一种机动车驱动桥的设计方法

摘要

本发明属于机械设计技术领域，涉及一种机动车驱动桥的设计方法，先根据用户的设计参数，把实例特征与设计要求进行属性匹配比较，计算出所有实例的相似度，提取相似度最大的实例作为变型设计的基型，并对相似度最大的实例进行修改，修改后的方案将作为新实例存储在实例库中；其设计原理可靠，设计思路先进，设计精度高，时间短，节省人机资源，可有效提高设计效率和设计质量，环境友好。

主权项

1.一种机动车驱动桥的设计方法，其特征在于在驱动桥智能设计平台系统中完成，包括实例表示、实例检索、实例评价与修改和实例存储四个工艺过程，其具体步骤为：（1）、实例表示是基于实例推理的基础环节，实例表示包括产生式表示法、框架表示法、语义网络表示法和面向对象的结构化表示法，采用层次结构将基于实例推理技术和模块化技术相结合；先对驱动桥进行结构层次划分，采用面向对象的结构化表示法为主，产生式表示法为辅，对现有驱动桥设计生产的基础模板产品进行实例表达，并建立实例库；实例库中存放成熟产品零件的参数化三维模型，为相似设计与系列化设计提供模板，参数化三维模型包括组成驱动桥的所有零件和装配体的三维模型，同时包含各个零件相对应的构型知识和工程技术知识；对基型产品进行三维建模时采用参数化技术和特征建模技术相结合，以参数化和特征建模相结合的方式建立实例库的过程是先将零件按照几何形状分解特征，应用常规的参数化建模软件对各个特征进行建模，提取模型的关键参数，实现进行参数修改生成结构相似尺寸不同的零件，并保存以扩充实例库，实例的参数信息以数据表的形式存入数据库，由数据库管理系统实现管理；（2）、实例检索是基于实例推理的中心环节，由检索界面、检索算法和应用程序组成；用户由检索界面输入设计参数，驱动桥智能设计平台系统根据程序和算法计算属性相似度，将最相似实例从实例库中检索出来；从实例库中检索出最相似的实例的检索速度和精度关系着系统设计的质量，实例间的相似度计算是关键，计算相似度采用的算法包括最近邻索引法、知识引导法、归纳索引法和模板检索的检索算法；其中，最近邻索引法是根据实例中各组成要素的权值，求得要素的加权和或距离测度，然后根据加权和的大小或距离的远近来组织相应的实例；模板检索法是根据系统或用户提供的具有特定性质的模板进行检索，其匹配过程与采用关系数据库的结构化查询语言实现查询相似；驱动桥的设计形式分为横系列模块化设计和纵系列模块化设计，横系列模块化设计是不改变产品主参数，在基型产品上更换或者添加模块形成新产品；在驱动桥智能化设计平台系统中采用两级检索方式，先根据用户输入的设计要求利用模板检索法进行第一级检索，由从动锥齿轮直径大小确定驱动桥基础平台，再根据最近邻算法由桥壳工艺、速比、轮距和簧距的属性参数进行第二级检索；从动锥齿轮直径大小是各平台产品区分的基础依据，由从动锥齿轮直径先确定桥平台，然后再对桥壳工艺、速比、轮距和簧距的权重由最近邻算法计算相似度，选取实例库中的实例与目标实例的相似度最大的为基型，进行后续的参数化修改，设实例C₁、C₂，相似度的计算模型为：$\mathrm{sim}(c_1,c_2)=\underset{k=1}{\overset{n}{\Sigma }}\mathrm{sim}(c_{1k},c_{2k})\times w_k---\left(1\right)$其中，W_k是实例在第k个特征上的权值，用专家赋值的方法获得；sim(c_1k,c_2k)为实例C₁、C₂在第k个特征上的特征相似度，将实例的特征分量分为数值型特征分量和符号型特征分量，特征分量的相似度度量有两种方法：①数值型特征分量的相似度计算sim(c_1k,c_2k)=1-dist(c_1k,c_2k)   （2）②符号型特征分量的相似度计算其中△d为实例C₁中与实例C₂在第k个属性上的属性值的绝对差，△r为该属性定义的相似范围；在驱动桥智能化设计平台系统中进行相似度计算，先选择出用模板检索法检索到的所有可行实例，然后根据特征属性的权重值，利用选择出的任意一个可行实例的特征属性数据信息与目标事例进行相似度计算，并将相似度计算结果记录下来，反复执行这个计算过程，直至将一级检索推荐出的所有实例都进行相似度计算，最后比较各相似度计算值，得出相似度最大的实例，作为检索结果；（3）、实例评价与修改要确定待解决问题和实例之间的区别，找出要变更和保留的部分，对实例的修改分为两步进行：先分析新设计的要求与相似实例之间的不同之处，再以相似实例为基础进行修改，对一个实例进行修改，或对多个实例进行借用、重组和修改，修改后的实例经过验证是可行的或正确的，则作为新的实例存储到实例库中；实例修改包括结构修改和派生修改两种，结构修改是直接应用规则或公式修改所存储的相似实例的模型或参数，派生修改是重新利用得出以前实例结果的方法、规则或公式；利用存储在实例库中的公式、规则和关联关系，对相似模型的关键参数进行参数化修改，获得新模型的结构修改方法；（4）、实例存储是将成熟实例或经过修改满足设计要求的实例以数据形式存入实例库，对实例进行存储时对实例的参数和实例的模型分别进行保存，完成实例的存储；实例的模型采用参数化建模方法建立三维模型，根据所属部件名称、零件名称和零件顺序编号的命名规则统一命名；实例参数的存储采用数据库管理系统进行统一管理，在数据库中建立各种数据表，数据表项设计的合理性对数据库后期开发的复杂度和系统的实际运行效率有直接的影响，在设计数据库表项时先遵循数据库的逻辑结构，通过对数据库逻辑结构的分析，确定各个数据表所需要涵盖的主要表项，其次再考虑对数据表项进行增加或删减，提高数据表项之间的数据关联程度或降低数据表的信息冗余度；将实例的参数映射到数据库中建立三种类型的二维表：实例信息表、零件参数表和关联参数表，不同类型的表之间通过设置联系参数变量建立联系；实例信息表包括实例总成信息表和零件信息表，包含设计人员用于创建新产品时的初始模板产品信息及属性信息，一个零件对应一个实例信息表；零件参数表包含所有零件的几何参数，驱动桥的每个零件都对应着一个零件参数表；关联参数表记录着零件间的关联关系，是关联件与被关联件之间数据传递的桥梁，通过改变一个参数的数值，联动修改其被关联参数，实现机动车驱动桥的设计。