ch07_产品结构体系与模块化设计.ppt

第一节 产品结构体系 第一节 产品结构体系 1 2 相似设计方法 相似设计是在确定了基型设计的基础上，根据相似理论求出系列中其他产品的参数和规格尺寸，从而完成全系列产品的开发设计。相似产品设计过程如下图所示。 第二节 相似设计 第7章 产品结构体系与模块化设计 1 （1）基型设计 根据设计任务及设计要求，先确定一个基型产品及其主参数。在基型产品的基础上，沿纵向、横向进行扩展。 （2）确定相似类型 相似系列产品一般可分几何相似和半相似系列产品两大类型。 第二节 相似设计 第7章 产品结构体系与模块化设计 1 （3）确定级差公比和系列型谱 在系列产品中，相邻两产品的规格参数及尺寸之间的公比称为级差。级差是相似系列品设计的关键。 （1）级差公比的选择原则 ① 在一定的尺寸和参数范围内，级差公比值小，所得到的系列产品的型号就多，选择使用范围宽，但生产较麻烦，制造成本较高，所以要兼顾生产与使用两方面。 ② 全系列产品中，级差公比可选为定值或不同数值。例如，采用“两头大，中间小”的级差公比可在常用尺寸范围内得到较多的型号，便于选择使用，在较小及较大尺寸范围 第二节 相似设计 第7章 产品结构体系与模块化设计 1 内型号少，满足了加工制造的经济性。此外，也可采用“先大后小”、“先小后大”等类型的级差公比。 ③ 级差公比尽可能是标准公比。此外，也可“隔一取一，隔二取一”等，以减少品种数，也可不同系列混用。 （2）级差公比的计算方法 ① 按照等比数列计算。在确定了产品最大型号主值 和最小型号主值 后，按照下式计算。 式中， 为型号数量、规格种类。 将计算出的级差圆整后，按照优先数确定产品系列型谱。 第二节 相似设计 第7章 产品结构体系与模块化设计 1 例如，设计圆柱销时，要求长度 10～125 mm，拟定12个规格，其长度级差为 采用标准公比 ，R10系列，则圆柱销的长度规格为10，12.5，16，20，25，31.5，40，50，63，80，100，125 mm. 等比数列方法适于计算结构尺寸类参数。 ② 由相似原理分析并求解相似比。通过相似分析，列出相似方程式，再求出相似比作为级差公比。该法适于计算性能参数。 第二节 相似设计 （4）计算扩展型产品的尺寸及参数 在确定了基型产品尺寸及性能参数后，可通过计算或者图解法求解全系列扩展型产品的尺寸及参数。计算法的公式为 （7-11） 式中， 为扩展型产品的参数； 为基型产品的参数； 为级差公比； 为扩展型与基型之间的级差，若增大 级，则 ，若缩小 级，则 。 第二节 相似设计 第7章 产品结构体系与模块化设计 （5）确定全系列产品的尺寸及参数 对通过基型设计、扩展型设计而得到的系列产品的结构尺寸和参数，从加工制造、装配、使用、维修、经济性等方面进行综合分析和圆整、优化及标准化，从而确定出全系列产品的结构尺寸及参数。 第二节 相似设计 第7章 产品结构体系与模块化设计 模块化设计 1 模块化设计过程 2 模块化产品设计实例 第三节 模块化设计 1 模块化设计方法是由欧美一些国家在20世纪50年代提出来的一种现代设计方法，前苏联和东欧国家将这种设计方法称为组合没设计。模块化设计的指导思想是“以少变应多变”，“以组合求创新”，它适应现代社会要求产品品种、规格、结构、式样、功能、性能等多样化的需要。 第三节 模块化设计 第7章 产品结构体系与模块化设计 模块是模块化设计和制造的功能单元和结构基础，模块应具备以下三个特征。 （1）独立性：相对独立的特定功能，可单独设计、生产、调试、修改、储备等。 （2）相容和相关性：具有若干配合要素。 （3）互换性：要求结合部位的结构形状和尺寸标准化。 第三节 模块化设计 第7章 产品结构体系与模块化设计 1 模块化设计方法具有如下特点。 （1）适应了生产多样化、产品多样化的发展方向，可加速产品的更新换代。 （2）缩短了设计周期，提高了设计质量以及设计自动化。 （3）降低了制造成本，缩短了制造周期，提高了产品质量。模块化使得单个、小批量生产变为成批、专门化生产，可集中处理问题，重复使用有利信息并实施规范化生产，有利于采用先进工艺、GT、CAPP、CAM、FMS、CIMS等技术实现“模块化制造”和“模块化装配”。 （4）有利于安装、使用、维修、拆卸、回收、环境保护等。 （5）模块的标准化、通用化和互换性使得其适应性强，但产品的个性较差，有时