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摘要：機(jī)械工業(yè)化設(shè)計制造正向著更高科技含量的智能化發(fā)展。機(jī)械設(shè)計效果的優(yōu)化和改善，有賴于設(shè)計意圖和思路的調(diào)整，當(dāng)前模塊化設(shè)計正成為重要且可行的方法。本文將以齒輪減速器為例，首先談一談模塊化設(shè)計的原理，并對具體設(shè)計進(jìn)行了分類，經(jīng)過模塊的重組后探討了模塊化設(shè)計的相關(guān)步驟，以期為具體的模塊設(shè)計提供可行思路。

關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)計；模塊化設(shè)計；齒輪減速器

多年來，機(jī)械行業(yè)眾多產(chǎn)品的工業(yè)化設(shè)計制造過程，正持續(xù)朝自動化、智能化發(fā)展，其中的科技含量比重激增。為了提升機(jī)械設(shè)計的效率，模塊化設(shè)計思路得到設(shè)計者的肯定和推崇。模塊化設(shè)計思想在機(jī)械設(shè)計中通常會結(jié)合CAD、成組、柔性加工等先進(jìn)技術(shù)，主動改造某項產(chǎn)品中功能相近的單元，使之成為性能差異明顯且轉(zhuǎn)換有序的模塊，并將彼此分離的模塊重組即得到不同規(guī)格產(chǎn)品。利用模塊化設(shè)計方法指導(dǎo)設(shè)計的機(jī)械產(chǎn)品，不僅可獲得極高精度，而且產(chǎn)品可發(fā)揮高強(qiáng)穩(wěn)定性，同時在結(jié)構(gòu)上更顯精致簡單，相對而言造價成本要低很多，產(chǎn)業(yè)化評價較高。本文將以齒輪減速器的模塊化設(shè)計為例，談一談具體的設(shè)計思路。

1齒輪減速器模塊化設(shè)計的原理

齒輪減速器，銜接機(jī)械的動力傳輸與動作執(zhí)行模塊，具有獨立性，可顯著控制轉(zhuǎn)速并提升轉(zhuǎn)矩。產(chǎn)品設(shè)計主要是明確性能參數(shù)，分別對其傳動零部件、軸承體系等零部件展開設(shè)計。采用模塊化設(shè)計的思想來組織齒輪減速器的設(shè)計，可有效對減速器不同參數(shù)的零件或組件功能評析劃分后設(shè)計出一系列功能模塊，并合理選擇關(guān)聯(lián)或非關(guān)聯(lián)零部件組成新的減速器，以不斷迎合市場需求，填補(bǔ)市場空白。

2齒輪減速器模塊化設(shè)計分類

按照傳統(tǒng)的設(shè)計思路，模塊化設(shè)計基本按橫系、縱列、跨系列和全系列4項分類來確定設(shè)計，齒輪減速器的模塊化設(shè)計同樣可以如此分類。橫系列模塊化設(shè)計，即以確定規(guī)格的減速器為基礎(chǔ)，實施功能增減或變更，實現(xiàn)新產(chǎn)品設(shè)計研發(fā)。新舊產(chǎn)品之間的主參基本不變，但功能結(jié)構(gòu)方面多有差異。縱系列模塊化設(shè)計，將目光瞄準(zhǔn)定位在類型上相近或相同，但規(guī)格尺寸差距較大產(chǎn)品群，由于產(chǎn)品參數(shù)難以統(tǒng)一，則對應(yīng)的零部組件規(guī)格與結(jié)構(gòu)模式也不會保持同步。雖然新的模塊在重組設(shè)計后可增加強(qiáng)度或剛度，但結(jié)構(gòu)過于繁瑣龐大且材料浪費嚴(yán)重。通常應(yīng)考慮執(zhí)行分段通用式方法來設(shè)計關(guān)聯(lián)于動力主參數(shù)的模塊，考慮執(zhí)行通用模塊設(shè)計無關(guān)于動力主參數(shù)的模塊。跨系列模塊化設(shè)計，是從橫向模塊設(shè)計向縱向模塊設(shè)計的過渡與銜接，往往將2種設(shè)計方法與思路融合起來，兼具兩方特點，在設(shè)計中更具特色。全系列模塊設(shè)計，是在跨系列模塊化設(shè)計基礎(chǔ)上展開的面向全系列范疇的模塊化設(shè)計，可有效提增模塊設(shè)計需求量。

3齒輪減速器模塊的科學(xué)劃分

如何來確保劃分模塊的科學(xué)合理性，是產(chǎn)品的模塊化設(shè)計中必然要考慮的，而劃分的執(zhí)行效果也將左右模塊化產(chǎn)品設(shè)計的成效。通常，模塊若劃分量少，則高通用性將確保加工批量增大，進(jìn)而實現(xiàn)降本目的；模塊若劃分量多，則增加了功能可選性，提升了系統(tǒng)柔性。要確定和衡量模塊劃分的科學(xué)性，首先應(yīng)該加強(qiáng)對功能層面的分析。主動梳理產(chǎn)品的整體功能，并將功能展開進(jìn)一步實現(xiàn)分功能，進(jìn)而可細(xì)化功能以促成生產(chǎn)模塊的定型。生產(chǎn)模塊在適宜的生產(chǎn)環(huán)境中，接受不同條件的約束和作用機(jī)制后，進(jìn)一步形成典型的加工模塊，對應(yīng)模塊是具備良性的基本功能的，意味著模塊可以是單獨或組合式的零部件及組件。為了能夠突破性提升模塊化設(shè)計的效率，分級模塊思想的提出更加重視標(biāo)準(zhǔn)方案的研究和制定，通過模塊的級別設(shè)定，讓下一級模塊可自由組合得到上一級模塊，增加了模塊重組的靈活性和機(jī)動性，成為模塊化設(shè)計的更好解決方案。

4齒輪減速器的模塊化設(shè)計步驟

減速器模塊化設(shè)計開展前要有必要的市場調(diào)研計劃和結(jié)論，有效掌握市場需求來規(guī)劃模塊化設(shè)計的具體策略。（1）以設(shè)備主參來確定系列型譜。模塊化設(shè)計的首要動作就是及時查找減速器的主要參數(shù)，合理判定系列型譜。（2）有序完成模塊化技術(shù)設(shè)計。其中的設(shè)計步驟涉及基于功能分析的基本設(shè)計來確定功能模塊，進(jìn)一步確定結(jié)構(gòu)規(guī)格材料屬性，從而促成生產(chǎn)模塊判定及成型，保障變型產(chǎn)品設(shè)計過程的完整性。（3）全系列模塊設(shè)計。通過全系列模塊設(shè)計，減速器產(chǎn)品主尺寸及系統(tǒng)參數(shù)指標(biāo)將得到確定，借助參數(shù)指標(biāo)去適當(dāng)調(diào)整并完成標(biāo)準(zhǔn)化處理，可有效激增模塊化程度優(yōu)勢。通過設(shè)計可知，模塊化設(shè)計中的減速器主要零部件可實現(xiàn)較高通用化程度，達(dá)到降本效果而便于管理。

5結(jié)束語

機(jī)械設(shè)計中的模塊化設(shè)計思路具有其顯著優(yōu)勢，未來要加強(qiáng)在模塊化設(shè)計各環(huán)節(jié)流程中的技術(shù)研究，不斷優(yōu)化技術(shù)手段，創(chuàng)新技術(shù)理念，以實現(xiàn)設(shè)計效益的大提升，達(dá)到降本提質(zhì)的設(shè)計目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

[1]蔡燕華.分析模塊化設(shè)計方法及其在機(jī)械設(shè)計中的應(yīng)用[J].科技傳播,2014(4):154-160.

[2]董春蘭,趙娜.基于產(chǎn)品平臺的機(jī)械產(chǎn)品模塊化設(shè)計方法[J].機(jī)械設(shè)計,2012,29(6):9-14.

[3]劉吉寶.模塊化設(shè)計方法及其在機(jī)械設(shè)計中的運(yùn)用探討[J].科技展望,2017,27(4):300.

作者:張鴻萍 單位:云南技師學(xué)院智能制造系