凸轮机构的模糊优化设计开题报告

1 淮 海 工 学 院 毕业设计（论文）开题报告 设计（论文）题目： 凸轮机构的模糊优化设计 学生姓名： 学 号： 专业班级： 机械设计制造及其自动化 机械 038 指导教师： 职 称： 教授 讲师 2007年 3月 19日 2 毕业设计（论文）开题报告 1.本课题的研究意义，国内外研究现状、水平和发展趋势 凸轮机构广泛用于各种自动机中。例如，自动包装机 自动成形机 自动 装配机 自动机床纺织机械 农业机械印刷机械 自动办公设备 自动售货机陶瓷 机械加工中心换刀机构 高速压力机械 自动送料机械 食品机械 物流机械电子机械 自动化仪表服装加工机械 制革机械 玻璃机械 弹簧机械和汽车等。 凸轮机构之所以能够得到广泛的应用，是因为它具有传动 导向和控制等功能。当它作为传动机构时，可以产生复杂的运动规律；当它作为导向机构时，可使工作机械的动作端产生复杂的运动轨迹；当它作为控制机构时，可控制执行机构的工作循环。凸轮机构还具有以下优点：高速时平稳性好，重复精度高，运动特性良好，机构的构件 少，体积小，刚性大，周期控制简单，运动特性良好，机构的构件少，体积小，刚性大，周期控制简单，可靠性好，寿命长。 随着社会发展和科技进步，各种自动机正朝着高效率 高精度 自动化程度高 优良的性能价格比 寿命长 操作简单和维修方便等方向发展。为适应这种发展形式，满足自动机的要求，作为自动机核心部件的分度凸轮机构必须具有特性优良的凸轮曲线和高速 高精度性能。 由于计算机软件和数控技术的日益普及，凸轮 CAD/CAM 软件的问世，为高速高精度凸轮机构的设计 制造和检测提供了有利条件。 凸轮曲线特性优良与否直接影响凸轮机 构的精度 效率和寿命。多年来，世界上许多凸轮专家创造了数十种特性优良的凸轮曲线。这些凸轮曲线完全能够满足各种自动机的要求。其中，最常用的有修正正弦曲线 修正梯形曲线和修正等速曲线等。日本山梨大学牧野洋教授研发的三角函数通用凸轮曲线几乎包括全部凸轮曲线。西冈雅夫博士开发了代数式通用凸轮曲线。利用这些通用凸轮曲线，输入一定参数，就能得到满足工作特性要求的凸轮曲线，从而制造出满意的凸轮机构。 我国在凸轮机构研究方面历史悠久，理论较深，但在设计 制造和检测等应用技术方面，与美日德等工作发达国家比较，差距较大。 随着 社会的发展，我国在凸轮机构的理论研究和实用技术方面取得了长足发展。在 20世纪 90 年代初期，陕西科技大学与南通机床厂合作，设计成功了我国第一台弧面凸轮数控铣床，使我国弧面凸轮的设计与制造迈出了历史性的一步。在此基础上，在刘昌祺等教授的指导下，对弧面凸轮机床传动方案和结构进行了深入的研究。 计算机辅助设计技术是人工智能技术中应用最为广泛的分支之一。计算机辅助设计所具有的不仅仅是数值知识，而且其中包括大量人类专家的经验知识的处理能力，使计算机在工业中的应用得到迅速发展。 3 毕业设计（论文）开题报告 2.本课 题的基本内容，可能遇到的困难，提出解决问题的方法和措施 一 . 凸轮机构的模糊优化设计的开发的基本内容 凸轮机构的模糊优化设计 系统 的开发融合了面向对象的软件开发技术、参数化技术、数据库技术和专家系统技术 ,提高了凸轮机构设计的水平和效率。本课题的主要创新点是把实际问题抽象成正确的数学模型并且应用计算机来优化求解。 凸轮机构的模糊优化设计 系统 的开发的基本内容如下： 1）建立模糊优化设计的数学模型，包括目标函数，模糊约束和普通约束，程序求解算法的选择和比较。 2）建立两级模糊评价矩阵。完成模糊优化设计的程序设计， 包括模糊优化设计的程序设计的整体规划，程序变量设计，程序的使用说明，全部程序的源程序清单和 面向对象的 VB 程序 。 3）运用面向对象的 VB 程序实现具有一定应用意义的自动设计系统（友好的人机交互界面和良好的可操作性）。 4）通过一实例考核自动设计结果和查取数据正确。 二 .可能 遇到的困难及提出解决问题的方法和措施 凸轮机构传动是机械系统重要的传动装置，设计过程比较复杂。另外 ,模糊优化设计的数学模型的建立过程也比较复杂 . 1）凸轮机构设计系统的设计过程比较复杂， 在设计过程中要依据整体的规划，反复检查，使其得到正确的设 计结果。 2）模糊优化设计包括建立数学模型和应用计算机优化程序求解这样两方面的内容。如何从实际问题从抽象出正确的数学模型，是工程模糊优化设计的关键之一，也是模糊优化设计的难点。 由于此程序的设计基于面向对象的 VB 程序平台，要想很好地完成此部分的程序设计，需要有较强的 VB 程序编程能力。因此我们要时刻注意提高自己的编程能力。 4 毕业设计（论文）开题报告 3.本课题拟采用的研究手段（途径）和可行性分析 在各类机器中 ,为了实现各种复杂的运动要求 ,广泛应用着凸轮机构 .近年来 ,国内外采用优化方法进行凸轮机构设 计已取得较大的进展 .但以往的工作均未考虑到凸轮机构中有些因素的模糊性 ,致使难以迅速获得诸方面皆满意的方案 ,本节考虑到约束条件的模糊性 ,建立了凸轮机构的模糊优化数学模型 ,并对一实例进行了模糊优化设计 . 1） 基于知识的开发工具 构造的自动设计系统； 2） 基于实例的 自动设计系统。 随着工程设计理论的发展，优化设计已经成为现代设计方法的重要内容之一。优化设计的目的是从所有也能的方中，寻找出满足设计要求的目标函数的最佳方案。由于机械工程领域中的模糊性和模糊现象的普遍正在，在工程设计的目标函数和约束条件中都存在明显的 模糊性因素和信息。凸轮机构的模糊优化设计就是凸轮机构作为设计目标，对于正确分析处理这些模糊的因素和信息作一研究。使设计更加合理。同时对于优化设计的方法和理论作一拓展性研究。 而 面向对象的机械设计 开发 工具将多种知识表示融合于知识对象中，其面向对象的推理机自带各种控制信息和复合不精确推理方法，使得系统具有较强的适用性和通用性，为用户开发机械设计 系统 提供了一个良好的环境。 我们现有所学知识 V