基于知識驅(qū)動(dòng)的機(jī)械零件設(shè)計(jì)系統(tǒng)

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[摘 要] 知識驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)方法在機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域的運(yùn)用日漸廣泛?；谥R驅(qū)動(dòng)概念，考慮客戶具體需求和零件知識的相容關(guān)系，在VB和CAD軟件平臺下，以開發(fā)指定的機(jī)械零部件為例，確定知識驅(qū)動(dòng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的目標(biāo)方案，最終實(shí)現(xiàn)基于知識驅(qū)動(dòng)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程建模。

[關(guān) 鍵 詞] 知識驅(qū)動(dòng)；零件設(shè)計(jì)系統(tǒng)；VB；AutoCAD

[中圖分類號] TH13 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A [文章編號] 2096-0603（2016）14-0091-01

一、引言

傳統(tǒng)的機(jī)械零件設(shè)計(jì)過程中主要包括以下兩方面：（1）根據(jù)不同的工作情況，在圖表或者機(jī)械手冊中選擇不同的參數(shù)值，通過計(jì)算得到各種計(jì)算指標(biāo)；（2）在完成參數(shù)選擇后還需要用

AutoCAD繪制設(shè)計(jì)結(jié)果的示意力或者結(jié)構(gòu)圖，繪制工作繁重。

解決這一問題最好的方法就是通過程序語言對大量標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化的參數(shù)計(jì)算進(jìn)行智能控制和知識驅(qū)動(dòng)，并完成相關(guān)繪圖。

二、系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案

（一）系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)思想

建立機(jī)械零件設(shè)計(jì)的知識庫，創(chuàng)建機(jī)械零件設(shè)計(jì)的流程圖，利用VB事件驅(qū)動(dòng)機(jī)制和圖形用戶界面的開發(fā)方法，由使用者輸入或選擇輸入?yún)?shù)，由計(jì)算機(jī)完成復(fù)雜的計(jì)算和校核過程，實(shí)現(xiàn)機(jī)械零件設(shè)計(jì)的知識化和自動(dòng)化，適當(dāng)過濾非法參數(shù)，提高程序的錯(cuò)誤處理能力。

（二）系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)

系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案見下圖1：

（三）輸入已知參數(shù)

已知參數(shù)為解決實(shí)際問題而提供的數(shù)據(jù)，需要使用者輸

入到程序的指定部分。已知參數(shù)的輸入有以下幾種方法：（1）通過文本框輸入；（2）通過單選按鈕輸入；（3）在組合框中選擇輸入。

（四）參數(shù)計(jì)算

參數(shù)計(jì)算是為了計(jì)算出未知參數(shù)。未知參數(shù)是使用者希望通過系統(tǒng)獲得的數(shù)據(jù)。未知參數(shù)通過操作按鈕等控件的驅(qū)動(dòng)在后臺運(yùn)算，然后顯示在前臺的文本框中。使用者通過觀察數(shù)據(jù)的變化控制數(shù)據(jù)的流向，使之向更合理的方向發(fā)展。

（五）參數(shù)校核

計(jì)算出的參數(shù)有些在工程上是不可用的，需要檢驗(yàn)校核，以得到更合理的值。通過單擊校核按鈕驅(qū)動(dòng)檢驗(yàn)校核程序，使計(jì)算出的參數(shù)與參數(shù)在工程中的實(shí)際取值范圍比較。合理則通過，不合理則返回，必要時(shí)采用詢問方式，讓使用者根據(jù)具體情況確定參數(shù)取值。

（六）繪圖

機(jī)械零件設(shè)計(jì)最后一步就是要繪出零件圖。通過單擊繪圖按鈕驅(qū)動(dòng)繪圖程序，使計(jì)算機(jī)在AutoCAD中畫出所需零件圖，給使用者節(jié)約了更多的時(shí)間。而所繪零件圖的結(jié)構(gòu)參數(shù)是根據(jù)前面計(jì)算出的結(jié)果。

（七）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

基于知識驅(qū)動(dòng)的機(jī)械零件設(shè)計(jì)系統(tǒng)主要是由主界面和設(shè)計(jì)模塊組成，其中以圓柱齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)及繪圖模塊為例。

三、基于知識驅(qū)動(dòng)的V帶設(shè)計(jì)與傳統(tǒng)V帶設(shè)計(jì)的區(qū)別

（一）傳統(tǒng)V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)方法與步驟

傳統(tǒng)的V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)主要包括兩個(gè)方面：（1）根據(jù)不同的工作情況，在圖表或機(jī)械手冊中選擇不同的參數(shù)值，通過計(jì)算得到各種技術(shù)指標(biāo)，并以此為依據(jù)選取V帶的型號等，這一過程需投入大量的時(shí)間和精力；（2）在完成參數(shù)選擇后還需要用AutoCAD繪制設(shè)計(jì)結(jié)果的示意力或者結(jié)構(gòu)圖，繪制工作繁重。

（二）基于知識驅(qū)動(dòng)的V帶設(shè)計(jì)方法與步驟

基于知識驅(qū)動(dòng)的V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)，是在領(lǐng)域知識的指導(dǎo)下，邏輯推理和造型設(shè)計(jì)并用，抽象思維與形象思維并存，以知識約束驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品模型，使設(shè)計(jì)更具創(chuàng)造性的設(shè)計(jì)方法。由于得到了領(lǐng)域知識庫的支持，設(shè)計(jì)人員能夠快速地設(shè)計(jì)出既符合工程標(biāo)準(zhǔn)又經(jīng)過評估和優(yōu)化的產(chǎn)品。

缺少知識驅(qū)動(dòng)的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法是先查找相關(guān)技術(shù)手冊進(jìn)行手工計(jì)算、最后完成造型設(shè)計(jì)。而使用知識驅(qū)動(dòng)模塊完成設(shè)計(jì)過程有兩種方案：直接進(jìn)行造型設(shè)計(jì)，在造型設(shè)計(jì)的同時(shí)添加自定義知識項(xiàng)或者從知識庫中導(dǎo)入相關(guān)的知識項(xiàng)，通過知識驅(qū)動(dòng)以獲得更為合理的設(shè)計(jì)參數(shù)；從知識庫中選擇已有的設(shè)計(jì)實(shí)例進(jìn)行修改以滿足新的需要。本設(shè)計(jì)使用的是第一種方案。

（三）對V帶系統(tǒng)的要求

根據(jù)V帶傳動(dòng)的特點(diǎn)，提出對該模塊的要求：能夠根據(jù)使用者已知條件和參數(shù)，確定帶輪結(jié)構(gòu)、V帶型號、計(jì)算出未知參數(shù)和繪圖。所設(shè)計(jì)的模塊應(yīng)盡量滿足使用的要求，做到方便實(shí)用。建立設(shè)計(jì)流程圖。根據(jù)設(shè)計(jì)流程圖，將設(shè)計(jì)的內(nèi)容進(jìn)一步劃分，以便編寫程序。根據(jù)各模塊的要求編寫程序。

四、結(jié)論

本項(xiàng)目基于知識驅(qū)動(dòng)概念，考慮到客戶具體需求和零件知識的相容關(guān)系，以開發(fā)指定的機(jī)械零部件為例，確定知識驅(qū)動(dòng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的目標(biāo)方案，最終實(shí)現(xiàn)基于知識驅(qū)動(dòng)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程建模。

參考文獻(xiàn)：

[1]濮良貴，紀(jì)名剛.機(jī)械設(shè)計(jì).高等教育出版社，2006-08：143-161.

[2]寧正元.Visual Basic程序設(shè)計(jì)教程[M].清華大學(xué)出版社，2004-1.

[3]秦汝明.計(jì)算機(jī)輔助機(jī)械設(shè)計(jì).西安電子科技大學(xué)出版社，2004-1.

[4]耿亞楠，李靜，趙紅美.基于VB的機(jī)械零件設(shè)計(jì)計(jì)算系統(tǒng)開發(fā)[J].機(jī)械設(shè)計(jì)，2005（22）.

[5]劉忠途，王啟付，陳立平.三維CAD系統(tǒng)的知識融合與驅(qū)動(dòng)技術(shù)研究[J].計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與圖形學(xué)學(xué)報(bào)，2005（17）.