計(jì)算得到其可能的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)解，為設(shè)計(jì)者提供設(shè)計(jì)參考幫助。結(jié)構(gòu)布局形式會(huì)因?yàn)樵O(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)指標(biāo)要求的不同而有方案的優(yōu)先級(jí)別的排序，得到滿足實(shí)際要求的方案，將最終指導(dǎo)下游的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；獲取上述最優(yōu)結(jié)構(gòu)方案后，再重點(diǎn)對(duì)支承功能元和傳動(dòng)功能元進(jìn)行較為細(xì)致的結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)，并集合實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中的情況對(duì)多布局形式進(jìn)行應(yīng)用。以一鏈?zhǔn)竭\(yùn)輸機(jī)為設(shè)計(jì)實(shí)例。通過運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)一步得到了該設(shè)計(jì)的傳動(dòng)類型和分級(jí)情況，進(jìn)行設(shè)計(jì)系統(tǒng)的傳動(dòng)方案中的詳細(xì)信息設(shè)計(jì)。

傳動(dòng)方案擬訂具體要考慮摩擦傳動(dòng)(帶傳動(dòng)、摩擦輪傳動(dòng))的承載能力，鏈傳動(dòng)具有固定的運(yùn)轉(zhuǎn)不均勻特性，以及大尺寸大模數(shù)的錐齒輪加工；進(jìn)行設(shè)計(jì)參數(shù)計(jì)算時(shí)要考慮電機(jī)的選擇與傳動(dòng)比的計(jì)算、運(yùn)動(dòng)參數(shù)及動(dòng)力參數(shù)初算（各軸轉(zhuǎn)速、功率、扭矩，傳動(dòng)件計(jì)算），給定傳動(dòng)比的大小、工作條件限制等。計(jì)算產(chǎn)生布局方案。在運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)中的第二級(jí)傳動(dòng)中有m二2，即有兩根軸，每根軸上有兩個(gè)傳動(dòng)功能元，對(duì)于輸入軸為帶傳動(dòng)和高速齒輪，對(duì)于輸出軸為低速齒輪和鏈傳動(dòng);每根軸采用個(gè)支撐功能元。在程序界面內(nèi)為該布局情況下的軸按要求進(jìn)行編號(hào)，經(jīng)計(jì)算并結(jié)合設(shè)計(jì)的要求和工作條件，針對(duì)每根軸又生成其上傳動(dòng)功能元和支撐功能元的編號(hào)，將計(jì)算結(jié)果于特征項(xiàng)目中所描述的范圍進(jìn)行對(duì)照，用來完成接下來的支撐功能元類型確定和結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖生成，得到各個(gè)支撐處的軸承工作條件總結(jié)。通過特征上的排序按鈕按某一項(xiàng)進(jìn)行排序，挑選出最符合設(shè)計(jì)條件的軸承。

方案的最終生成。考慮到經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性等要求，可以選擇圓柱滾子軸承成為設(shè)計(jì)方案；根據(jù)傳動(dòng)要求和工作條件，低速級(jí)的軸，在系統(tǒng)進(jìn)行匹配后得到多種滿足設(shè)計(jì)需求的軸承類型，選擇圓柱滾子軸承為方案；將設(shè)計(jì)結(jié)果記錄，用以驗(yàn)證系統(tǒng)的有效性和實(shí)用性。四、軟件平臺(tái)的開發(fā)開發(fā)所用到的相關(guān)技術(shù)包括VB6.0和SQLServer。OLEDB和ADO。這些都是高質(zhì)量的開發(fā)軟件，帶有面向企業(yè)的特點(diǎn)，為企業(yè)級(jí)Inrtnaet應(yīng)用多層軟件結(jié)構(gòu)提供了數(shù)據(jù)接口標(biāo)準(zhǔn)。在圖形設(shè)計(jì)中包括問題提出、方法解決和實(shí)際程序代碼，使程序具有可讀性，可修改性，可維護(hù)性。