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论文题目:6120旅游客车乘客门设计摘要6120旅游客车乘客门的设计不仅是一次客车车门的工业设计,同时也体现了我国将近30年来在客车,包括车辆设计制造方面的巨大进步与成就。客车车门作为整车设计的重要步骤,体现了我国设计的飞速发展。从零到一,从无到有,这是漫长的道路,是无数设计制造者一步一步走出的脚印。在世界客车发展中,我国起步较晚,在发动机和主要零件的制造工艺上与欧洲发达国家有较大的差距,但是在设计上,不管是外摆式,内摆式的乘客门我们现在都有绝对的能力和资本来设计,包括整车设计,我国早已实现自主生产制造,并且将产品销售海外,可以同欧洲制造国家掰掰手腕。关键词:旅游客车;外摆式乘客门;客车制造Title:Designofpassengerdoorof6120touristbusMajor:Mechanicaldesign,manufacturingandautomationABSTRACTThedesignofthepassengerdoorof6120touristbusisnotonlyanindustrialdesignofthepassengerdoor,butalsoreflectsthegreatprogressandachievementsinthedesignandmanufactureofpassengercars,includingvehiclesinthepast30years.Asanimportantstepofthewholevehicledesign,thepassengercardoorreflectstherapiddevelopmentofthedesigninChina.Fromzerotoone,fromnothingtohave,thisisalongway,isthefootprintsofcountlessdesignersandmanufacturersstepbystep.Inthedevelopmentofpassengercarsintheworld,Chinastartedlate,andthereisabiggapbetweenChinaanddevelopedcountriesinthemanufacturingprocessofenginesandmainparts.However,intermsofdesign,wehaveabsoluteabilityandcapitaltodesign,includingthedesignofthewholevehicle.Chinahasalreadyrealizeditsownproductionandmanufacturing,andsolditsproductsoverseas,whichcanBreakthewristwithEuropeanmanufacturingcountries.Keywords:Touristbus;Swingoutpassengerdoor;Busmanufacturing目录TOC\o"1-2"\h\u21572前言 5150511概论 5207721.1客车发展的前世今身 5300761.2乘客门的发展 5170871.3乘客门的选择 568511.4国内外研究状况 6182421.4.1国外主要客车和技术现状 621321.4.2我国城市客车现状 612511.5国内外技术对比 7219072.6120旅游客车乘客门设计 7162152.1外摆式乘客门的构造 786432.1.1概念 7168412.1.2分类 7226622.1.3设计要求 825172.2外摆式乘客门构造 8183072.2.1底盘选择 8171742.2.2外摆式乘客门设计及组成 8302632.3乘客门泵选择 9246332.3.1产品的选用[10] 9310252.3.2产品特点 9178602.3.3主要参数 910982.3.4门泵安装与调试 10235312.4运动机构设计及校核 12234562.5作图法分析外摆式乘客门运动轨迹 12184692.5.1确定四连杆机构及各固定铰和活动铰的位置[12] 123452.5.2运动校核 13216053.外摆门的密封结构设计 14118914.装车质量特性 16310125.外摆式车门在使用中的问题及解决措施 1722321结语 1726776参考文献 1816363致谢 1911471外文翻译及原文 20
前言随着人民以及市场水平的不断提高,旅游客车作为交通工具为人们提供方便迅速的乘坐体验,在客车设计上,车门作为乘客上下的通道,其中的设计标准有着严格的要求,我国客车企业已经具备完整的独立研发的能力来对客车进行设计制造,客车车门也成为设计中重要的一个步骤。1概论1.1客车发展的前世今身客车出行曾经作为中国人主要的交通方式,承载了几代人,几十年的时光记忆。目光倒回到新中国改革开放之前,那时候不具备批量生产客车的能力,我国第一款完全自主制造的大客车是在1957年的时候由北京和上海的客车制造厂,第一次采用国产的解放牌CA10型的国产设备包括卡车总成件,从而制造出结构为全金属的五七型的客车,是我国客车发展的开端和伟大尝试。在进入新中国建设之后,更多的资源投入以及全国公路里程的高速发展使得客车发展得到刺激,更加的规模化和专业化。今天中国客车拥有专业的设计和良好的国内市场,也与国外的客车厂家进行角逐,出口海外。1.2乘客门的发展早期由于技术、材料等条件的限制,随着需求和技术的提升,外摆式车门过去我国的旅游客车车门设计大都采用折叠式。这种设计不太符合完整性,而且作为旅游客车是要在高速或者长途的路程之上,一点点的风流从而引起的包括噪音、阻力,从而增加整车的功率消耗,都是比较影响客车行使和机动性能,不作为车门的发展方向。此情况下,外摆式车门从设计者明亮的智慧中应运而出。直至现在,外摆式车门应用于大多的旅游客车之上。1.3乘客门的选择在乘客门的选择上,6120型客车的选择最好为外摆式车门,目前的趋势和技术在外摆式车门的设计制造都是符合这个车型的要求,其中好处有如下:车身侧围与设计的外摆式车门纵向横断面的几何形状可以吻合,更流畅的车型和外观带来更好地机动性和更低的气动阻力。其中小很难的驱动机构中,锁止块的配合之下,带来安全可靠的车门开关运动。还有一个,外摆式的车门因为在材料选择上铝型材料可以直接带出一些密封条的安装卡槽,从而拥有更良好的密封性能。但是铝板的选择比钢板价格更高,而且在开闭时运动范围较大,存在一定的危险因素。1.4国内外研究状况1.4.1国外主要客车和技术现状客车的研究和技术现状是欧洲具有绝对的优势,我国客车企业的技术参考和引进重心也是在这些技术发达的国家,包括日本。其中有客车或公共汽车各部件的技术引进和产品进口,德国的奔驰企业,来自瑞典的斯堪尼亚和沃尔沃,还有意大利亚菲特依维柯以及法国雷诺和日本柴禾,五十铃等世界著名的底盘制造商。在上述厂家中,有德国大中型客户欧洲大中型客车的主要技术其中的特点是,更强的发动机性能,减少的转速、扭矩高以及功率大的发动机产品,给客车更强的动能和速度,有了这更强的动力支持,是的之后的一些考虑气动,外围光滑性,包括材料的选取之上都提供了很高的弹性和选择性。同时带来更好地环保性能,安全性能,以及重要的经济性。产品的强有力的也是拥有更多竞争力的筹码,在国际市场客车材料的选择中,处于领先的位置。1.4.2我国城市客车现状中国汽车报曾提出我国的客车现状是:“坐二望一”,因为这二十多年的发展过程,我国客车生产已经具备较大的规模,中国早已经成为了世界第一大的汽车制造国,也已经成为最大的客车制造国。国产的品牌逐渐崛起,发展势头凶猛,在产品的设计制造上,自主品牌客车在国内已经处于垄断的地位,而且在出口方面也发展良好,出口海外全世界的国家,包括那些曾经有强大技术的发达国家。但是从产品来看,在一些方面,有外形设计,车内饰外饰,亦或者是核心技术的方面,专业技术的储备,不是很有优势在面对奔驰,沃尔沃等欧洲一线的品牌。但是在新能源的客车技术上,我国早已拥有世界一流的技术,像国内的宇通客车,早在1999年的时候,就已经开始了对氢燃料客车的开发和研究,也在2009年成功推出了第一款自己的第一代燃料电池客车,并在国际市场进行参展。现在第三代也在2017年推出,其中在安全性,可靠性,动力性以及外观方面都得到了极大的提升和发展,彰显出中国在新能源客车技术上的强大优势。在国内,政策对于客车自主发展也有强力的后盾支持,在地方,包括技术人员的扶持,制造厂的规划都有很大的便利来扶持优秀的客车企业,山东重工集团的党委书记、董事长谭旭光对中通客车领导干部会议和中通客车技术系统座谈会就提到中通客车要在创新方面打造“八个高地”,打造世界一流的产品,打造中通客车卓越品牌。将中通客车打造成为聊城市工业经济的一面旗帜。1.5国内外技术对比与国外客车技术相比之下设计方面:产品定位上,国产产品同质化较严重,在生产开发中比较单一,缺少一定的创新型。在分工方面也比较难以统一协调,开发过程中缺少经验和资金的支持,不同的产品没有明显的区分在设计制造过程之中。产品在市场需求的背景之下开发,在开发前期应有足够的调研和分析,准备过程足够之下,再开始对整车开发。材料方面:基础工业的要求之下,客车材料的选择相比国外技术发达国家会比较单一,包括零部件的性能,从而影响整车的设计要求,工艺水平是整个制造过程产品品质性的决定性保障。制造精度和钣件加工的技术相比也是更低的有要求,产品性能相比较差。动力方面:国外长期的经验技术累计和更高的技术起步在发动机性能方面领先巨大。欧洲的客车发动机水平处于技术优先行列,排量小,功率大使得欧洲客车在造型设计上也是偏高大气派的,中国客车在发动机制造方面和欧洲国家还存在不小的差距。其他技术:考虑到在整车成本的把控上,国产客车较少采用像液力自动变速箱,电控自动变速箱以及自动巡航这些技术。2.6120旅游客车乘客门设计2.1外摆式乘客门的构造2.1.1概念旅游客车,顾名思义为了乘客外出旅游以及载物而设计的客车。旅游客车的设计是不站乘客而且座位数不超过17个。2.1.2分类乘客门即为乘客上下的车门,一般在车身的右侧。类型按照控制方法氛围手动乘客门、动力控制乘客门和自动控制乘客门。动力控制乘客门分为内摆式,外摆式和折叠式。2.1.3设计要求根据国标要求,6120型旅游客车的乘客门数量最少为1个车门,最多有两个。当设计有两个车门的时候,要求在右侧分开放置,且两门距离要求应该小于乘客区总长的40%。GB13094-2007的《客车结构安全技术》要求乘客门单引道的宽度最低为650mm,双引道的最小宽度为1100mm,高长最小为1650mm和1800mm。2.2外摆式乘客门构造2.2.1底盘选择考虑成本因素,轴数选择成本较低而且结构较简单的2轴数,布置形式设置为后置后驱,驱动形式为6×2,前悬长:2200mm后悬长:3100,前轮距:2046mm,后轮距:1800mm。其整备质量根据市面实车参考:12200kg、13200kg、13700kg,取得13700kg。2.2.2外摆式乘客门设计及组成外摆式客车门的设计是根据四连杆机构的力学性,材料的轻化性,以及配合的便利性来设计。其组成是由车门总体包括车门玻璃、车门门锁、门轴上的装饰罩、以及传动机构上转臂、下转臂、转轴、下拉杆、以及门泵等机械总体组成,配合成为四连杆机构,通过转轴的转动来带动门扇实行平移,从而使得车门开闭,方便乘客通行。材料选择方面的情况是我在外板的车门本体的材料选择上是2.0mm的铝合金板,以及门总体也同样是铝合金的材料,二者用胶水胶合为车门的主体部分。骨架是采用氩弧焊的铝合金材料,整体的材料选择上是比选择钢结构的成本偏高,但是带来的直接好处也有许多,其中包括了重量轻,在车门后续密封工作上,因为带有直接密封条的安装卡槽,会在后期大大降低安装步骤,而且密封性能也能得到不错的保障。同时确保车门在运动情况时候,因为可以方便的调整安装时的铰接点,从而使车门具有开闭的准确性。2.3乘客门泵选择2.3.1产品的选用ADDINNE.Ref.{4C7A2486-57E6-4062-A42E-15F47456529B}[10]根据产品用途:适用于长途客车、团体客车、旅游客车等外摆式客车车门的启闭。
我选择河北拓达车门有限公司生产的气动外摆乘客门TDw100×100-3型门泵,图2-1所示。整体为分体型回转机构,产品由锁紧装置、防夹装置,及其他控制、联接件组成。本产品与我国现使用的推拉、折叠式气动门机相比,开闭车门动作平稳、灵活、安全、可靠,而且具有缓冲、防夹等功能。用本产品与外摆式车门连接,可使车门与车身平齐,整车造型美观、密封性好,高速行驶时可大大降低风流引起的振动和噪声。图2-12.3.2产品特点1、门往外开启,不占用门框空间。且开度大,适合做单通道门。
2、启闭柔和,运动平稳。拥有自锁功能,安全可靠。
3、具有防夹功能,在关门时如遇到障碍物,门会中止关门,自动开启。
4、车门与车身弧度一致,整车造型美观。
5、密封性好,保温性好。可减少车外嗓音传入。
6、结构紧凑、安装调试、维修方便。2.3.3主要参数1.适用温度:-40℃~80℃2.工作气压:0.5Ma~0.8MPa3.控制电压:直流24V(12V)4.气缸直径:φ100mm5.负载能力:≥1000N6.旋转方向:左旋(开门顺时针旋转)/右旋(开门逆时针旋转)7.旋转角度:≤1408.提升高度:≤15m
.4门泵安装与调试1、拆包拆开气动门泵和回转机构的各自包装,参照发货明细清点各零部件是否齐全。2、安装门泵及回转轴门泵安装位置已在图纸中标出,按图在车身的相应位置,拆下门泵罩壳,下压螺旋轴,使气缸活塞降到最低位置。向上拉动螺旋轴,使螺旋轴伸出取三条M10螺栓,加平垫、弹垫,在攻螺纹位置用门泵上的三个安装长孔固定门泵取回转轴,将联接套大口朝下套在回转轴上,再将回转轴套在门泵的传动套上,使回转轴上的离合体与门泵传动套上的离合体啮合。3、安装上攴臂按图在车身的相应位置,钻攻螺纹孔。取螺栓,加平垫、弹垫,紧固上支臂。取大顶丝,旋入上支臂的螺纹孔,至顶丝下端插入回转轴上方的轴承孔内。继续旋入顶丝,压紧连接体,至定位环槽下沿与回转轴上端面平齐。3、弯臂调整两弯臂回转半径至设计尺寸找到下弯臂合适的安装高度。将限位螺栓顶住门框密封胶条或踏步立面,此位置即为开门位置取四条M8螺钉,加弹垫、平垫,在开门位置紧固夹板在设计高度上安装上弯臂,保持两弯臂上下对正,紧固夹板。4、平衡杆调整平衡杆两球头中心距至设计尺寸。平衡杆一端铰接于门板,一端铰接于车身,平衡杆支座的安装位置在图纸中标出,在加焊预埋件的相应位置,安装平衡杆,推拉乘客门进行开闭,微调平衡杆长短,使车门开启关闭自如且在开闭两极限位置时与车体近似平行,拧紧相应紧固件。5、锁止块锁止块安装位置在图纸中标出,按图在门框预埋件相应位置处钻攻M8螺纹孔。安装各锁止块到位,手动开闭车门,发现锁上止块与上止块不干涉而且间隙合适。框上锁止块安装孔设计为长槽形,上下位置可调,如图2-2。图2-2锁止机构6、气电路、防夹(1)安装应急阀、电磁阀、翘板开关、遥控器等控制元件(2)按外摆乘客门气电路图接通气路,用手动控制电磁阀,进行乘客门的开启和关闭,调节门泵上进气、排气量调节阀,使车门的运行速度为6~7次/分。(3)转动调整凸轮,在乘客门处于关门位置时,使凸轮上的缺槽对准防夹行程开关,并用M8紧定螺钉固紧,不允许凸轮松动。按示意图接通电路,按动翘板开关,进行车门的开启和关闭。开门时踏步灯亮,关门时踏步灯灭,遇障碍物自动打开。7、调整、检査、紧固检査和紧固所有零部件,对气管和电线适当捆束固定。8、安装保护、装饰件(1)安装气动门泵护罩并紧固。(2)安装门上支座、门下支座和上支臂总成等装饰件并紧固。2.4运动机构设计及校核运动机构的设计和校核一般是设计约束杆长度和支撑臂的长度ADDINNE.Ref.{8DD2F396-89DB-41DF-A65C-EBA43D4C989D}[11],以及它们在车门上的安装位置和配合方法。校核是采用作图来确定四连杆的活动空间以及运动过程,确定运动轨迹后判断固定铰与各部分的配合情况。2.5作图法分析外摆式乘客门运动轨迹2.5.1确定四连杆机构及各固定铰和活动铰的位置ADDINNE.Ref.{5F8C3C98-622C-408F-8F6C-2F4FF8520C84}[12]运动轨迹以及各部分如图2-3所示,其中A、B、C、D是四个铰接点,分别是门体与导向杆固定,门体与转臂固定,车身踏板与导向杆固定以及转轴与转臂固定。车门的运动也如图,在向W的方向运动时,由于E点移动偏差较大,产生门框间隙会增大,对于车门密封的挑战较大,这样确定不太合理。合理的实际应该能够让车门在四连杆工作时不产生较大运动间隙以及不发生碰撞,平行移动的车门才是合理的。图2-3作图法确定车门四连杆机构的位置:首先,确定两个铰接点A、B的位置,A是门体固定铰接点,一般靠边缘设计,B为转臂门体与导向杆的铰接点,一般门体中间设置。C、D的位置设计,其中BD是转臂,先确定D点,D点根据转轴位置与门扇内壁距离105mm。C点在AA’的垂直平分线之上。车门属于平移运动,运动时与车身距离需保持一定开度。且各转轴,以及连接的转轴臂需合理不发生相互干涉。最后设计的机构如图2-4图2-42.5.2运动校核如图,将转臂BD转过运动的轨迹,若BD转过一个角度,会产生一个相对位置,B转到B’’。与以B”点为圆心,B”E为半径所作的圆相交于E1。转过角度不同时,就会得到E不同的位置,将E点的不同位置用光滑曲线连接起来,即为E点的运动轨迹。如图2-5所示:图中可以得到E点与车门没有干涉所以不会碰撞。图2-53.外摆门的密封结构设计车门密封性作为最后一道车门设计相关的工作,不仅是车门外观方面的重要依据,同时也是关系乘坐舒适性以及雨天等不良气候,甚至遇到危险时候的重要功能ADDINNE.Ref.{2905E664-8672-4702-BBE8-BFDA82A17B6F}[13]。作为气密性在客车技术上的设计,之前门板相关的设计中对密封条的孔位都有预留,使得密封结构设计不仅要配合前边设计,而且要把实用性和经济型相结合。客车的密封技术作为不可缺少的重要一步,有着严谨的设计和安装。密封条作为客车外摆门的密封结构,主要是不同配合之间的密封结构和种类不同。由密封层数上区分可分为单层密封结构、双层密封结构。从密封条的安装位置可分为内藏式和外露式。3.1单层密封结构首先,单层式密封结构是结构和安装都较为方便的一种密封结构,它的开始设计年代在起步的初期使用广泛,作为我国客车的试探和探索。它的安装过程是将密封条固定于车门之上并且与门框简单的搭接,就作为车门的密封结构,如图3-1。出现的问题就在于当空调或换气扇工作时产生内外气压差使得密封条容易发生形变,影响密封效果。图3-13.2双层密封结构双层式密封结构是对单层式的升级,因为我国客车技术发展迅猛,作为技术的更替,双层结构的出现符合设计者更高的要求。双层密封结构是由门框立柱、密封胶条、车门型材组成,图3-2所示。安装步骤为将密封条与固定车门的铝型材料相互固定。在车门闭合的时候,两个胶条之间形成一个密封腔,对密封效果起到双倍。而且不容易因为气压的变化而变形。这种结构在车门与车门框的精度要求方面不是很高,而且安装也较为方便,在客车乘客门设计密封结构的选择上是一种很好的材料方法。选用宽的密封条更能对四周进行密封作用,但是更宽的胶条所带来的整体美观和视觉感受较差,因此设计合适的胶条宽度来保持密封效果以及美观程度的统一是重要的。图3-23.3内藏式密封结构时代和技术交替,不断地发展过程中设计者们又发明了内藏式密封胶条。它的结构组成是门框立柱、门框角材、门密封条、门框密封胶条、以及车门型材。对于单层,双层密封结构,内藏式密封封条在安装和选取上有着一些准则和要求。很容易从内密封形式图看出来是有间隙的,在装配中要求四周均匀,如图3-3中门板的内侧和门框因接触而引起的形变上安装密封胶条成为第一道密封,第二道密封是将门框角材上固定的门框密封条与车门接触而形成,在门板与密封胶条的后面接触而形变的地方,形成水流槽。这种方式结构配合合理,密封性能也不差,且门与门框间隙是较小的6~7mm,不会带来强烈的外观冲击。图3-34.装车质量特性4.1乘客门检验项目 最基本的装配准确,关闭与开启灵活不卡顿,没有刮碰和相互干涉现象。(2)门锁开关灵活,锁止块定位准确,锁止可靠(3)关闭时与相邻表面过渡平顺,其高度差不大于2mm,无缺件、松旷现象。(4)关闭后与门框间隙符合图纸文件,同一条边间隙差不大于2mm(5)关闭后密封性能好,气管路密封,无泄漏。4.2安全使用所必需的产品特性安全方面,乘客门的起闭非常重要。首先,开启平顺,禁止有自动开启或关闭的情况。考虑车门故障时或发生紧急情况时,能依靠手动并且便利的打开车门,同时对游客和驾驶员都要有使用方法的醒目提示。5.外摆式车门在使用中的问题及解决措施5.1门与门框没有完全贴合到位门与门框配合之间出现没有完全贴合原因如下:门框与门的弧度不相匹配,导致装配时产生贴合不到位。或者因为门框与门上存在不平整的密封胶条,导致过大的阻力在闭合车门之时,从而影响车门与门框贴合。解决方案:因为弧度的因素可以将车门拆卸,修正弧度数据。密封胶条安装的原因的话,将胶条固定,使胶条不产生形变即可。5.2门下降后打不开出现的可能原因有:平行杆的定位尺寸过长。配合上,门框与门后侧的间隙太小。解决方法:将不合适的相关尺寸调节合适。如果在投入工作中出现这种情况可以调节旋转门开关的调节阀,可以将车门调至轻松的让乘客打开。同时也可用气动开关应急运行,保证乘客上下通行。5.3门夹住人不能及时如果门夹住人不能及时自动打开,考虑是安装调配时未调配准确。先把电源关闭,先后拆下防夹开关同时将压轮弹簧片向外扳,注意角度和用力不要太大,之后与门泵配合工作,如果工作还不理想,则多试几次,最后在安装之前,先进行防夹调试,完全符合要求后将门泵装好。结语本次乘客门设计通过对比市场上的需求和设计手段的种类,采用外摆式乘客门的种类,通过从国标到配合,设计了一款符合6120型旅游客车的乘客门样式,在对乘客的上下通行中,考虑颇多。不仅有严格的设计工业要求,同时保证门的质量和符合轻量化、一体性以及各种的设计要求。长安大学兴华学院本科毕业设计(论文)PAGE1XXX:*******PAGE4参考文献[1]文光南.气弹簧撑杆的安装研究[J].客车技术与研究20054[2]余志生.汽车理论[M].北京:机械工业出版社1981.01[3]黄天泽,黄金陵.汽车车身结构与设计[M].北京:机械工业出版社1992.10[4]陈永军,于伟.外摆式乘客门密封结构浅析[J].客车技术与研究2004,26(2)[5]《汽车工程手册》编辑委员会.汽车工程手册(设计篇)[M].《客车车身设计》,[6]陈文弟.客车制造工艺技术[M].北京:人民交通出版社2002[7]WernerKStroble.DiemoderneAutomobilkarrosserie.StutgartFrankskhscheVerlagshandlung:Wkeller&co,1980[8]曾天辉.粘接密封剂在汽车车身上的应用.汽车技术,1985(1)[9]WMB-H2Al型客车外摆式乘客门气动门泵.机电新产品导报,1994(S1):第185页.[10]王改芝与李喜全,外摆式乘客门的设计及运动校核,in河南省汽车工程学会首届科研学术研讨会2004:中国河南洛阳.第3页.[11]耿红静,卢彦温.外摆式乘客门的设计[J].客车技术与研究2003,25(3)[12]李杰与方正,外摆式乘客门的结构及运动设计.城市车辆,2000(01):第15-20页.[13]陈永军与于伟,外摆式乘客门密封结构浅析.客车技术与研究,2004(02):第20-21页.致谢前前后后一个多月的时间里,感谢老师一直耐心的解答我的困惑,感谢同学们相互的关心和帮助,感谢学校对毕业生的支持。正是因为得到了这么多,才能让我们顺利的完成最后的作业,之后的路途相信大家都会一切顺利。外文翻译及原文基于KBE的公交车平开门参数设计关键字:KBE,参数设计,KF摘要。本文介绍了典型的基于知识的工程(KBE)系统的定义和功能。讨论了基于KBE系统的公交车平开门参数快速设计系统的理论和结构。在以上分析的基础上,构建了用户界面(UI)的参数快速设计系统。使用此系统,设计人员设计平开门的效率可以提高50倍。近年来,随着汽车技术和高速公路的发展,对公共汽车的需求迅速增加。通常在公共汽车生产过程中,气动平开门是由专业的配套工厂生产的。对于这些工厂,存在不同的问题,包括数量少,种类繁多以及客户频繁进行设计变更。因此在设计中,设计人员的工作量非常大,错误率很高。为此,本文提出了一种基于KBE的客车气动平开门参数设计系统。基于知识的工程(KBE)是捕获和构建可重用知识库的过程,以在产品的整个生命周期中创建和增强产品的解决方案。这些知识库可以以电子表格,手册,工程公式,图形和文档等多种形式存在,也可以以基于人类判断力的经验法则存在。KBE能够创建和引用此类知识库,并通过使用计算机辅助工具和软件工具使它们易于用作工程过程的辅助工具。典型的基于知识的工程系统可以发展如下:确定哪些知识是可重用的。收集来自各种来源的知识数据。将知识数据格式化为构成知识库的规则。结合使用此知识库中的规则和计算机辅助(知识引擎)来提出新的解决方案和决策。为了使KBE成为工程过程的中心,它必须能够应用于所有相关学科。设计,分析和制造等学科都可以有效地利用KBE。以下是集成KBE技术必须具备的最低功能。知识库访问,知识规则,知识规则适用性,知识扩展,知识规则关联性,知识部署。KBE技术在公交平开门快速设计系统中的应用KBE结构。在KBE中,用户使用工程知识和规则来构建模型,而不是直接使用CAX系统。用户只需要修改产品工程参数或添加,修改工作规则,而无需考虑CAX系统的任何功能,系统将根据这些工程规则计算工程参数上的几何参数并更新几何模型知识驱动。这种快速设计系统主要由知识库和数据库,推理引擎和冲突解决机制,UI,组件图和解释机制构成,类似于常规专家系统,但可以处理多种类型的知识,并与几何模型。图2是该系统的典型框架:通过集成平台,集成每个异构系统(例如CAD系统,CAE系统,智能系统等),实施计划,设计,制造,管理,维护,支持流程与智能技术的有效结合,实现了高效,自动化的智能设计。公共汽车平开门设计知识获取过程。在以上讨论的基础上,结合本系统的开发,结合CAD软件,给出了公交车平开门设计知识的获取过程。首先,我们可以根据现有产品样本建立装配模板。装配模板的建立是为了实现快速的产品设计变更,这是知识驱动的几何模型的重要前提。装配模板不仅包括所有零件,而且还必须清楚地反映产品设计和装配级别的层次结构。其次,我们可以详细描述模板,提取关键参数并分析参数及其之间的关系。装配模板包含机械产品信息的主要部分,但并未表达所有细节。因此,初始设计中的装配模板是完整的,需要分解关系的主要组成部分,并使用CAD建模软件,参数化建模功能来建模点,线,面等特征,以此作为参数化设计的基础,以及参数分析和参数关联。参数分析是确定影响产品整体功能和结构的参数,对零件的参数进行分类,建立参数之间的关系,装配关系或公式参数的使用是在关联参数内定义零部件之间的相关性。最后,装配模板根据装配约束示例自动生成产品的三维参数模型。最后,在完成参数化样本后,样本的隐含静态属性(例如机器参数和零件尺寸,特征控制参数等)和动态属性(例如设计参数)会在知识中间改变规则访问和处理等)存储在数据库和规则库中,样本本身存储在样本库中。可以通过用户界面直接访问该示例的数据库中存储的参数值,每个实例对应的包具有许多类规则,并且与该包的实例一起修改数据库实例本身中的参数值可以控制结构变形。旋转门快速设计系统的构建。该系统基于UGNX中的KF(知识融合)模块,西门子的PLM软件。KBE的推理机制与三维几何建模软件的数据结构UG直接通信,因此我们可以实现KBE/CAD的无缝集成,并使用其运动模块来实现CAD/CAE的集成。设计系统包括交互模块,知识工程应用模块和平台模块。知识工程(KBE)扩展模块,包括黑板推理模块,知识库和知识库管理模块。黑板控制模块是系统的全局工作区,可以保证在多用户和多模块环境中,数据或信息,模块之间的信息和通讯通过黑板的一致性,其功能是记录技术要求,中间结果和最终设计,并且由于董事会反映了解决问题的各种说明,因此可以及时执行任务和资源分配;知识和知识管理与维护模块负责定义,加载,操作,维护以及一致性和完整性检查。知识是快速设计的核心平台,由大量特定产品数据,成熟产品实例,项目数据表,该领域专家的经验和组成规则;平台应用程序模块,包括CAD,CAE和其他功能模块;CAE模块负责对门到门运动和门内的运动进行仿真,以防止碰撞。如前所述,平移门的快速参数设计系统采用KBE结构完成。实践证明,公交平开门的设计效率可以提高五十倍以上。结论本文以KBE为背景,构建了公交车平开门参数快速设计系统。该系统可以指导设计人员快速完成平开门的设计,并可以实现CAD和CAE的信息集成,实现产品设计和并行处理的结构分析。为此,我们可以提高平开门的设计质量和设计效率。致谢这项研究得到了淮安市科学技术计划(HAG2010039)的支持。参考文献王DB,朱怀华和魏卫PG:机械设计与制造,(2010)9号,第42-44页。ZhangJCandLiKLLi:计算机工程与设计,第29卷(2008年),第2390-2391页。王玉堂:机械制造与研究,2010年,第12期,第33-36页。曾振兴和郭国强:机床与液压,第39卷,(2011年)第1期,第58-61页。原文:BusSwingDoorParameterDesignBasedOnKBEKeywords:KBE,Parameterdesign,KFAbstract.ThepaperpresentsdefinitionandthefeaturesoftypicalKnowledgeBasedEngineering(KBE)system.BasedKBEsystem,abusswingdoorparameterrapiddesignsystem’stheoryandstructurearediscussed.Basedonaboveanalysis,aparameterrapiddesignsystemisconstructedwithitsUI(UserInterface).Withthissystem,theefficiencythatadesignerdesignsaswingdoorcanbeimprovedfiftytimes.InstructionInrecentyears,withthedevelopmentofautomotivetechnologyandhighway,theneedofbusincreasequickly.Normallyintheprocessofbusproduction,pneumaticswingdoorisproducedbyprofessionalsupportingfactories.Forthesefactories,therearedifferentproblemsincludingsmallquantities,varietyandcustomersfrequentdesignchanges.Sointhedesign,thedesigner'sworkloadisverylarge,andtheerrorrateishigh.Forthisreality,thepaperpresentsabuspneumaticswingdoorparameterdesignsystembasedonKBE.KnowledgeBasedEngineering(KBE)istheprocessofcapturingandstructuringreusableknowledgebasestocreateandenhancesolutionsforaproductduringitsentirelifecycle.Theseknowledgebasescanexistinmanyformssuchasspreadsheets,handbooks,engineeringformulas,drawingsanddocuments,orinrulesofthumbthatarebasedonhumanjudgment.KBEisabletocreateandreferencesuchknowledgebasesandmakethemreadilyavailableasanaidtotheengineeringprocessthroughtheuseofcomputerassistanceandsoftwaretools.AtypicalKnowledgeBasedEngineeringSystemcanevolveasfollows:Identifywhatknowledgeisreusable.Gatherknowledgedatafromthevarioussources.Formattheknowledgedataintorulesconstitutingaknowledge-base.UsetheRulesfromthisknowledgebaseinconjunctionwithcomputeraid(knowledgeEngine)tocomeupwithnewsolutionsanddecisions.InorderforKBEtobecomecentraltotheengineeringprocess,itmustbecapableofbeingappliedtoallrelevantdisciplines.ThedisciplinesofDesign,Analysis,andmanufacturingcanalleffectivelyutilizeKBE.ThefollowingaretheminimumcapabilitiesthatanintegratedKBEtechnologymustpossess.KnowledgeBaseAccess,KnowledgeRules,KnowledgeRuleApplicability,KnowledgeExtension,KnowledgeRuleAssociability,KnowledgeDeployment.[1-2]TheapplicationofKBEtechnologyinbusswingdoorrapiddesignsystemKBEStructure.InKBE,usersuseengineeringknowledgeandrulestoconstructmodels,notuseCAXsystemdirectly.Usersonlyneedtomodifytheproductengineeringparametersortoadd,modifyworkrules,withoutconcernforanyFeaturesofCAXsystem,thesystemwillbecalculatedaccordingtotherulesoftheseprojectsengineeringparametersonthegeometricparametersandupdatethegeometricmodelforknowledge-driven.Figure1showstheschematicofgeometricmodelofknowledge-driven.Thisrapiddesignsystemconstructedmainlybytheknowledgebaseanddatabase,inferenceengineandtheconflictresolutionmechanism,UI,componentdiagramsandexplainthemechanism,similartotheconventionalexpertsystem,butcanhandlemanytypesofknowledge,andachievedcouplingwiththegeometryModel.Figure2isatypicalframeworkofthesystem:throughtheintegrationplatform,integratingeachoftheheterogeneoussystem(suchasCADsystems,CAEsystems,intelligentsystems,etc.),implementationplanning,design,manufacturing,management,maintenance,supportprocessesandsmarttechnologyeffectivecombinationtoachievehighefficiencyandautomationofintelligentdesign.BusSwingDoorDesignKnowledgeAcquisitionProcess.Basedontheabovediscussion,wecangivebusswingdoordesignknowledgeacquisitionprocesscombinedwiththedevelopmentofthissystem,andCADsoftware.Firstlywecanestablishtheassemblytemplateaccordingtotheexistingproductsample.Theestablishmentoftheassemblytemplateistoachieverapidproductdesignchange,whichisanimportantprerequisiteforknowledge-drivengeometrymodel.Assemblytemplatenotonlyincludesalltheparts,butalsomustclearlyreflectthehierarchyofproductdesignandassemblylevel.Secondly,wecandetailtemplate,extractthekeyparametersandanalyzetheparametersandtheirrelationships.Theassemblytemplatecontainsthemainpartsofmechanicalproducts’information,butdidnotexpressallthedetails.Therefore,theassemblytemplateintheinitialdesigniscomplete,themaincomponentpartsoftherelationshipneedtobebrokendown,andusingCADmodelingsoftware,parametricmodelingcapabilitiestomodelfeaturessuchaspoints,lines,surfacesasthebasisforparametricdesign,andparameteranalysisandparametercorrelation.Parameteranalysisistodetermineparameterswhicheffecttheoverallfunctionandstructureofproducts,toclassifytheparametersoftheparts,toestablishtherelationshipbetweenparameters,theuseofassemblyrelationshiporformulaparametersaredefinedcorrelationbetweenthecomponentsandpartswithintheparametersofassociation.Atlast,assemblytemplateautomaticallygeneratethree-dimensionalparametricmodelofproductbasedonexamplesofassemblyconstraints.Finally,Aftertheparameterizedsampleiscompleted,thesampleofthestaticpropertiesofimplication(suchasmachineparametersanddimensionsofparts,featurecontrolparameters,etc.)anddynamicattributes(suchasdesignparameterschangetherulesinthemiddleofknowledgeaccessandprocessing,etc.)werestoredinthedatabaseandrulebase,thesampleitselfisstoredinthesamplebase.Parametervaluesstoredinthedatabasecanbeaccesseddirectlythroughtheuserinterfacetotheexample,apackagecorrespondingtoeachinstancehasanumberofrulesofclass,andtogetherwiththeinstanceofthepackage,modifiestheparametervaluesinthedatabaseinstanceitselfcanbecontrolledstructuraldeformation.SwingDoorRapidDesignSystemConstruction.TheswingdoorrapiddesignsystemarchitectureisshowninFigure3.ThesystemisbasedontheKF(KnowledgeFusion)moduleinUGNX,PLMsoftwareofSiemens.ThereasoningmechanismofKBEandthree-dimensionalgeometricmodelingsoftwaredatastructureUGdirectcommunicate,sowecanachievetheKBE/CADseamlessintegrationanduseitsmotionmoduletorealizetheCAD/CAE’integration.Thedesignsystemconsistsofinteractivemodules,applicationofknowledgeengineeringmodulesandplatformmodules;knowledgeengineering(KBE)expansionmodules,includingblackboardreasoningmodu
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