1 淮 海 工 學 院 畢業設計（論文）開題報告 設計（論文）題目： 凸輪機構的模糊優化設計 學生姓名： 學 號： 專業班級： 機械設計制造及其自動化 機械 038 指導教師： 職 稱： 教授 講師 2007年 3月 19日 2 畢業設計（論文）開題報告 1.本課題的研究意義，國內外研究現狀、水平和發展趨勢 凸輪機構廣泛用于各種自動機中。例如，自動包裝機 自動成形機 自動 裝配機 自動機床紡織機械 農業機械印刷機械 自動辦公設備 自動售貨機陶瓷 機械加工中心換刀機構 高速壓力機械 自動送料機械 食品機械 物流機械電子機械 自動化儀表服裝加工機械 制革機械 玻璃機械 彈簧機械和汽車等。 凸輪機構之所以能夠得到廣泛的應用，是因為它具有傳動 導向和控制等功能。當它作為傳動機構時，可以產生復雜的運動規律；當它作為導向機構時，可使工作機械的動作端產生復雜的運動軌跡；當它作為控制機構時，可控制執行機構的工作循環。凸輪機構還具有以下優點：高速時平穩性好，重復精度高，運動特性良好，機構的構件 少，體積小，剛性大，周期控制簡單，運動特性良好，機構的構件少，體積小，剛性大，周期控制簡單，可靠性好，壽命長。 隨著社會發展和科技進步，各種自動機正朝著高效率 高精度 自動化程度高 優良的性能價格比 壽命長 操作簡單和維修方便等方向發展。為適應這種發展形式，滿足自動機的要求，作為自動機核心部件的分度凸輪機構必須具有特性優良的凸輪曲線和高速 高精度性能。 由于計算機軟件和數控技術的日益普及，凸輪 CAD/CAM 軟件的問世，為高速高精度凸輪機構的設計 制造和檢測提供了有利條件。 凸輪曲線特性優良與否直接影響凸輪機 構的精度 效率和壽命。多年來，世界上許多凸輪專家創造了數十種特性優良的凸輪曲線。這些凸輪曲線完全能夠滿足各種自動機的要求。其中，最常用的有修正正弦曲線 修正梯形曲線和修正等速曲線等。日本山梨大學牧野洋教授研發的三角函數通用凸輪曲線幾乎包括全部凸輪曲線。西岡雅夫博士開發了代數式通用凸輪曲線。利用這些通用凸輪曲線，輸入一定參數，就能得到滿足工作特性要求的凸輪曲線，從而制造出滿意的凸輪機構。 我國在凸輪機構研究方面歷史悠久，理論較深，但在設計 制造和檢測等應用技術方面，與美日德等工作發達國家比較，差距較大。 隨著 社會的發展，我國在凸輪機構的理論研究和實用技術方面取得了長足發展。在 20世紀 90 年代初期，陜西科技大學與南通機床廠合作，設計成功了我國第一臺弧面凸輪數控銑床，使我國弧面凸輪的設計與制造邁出了歷史性的一步。在此基礎上，在劉昌祺等教授的指導下，對弧面凸輪機床傳動方案和結構進行了深入的研究。 計算機輔助設計技術是人工智能技術中應用最為廣泛的分支之一。計算機輔助設計所具有的不僅僅是數值知識，而且其中包括大量人類專家的經驗知識的處理能力，使計算機在工業中的應用得到迅速發展。 3 畢業設計（論文）開題報告 2.本課 題的基本內容，可能遇到的困難，提出解決問題的方法和措施 一 . 凸輪機構的模糊優化設計的開發的基本內容 凸輪機構的模糊優化設計 系統 的開發融合了面向對象的軟件開發技術、參數化技術、數據庫技術和專家系統技術 ,提高了凸輪機構設計的水平和效率。本課題的主要創新點是把實際問題抽象成正確的數學模型并且應用計算機來優化求解。 凸輪機構的模糊優化設計 系統 的開發的基本內容如下： 1）建立模糊優化設計的數學模型，包括目標函數，模糊約束和普通約束，程序求解算法的選擇和比較。 2）建立兩級模糊評價矩陣。完成模糊優化設計的程序設計， 包括模糊優化設計的程序設計的整體規劃，程序變量設計，程序的使用說明，全部程序的源程序清單和 面向對象的 VB 程序 。 3）運用面向對象的 VB 程序實現具有一定應用意義的自動設計系統（友好的人機交互界面和良好的可操作性）。 4）通過一實例考核自動設計結果和查取數據正確。 二 .可能 遇到的困難及提出解決問題的方法和措施 凸輪機構傳動是機械系統重要的傳動裝置，設計過程比較復雜。另外 ,模糊優化設計的數學模型的建立過程也比較復雜 . 1）凸輪機構設計系統的設計過程比較復雜， 在設計過程中要依據整體的規劃，反復檢查，使其得到正確的設 計結果。 2）模糊優化設計包括建立數學模型和應用計算機優化程序求解這樣兩方面的內容。如何從實際問題從抽象出正確的數學模型，是工程模糊優化設計的關鍵之一，也是模糊優化設計的難點。 由于此程序的設計基于面向對象的 VB 程序平臺，要想很好地完成此部分的程序設計，需要有較強的 VB 程序編程能力。因此我們要時刻注意提高自己的編程能力。 4 畢業設計（論文）開題報告 3.本課題擬采用的研究手段（途徑）和可行性分析 在各類機器中 ,為了實現各種復雜的運動要求 ,廣泛應用著凸輪機構 .近年來 ,國內外采用優化方法進行凸輪機構設 計已取得較大的進展 .但以往的工作均未考慮到凸輪機構中有些因素的模糊性 ,致使難以迅速獲得諸方面皆滿意的方案 ,本節考慮到約束條件的模糊性 ,建立了凸輪機構的模糊優化數學模型 ,并對一實例進行了模糊優化設計 . 1） 基于知識的開發工具 構造的自動設計系統； 2） 基于實例的 自動設計系統。 隨著工程設計理論的發展，優化設計已經成為現代設計方法的重要內容之一。優化設計的目的是從所有也能的方中，尋找出滿足設計要求的目標函數的最佳方案。由于機械工程領域中的模糊性和模糊現象的普遍正在，在工程設計的目標函數和約束條件中都存在明顯的 模糊性因素和信息。凸輪機構的模糊優化設計就是凸輪機構作為設計目標，對于正確分析處理這些模糊的因素和信息作一研究。使設計更加合理。同時對于優化設計的方法和理論作一拓展性研究。 而 面向對象的機械設計 開發 工具將多種知識表示融合于知識對象中，其面向對象的推理機自帶各種控制信息和復合不精確推理方法，使得系統具有較強的適用性和通用性，為用戶開發機械設計 系統 提供了一個良好的環境。 我們現有所學知識 V