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基于参数化技术的产品自顶向下设计

作　者: 谢少波
导　师: 柯常忠
学　校: 武汉理工大学
专　业: 机械制造及其自动化
关键词: 参数化技术自顶向下设计装配模型骨架模型
分类号: TB472
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 248次
引　用: 5次
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内容摘要

自顶向下设计是在装配环境中进行零部件设计，该方法有助于设计人员及时发现零件之间的干涉并进行修改和调整，确保每个完成设计的零部件相互关系的正确性，减少零件修改的时间。此外，通过定义零件之间的相互关联参数，可实现零件内部和零部件之间全相关的参数修改。本文研究了支持自顶向下设计的产品功能建模与装配模型，在基于特征的参数化技术以及基于项层基本骨架的建模技术基础上，提出了骨架模型与主导零件相结合的自顶向下建模方法，完成了具体的产品设计。参数化建模技术使得数据的传递在模型的不同层次之间变得唯一和即时。本文分析了参数化造型技术的主要特点以及参数化建模的方法；研究了适应自顶向下设计的基于特征参数化设计造型方法。概念设计是设计过程中的一个重要阶段，而概念设计的结果通常以产品功能结构图表示。根据自顶向下的设计思想，运用产品功能结构树的理论，描述了产品的功能结构。在此基础上研究了支持自顶向下设计过程的产品功能模型及其基于二叉树的表示方法。装配模型是一个支持产品从概念设计到零件设计，并能完整、正确地传递不同装配体的设计参数、装配层次和装配信息的产品模型。本文研究了装配模型的信息结构，装配模型的描述方法、装配关系及其表达方式。根据自顶向下设计的特点，研究了支持自顶向下设计的装配模型以及建模过程中的模型维护。最后，对基于顶层基本骨架TBS(Top Basic Skeleton)模型的建模技术进行了深入的研究，对TBS模型的产品装配信息的表达作了详细的分析。并在TBS相关理论的基础上，提出了骨架模型与主导零件相结合的自顶向下建模方法。并将该建模方法应用到实际的产品设计中，完成了具体产品的设计。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
第1章绪论  7-13
  1.1 前言  7-8
  1.2 自顶向下设计的国内外研究现状  8-11
    1.2.1 自顶向下设计的功能—结构映射的研究现状  8-9
    1.2.2 自顶向下设计的设计系统研究现状  9
    1.2.3 装配模型的研究现状与应用  9-11
  1.3 特征技术及发展趋势  11-12
  1.4 目的意义及研究内容  12
  1.5 课题支撑  12-13
第2章基于特征的参数化技术  13-21
  2.1 参数化技术  13-16
    2.1.1 参数化造型技术的主要特点  13-14
    2.1.2 参数化建模方法  14-16
  2.2 基于特征的参数化设计造型方法  16-21
    2.2.1 特征的定义及分类  16-18
    2.2.2 基于特征的参数化造型思想及实现  18-19
    2.2.3 零件特征信息构成  19
    2.2.4 特征形状定义方式  19-20
    2.2.5 特征依赖关系建立与尺寸驱动  20-21
第3章自顶向下设计中的功能建模  21-27
  3.1 功能建模的基本概念  21-23
    3.1.1 功能的概念及表述  21-22
    3.1.2 产品功能结构树  22-23
    3.1.3 功能结构映射  23
  3.2 自顶向下设计中的产品功能建模  23-27
    3.2.1 IDEF0建模方法  23-24
    3.2.2 产品功能模型的定义  24-26
    3.2.3 产品功能模型的数据结构  26-27
第4章支持自顶向下设计的装配模型及装配建模技术  27-42
  4.1 装配模型的基本概念  27-34
    4.1.1 装配模型的定义  27-28
    4.1.2 装配模型的结构信息  28
    4.1.3 产品装配特征及其表达  28-30
    4.1.4 装配关系及其表达  30-34
  4.2 支持自顶向下设计的装配模型  34-36
    4.2.1 自顶向下设计对装配模型的要求  34
    4.2.2 面向自顶向下设计的装配模型  34-36
  4.3 骨架模型的基本概念  36-39
    4.3.1 TBS模型的概念  36-37
    4.3.2 骨架模型的主要功能  37
    4.3.3 TBS模型对装配模型特征信息的表达  37-39
  4.4 基于TBS模型的产品建模方法  39-40
  4.5 骨架模型和主导零部件相结合的自顶向下装配建模  40-42
第5章实例应用  42-54
  5.1 SolidWorks中的自顶向下设计方法  42-44
    5.1.1 在装配体环境中进行新零件的设计  42-43
    5.1.2 新零件在装配环境下的关联关系  43
    5.1.3 外部参考引用(零件)与装配体中新零件的关系  43-44
  5.2 实例研究  44-54
    5.2.1 功能与结构分析  45-46
    5.2.2 建立装配骨架模型  46-49
    5.2.3 产品详细设计  49-52
    5.2.4 建立标准零件系列  52-54
第6章总结与展望  54-56
  6.1 论文总结  54
  6.2 研究展望  54-56
参考文献  56-60
作者在攻读硕士学位期间发表的学术论文  60-61
致谢  61

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