浅析机械设计中的模块化设计思路

开发研究
浅析机械设计中的模块化设计思路
云南技师学院智能制造系张鸿萍
摘要:机械工业化设计制造正向着更高科技含量的智 能化发展。

机械设计效果的优化和改善，有赖于设计意图和思路的调整，当前模块化设计正成为重要且可行的方法。

本文将以齿轮减速器为例，首先谈一谈模块化设计的原理，并对具体设计进行了分类，经过模块的重组后探讨了模块 化设计的相关步骤，以期为具体的模块设计提供可行思路。

关键词:机械设计;模块化设计;齿轮减速器
多年来，机械行业众多产品的工业化设计制造过程，正 持续朝自动化、智能化发展，其中的科技含量比重激增。

为了提升机械设计的效率，模块化设计思路得到设计者的肯 定和推崇。

模块化设计思想在机械设计中通常会结合CAD、成组、柔性加工等先进技术，主动改造某项产品中功能相近 的单元，使之成为性能差异明显且转换有序的模块，并将彼 此分离的模块重组即得到不同规格产品。

利用模块化设计方法指导设计的机械产品,不仅可获得极高精度，而且产品 可发挥高强稳定性，同时在结构上更显精致简单，相对而言 造价成本要低很多，产业化评价较高。

本文将以齿轮减速 器的模块化设计为例，谈一谈具体的设计思路。

1齿轮减速器模块化设计的原理
齿轮减速器，衔接机械的动力传输与动作执行模块，具 有独立性，可显著控制转速并提升转矩。

产品设计主要是 明确性能参数，分别对其传动零部件、轴承体系等零部件展 开设计。

采用模块化设计的思想来组织齿轮减速器的设 计，可有效对减速器不同参数的零件或组件功能评析划分 后设计出一系列功能模块，并合理选择关联或非关联零部 件组成新的减速器，以不断迎合市场需求，填补市场空白。

2 齿轮减速器模块化设计分类
按照传统的设计思路，模块化设计基本按横系、纵列、跨系列和全系列4项分类来确定设计，齿轮减速器的模块 化设计同样可以如此分类。

横系列模块化设计，即以确定规格的减速器为基础，
用，提高质量与效率，技术人员也应该进行相应的改善，提 高自身的技术与素质，对技术进行革新与创新，才能使图像检测技术发挥良好的作用，提供技术支持。

参考文献：
[1 ]刘烜.探讨图像识别技术在机械零件质量检测中的运
湖北农机化实施功能增减或变更，实现新产品设计研发。

新旧产品之 间的主参基本不变，但功能结构方面多有差异。

纵系列模 块化设计，将目光瞄准定位在类型上相近或相同,但规格 尺寸差距较大产品群，由于产品参数难以统一，则对应的 零部组件规格与结构模式也不会保持同步。

虽然新的模 块在重组设计后可增加强度或刚度,但结构过于繁琐庞大 且材料浪费严重。

通常应考虑执行分段通用式方法来设 计关联于动力主参数的模块，考虑执行通用模块设计无关于动力主参数的模块。

跨系列模块化设计,是从横向模块 设计向纵向模块设计的过渡与衔接,往往将2种设计方法 与思路融合起来,兼具两方特点，在设计中更具特色。

全 系列模块设计,是在跨系列模块化设计基础上展开的面向 全系列范畴的模块化设计，可有效提增模块设计需求量。

3 齿轮减速器模块的科学划分
如何来确保划分模块的科学合理性，是产品的模块化 设计中必然要考虑的,而划分的执行效果也将左右模块化 产品设计的成效。

通常，模块若划分量少,则高通用性将确保加工批量增大,进而实现降本目的;模块若划分量多，则增加了功能可选性，提升了系统柔性。

要确定和衡量模块划分的科学性，首先应该加强对功 能层面的分析。

主动梳理产品的整体功能，并将功能展开进一步实现分功能，进而可细化功能以促成生产模块的定 型。

生产模块在适宜的生产环境中，接受不同条件的约束 和作用机制后，进一步形成典型的加工模块，对应模块是 具备良性的基本功能的，意味着模块可以是单独或组合式 的零部件及组件。

为了能够突破性提升模块化设计的效 率，分级模块思想的提出更加重视标准方案的研究和制 定，通过模块的级别设定，让下一级模块可自由组合得到 上一级模块，增加了模块重组的灵活性和机动性,成为模 块化设计的更好解决方案。

4 齿轮减速器的模块化设计步骤
减速器模块化设计开展前要有必要的市场调研计划
用[J].科技视界,2014( 23):120.
[2]李彩花，胡晓平,张金波.图像处理技术在零件质检工作
中的应用研究[J].现代电子技术,2010,33(04):61-63.
[3]王慧英.图像识别技术在机械零件质量检测中的应用
[J].现代机械,2008(01 ):33-35.
(收稿日期：2018-07-29) \2018年第4期
开发研究
钢筋笼滚焊机的变径技术及其发展
宜昌海天超声技术有限公司怀义文
摘要:钢筋笼滚焊机是将钢筋矫直、弯曲成型、滚焊成 型有机地结合在一起,使钢筋笼的加工基本上实现机械化 和自动化。

生产加工的钢筋笼具有质量髙、效率髙、成本 低的特点。

本文介绍了钢筋笼滚焊机的结构、工作原理及 滚焊机的分类;并主要对钢筋笼滚焊机的变径技术做了详 细介绍，如变径丝杆拉动导杆径向往复移动式自动变径技 术，螺纹传动式变径技术，链轮链条传动式变径技术等滚 焊机变径技术，及相对应变径技术的变径装置;最后对钢 筋笼滚焊机的变径技术做了总结，给出了对钢筋笼滚焊机 变径技术发展的一些想法。

关键词:钢筋笼滚焊机;变径技术;变径丝杆;螺纹传 动;链轮链条传动 0
引言
20世纪20〜30年代，为了提升钢筋骨架生产效率， 实现标准化、规模化制造，美德英等国陆续建成规模化的 钢筋笼焊接工厂。

目前国内也已经制造出拥有自主知识 产权的自动变径滚焊机,在滚焊机的结构设计、自动化和 精度控制方面都取得了不少成果。

钢筋笼滚焊机加工生产钢筋笼相比手工加工有很大 的优点[1]:一是在加工的标准化上，滚焊机加工钢筋笼可 以实现规模化、工厂化加工;二是在生产效率和成本上，滚 焊机加工可以提升生产效率，节约生产成本;三是在生产 质量上，滚焊机加工可以减少加工尺寸误差，降低漏焊率， 克服生产变形问题。

随着工程领域需求的钢筋笼外形呈现多样化的特点，钢筋笼滚焊机的变径技术也一直是滚焊 机热度不减的一个研究方面。

1
钢筋笼滚焊机的结构和工作原理、分类 1.1结构
图1.1自动变径钢筋笼滚焊机的系统组成
钢筋笼滚焊机的工作部分可以分为驱动系统、焊接进
给系统、牵引系统、变径系统和控制系统这几大部分[2]。

其 系统组成为：
进一步讲，滚焊机由拖动导轨、固定旋转驱动机构、移 动旋转驱动机构、钢筋笼支撑装置、主筋料架、钢筋放线机 构、焊接机械手、主筋固定装置等组成。

1.2工作原理
纵筋装夹在固定盘和移动盘之间，通过固定盘、移动盘 及主筋料架的定位支撑，使多根主筋形成环形柱状,两转盘 在电机的驱动下同步转动，与此同时，移动驱动机构驱动移 动盘沿主筋轴向移动，箍筋经过箍筋矫直机构向主筋上按
和结论，有效掌握市场需求来规划模块化设计的具体策略。

(1) 以设备主参来确定系列型谱。

模块化设计的首要
动作就是及时查找减速器的主要参数，合理判定系列型谱。

(2)
有序完成模块化技术设计。

其中的设计步骤涉 及基于功能分析的基本设计来确定功能模块，进一步确定 结构规格材料属性，从而促成生产模块判定及成型，保障 变型产品设计过程的完整性。

(3)
全系列模块设计。

通过全系列模块设计,减速器 产品主尺寸及系统参数指标将得到确定，借助参数指标去 适当调整并完成标准化处理，可有效激增模块化程度优 势^>通过设计可知，模块化设计中的减速器主要零部件可 实现较高通用化程度,达到降本效果而便于管理。

湖北农机化
5 结束语
机械设计中的模块化设计思路具有其显著优势，未来 要加强在模块化设计各环节流程中的技术研究，不断优化 技术手段，创新技术理念，以实现设计效益的大提升，达到
降本提质的设计目标。

参考文献：
[1] 蔡燕华.分析模块化设计方法及其在机械设计中的应 用[J ]•科技传播，2014(4):154-160.
[2] 董春兰，赵娜.基于产品平台的机械产品模块化设计
方法[J ].机械设计,2012, 29(6):9-14.
[3] 刘吉宝.模块化设计方法及其在机械设计中的运用探
讨[J ].科技展望,2017,27(4):300.
(收稿日期：2018-06-29)
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2018年第4
期。