零部件参数设计
1997年全国大学生数学建模竞赛题目
A题零件的参数设计一件产品由若干零件组装而成，标志产品性能的某个参数取决于这些零件的参数。零件参数包括标定值和容差两部分。
进行成批生产时，标定值表示一批零件该参数的平均值，容差则给出了参数偏离其标定值的容许范围。
若将零件参数视为随机变量，则标定值代表期望值，在生产部门无特殊要求时，容差通常规定为均方差的3倍。进行零件参数设计，就是要确定其标定值和容差。这时要考虑两方面因素：
一是当各零件组装成产品时，如果产品参数偏离预先设定的目标值，就会造成质量损失，偏离越大，损失越大；
二是零件容差的大小决定了其制造成本，容差设计得越小，成本越高。
试通过如下的具体问题给出一般的零件参数设计方法。
零件参数设计matlab程序(数学建模)
Min=90000; global H A C %全局变量 H=[10000,25,10000;20,50,10000;20,50,200;50,100,500;50,10000,10000;10,25,100;10000,25,100 ]; %成本矩阵 A=[0.1 0.05 0.01;0.1 0.05 0.01;0.1 0.05 0.01;0.1 0.05 0.01;0.1 0.05 0.01;0.1 0.05 0.01;0.1 0.05 0.01]; %容差矩阵 C=zeros(7,3); 把容差选择矩阵元素全部赋值为0 for z=1:1:3 for x=1:1:3 for c=1:1:3 for v=1:1:3 for g=1:1:3 for n=1:1:3 for m=1:1:3 D=[z x c v g n m]; C=zeros(7,3); for i=1:1:7 C(i,D(i))=1; end %产生7 3列矩阵，该矩阵特点是每一行只有一个 1 ，其它两个数为0。本矩阵是为了对零件容差等级 进行选择 lb=[0.075 0.225 0.075 0.075 1.125 12 0.5625]; ub=[0.125 0.375 0.125 0.125 1.875 20 0.935]; X0=[0.075 0.225 0.075 0.075 1.125 12 0.5625]; [xopt fopt]=fmincon(@mubiao,X0,[],[],[],[],lb,ub,[]); if fopt 零件的参数设计 摘要： 本题目对零件的参数这一问题，综合考虑重新设计零件的参数（包括标定值和容差），并与原设计进行比较，得出最优化的数学模型，并对模型进行求解，最后用计算机模拟对模型的最优解进行检验。由题意知粒子分离器的参数y 由零件参数1234567,,,,,,x x x x x x x 的参数决定，参数i x 的容差等级决定了产品的成本，y 偏离0y 的值决定了产品的损失，问题就是寻找零件的最优标定值和最优等级搭配，使得批量生产时的总费用最少。 一、 问题的重述： 一件产品由若干零件组装而成，标志产品性能的某个参数取决于这些零件的参数。零件参数包括 标定值和容差两部分。进行成批生产时，标定值表示一批零件该参数的平均值，容差则给出了参数偏离其标定值的容许范围。若将零件参数视为随机变量，则标定值代表期望值，在生产部门无特殊要求时，容差通常规定为均方差的３倍。 进行零件参数设计，就是要确定其标定值和容差。这时要考虑两方面因素：一是当各零件组装成产品时，如果产品参数偏离预先设定的目标值，就会造成质量损失，偏离越大，损失越大；二是零件容差的大小决定了其制造成本，容差设计得越小，成本越高。 试通过如下的具体问题给出一般的零件参数设计方法。 粒子分离器某参数（记作y ）由7个零件的参数（记作x 1,x 2,...,x 7）决定，经验公式为： 7616 .1242 3 56 .02485.01235136.0162.2142.174x x x x x x x x x x x Y ??? ? ????? ? ????? ??? ??--???? ? ??-????? ???=- y 的目标值（记作0y ）为1.50。当y 偏离0y ±0.1时，产品为次品，质量损失为1,000元；当y 偏离0y ±0.3时，产品为废品，损失为9,000元。 零件参数的标定值有一定的容许范围；容差分为Ａ、Ｂ、Ｃ三个等级，用与标定值的相对值表示，Ａ等为±1%，Ｂ等为±5%，Ｃ等为±10%。7个零件参数标定值的容许范围，及不同容差等级零件的成本（元）如下表（符号／表示无此等级零件）： 零件参数设计 例8.5 (零件参数设计) 一件产品由若干零件组装而成，标志产品性能的某个参数取决于这些零件的参数。零件参数包括标定值和容差两部分。进行成批生产时，标定值表示一批零件该参数的平均值，容差则给出了参数偏离其标定值的容许范围。若将零件参数视为随机变量，则标定值代表期望值，在生产部门无特殊要求时，容差通常规定为均方差的3 倍。 粒子分离器某参数(记作y )由7个零件的参数(记作7 2 1 ,,,x x x ?)决定, 经验公式为 7 616 .1242 356 .024 85.012 35136.0162.2142.174x x x x x x x x x x x y ??? ? ????? ???????? ? ??--????? ??-???? ??=- 当各零件组装成产品时，如果产品参数偏离预先设定的目标值，就会造成质量损失，偏离越大，损失越大。y 的目标值(记作0 y )为1.50.当 y 偏离1.00 ±y 时, 产品为次品, 质量损失为1000(元); 当y 偏离3 .00 ±y 时,产品为废品,损失为9000(元). 问题是要求对于给定的零件参数标定值和容差，计算产品的损失，从而在此基础上进行零件参数最优化设计。 表8.2给定引例中某设计方案7个零件参数标定值及容差。 容差分为A ﹑B ﹑C 三个等级, 用与标定值的相对值表示, A 等为%1±, B 等为%5±, C 等为%15±。求每件产品的平均损失。 表8.2 零件参数标定值及容差 解：在这个问题中，主要的困难是产品的参数值y是一个随机变 量，而由于y与各零件参数间是一个复杂的函数关系，无法解析的得到y的概率分布。我们采用随机模拟的方法计算。这一方法的思路其实很简单：用计算机模拟工厂生产大量"产品"（如10000件），计算产品的总损失，从而得到每件产品的平均损失。可以假设7个零件参数服从正态分布。根据表8.2及标定值和容差的定义，x1～N(0.1, (0.005/3)2), x 2～N(0.3,0.0052), x 3～N(0.1, (0.005/3)2), x4～N(0.1,0.0052), x5～N(1.5,(0.225/3)2), x6～N(16,(0.8/3)2), x ～N(0.75,(0.0375/3)2), 下面的M脚本eg8_5.m产生1000对零件参数7 随机数，通过随机模拟法求得近似解约f=2900元。 %M文件eg8_5.m clear;mu=[.1 .3 .1 .1 1.5 16 .75]; sigma=[.005/3,.005,.005/3,.005,.225/3,.8/3,.0375/3]; for i=1:7 x(:,i)=normrnd(mu(i),sigma(i),1000,1); A题零件的参数设计 摘要 零件的参数设计是工业生产中经常遇到的一个问题。本文通过题中具体例子给出一般零件参数设计的原则与方法。 模型一：蒙特卡罗模型。在确定各个参数标定值与容差的情况下，利用蒙特卡罗方法，尽可能模拟真实零件的生产状况。根据各个参数的分布，每个零件随机产生1000个实际值，代入公式算出每一个产品的Y值，根据其与目标值的关 系判断损失费用。运用MATLAB算出总费用= Q314.57万元 模型二：概率模型。此问题是一个关于概率的非线性规划模型。首先，将产 x的复杂的函数关系式运用泰勒级数展开成线性函数。一品参数Y关于零件参数 i x概率密度的情况下，易求出Y的概率密度，进而求出次品及废品方面，在已知 i 的概率。另一方面，本文引入选择矩阵与等级矩阵，统一零件损失费用，而不需讨论108种分配情况。以工厂损失总费用最小为目标，建立关于积分方程的非线性规划模型。并用lingo编程得到表1-1的结果： 表1-1 算出总费用为：128 = Q万元。节省的总费用为274.442万元。 40 . 由上述例题概括出参数设计的一般方法： S1：在误差范围内，线性化产品参数关于零件参数的函数（可运用泰勒公式）； S2：确定产品参数的密度函数； S3：计算不同等级产品出现的概率； S4：确定产品的质量损失费用函数（可利用期望求解）； S5：设计零件成本矩阵，计算总成本函数； S6：确保总费用最小，求解零件参数的组合（可运用非线性规划求解）。 关键词：蒙特卡罗、泰勒公式、非线性规划、正态分布、0-1变量 一、 问题重述 1、背景知识 机械零件作为组成机械和机器的不可拆分的基本单元，在制造业中至关重要。机械零件是从机械构造学和力学分离出来的。随着机械工业的发展，新的设计理论和方法、新材料、新工艺的出现，机械零件进入了新的发展阶段。对零件也有了更加严格的要求。有限元法、断裂力学、弹性流体动压润滑、优化设计、可靠性设计、计算机辅助设计（CAD ）、实体建模（Pro 、Ug 、Solidworks 等）、系统分析和设计方法学等理论，已逐渐用于机械零件的研究和设计。更好地实现多种学科的综合，实现宏观与微观相结合，探求新的原理和结构，更多地采用动态设计和精确设计，更有效地利用电子计算机，才能进一步发展设计理论和方法。 2、问题重述 一件产品由若干零件组装而成，标志产品性能的某个参数取决于这些零件的参数。零件参数包括标定值和容差两部分。进行成批生产时，标定值表示一批零件该参数的平均值，容差则给出了参数偏离其标定值的容许范围。若将零件参数视为随机变量，则标定值代表期望值，在生产部门无特殊要求时，容差通常规定为均方差的3倍。 零件参数的设计，就是要确定其标定值和容差。这时要考虑两方面因素： 一是当各零件组装成产品时，如果产品参数偏离预先设定的目标值，就会造成质量损失，偏离越大，损失越大； 二是零件容差的大小决定了其制造成本，容差设计得越小，成本越高。 粒子分离器某参数（记作y ）由7个零件的参数（记作x 1,x 2,...,x 7）决定，经验公式为： 7616 .124 2 3 56 .02485 .012 35136.0162.2142.174x x x x x x x x x x x Y ??? ? ????? ? ???????? ??--????? ??-????? ???=- y 的目标值（记作y 0）为1.50。当y 偏离y 0±0.1时，产品为次品，质量损失为1,000元；当y 偏离y 0±0.3时，产品为废品，损失为9,000元。 零件参数的标定值有一定的容许范围；容差分为Ａ、Ｂ、Ｃ三个等级，用与标定值的相对值表示，Ａ等为+1%，Ｂ等为+5%，Ｃ等为+10%。7个零件参数标定值的容许范围，及不同容差等级零件的成本（元）如下表（符号／表示无此等级零件） 数学建模零件参数的优 化设计 Company number【1089WT-1898YT-1W8CB-9UUT-92108】 零件参数的优化设计 摘要 本文建立了一个非线性多变量优化模型。已知粒子分离器的参数y由零件 参数)7 2,1 ( = i x i 决定，参数 i x的容差等级决定了产品的成本。总费用就包括y 偏离y 造成的损失和零件成本。问题是要寻找零件的标定值和容差等级的最佳搭配，使得批量生产中总费用最小。我们将问题的解决分成了两个步骤：1.预先给定容差等级组合，在确定容差等级的情况下，寻找最佳标定值。2.采用穷举法遍历所有容差等级组合，寻找最佳组合，使得在某个标定值下，总费用最小。在第二步中，由于容差等级组合固定为108种，所以只要在第一步的基础上，遍历所有容差等级组合即可。但是，这就要求，在第一步的求解中，需要一个最佳的模型使得求解效率尽可能的要高，只有这样才能尽量节省计算时间。经过对模型以及matlab代码的综合优化，最终程序运行时间仅为秒。最终计算出的各个零件的标定值为： i x={,,,,,,}, 等级为：B B C C B B B d, , , , , , = 一台粒子分离器的总费用为：元 与原结果相比较，总费用由（元/个）降低到（元/个），降幅为%，结果是令人满意的。 为了检验结果的正确性，我们用计算机产生随机数的方式对模型的最优解进行模拟检验，模拟结果与模型求解的结果基本吻合。最后，我们还对模型进行了误差分析，给出了改进方向，使得模型更容易推广。 关键字：零件参数 非线性规划 期望 方差 一、问题重述 一件产品由若干零件组装而成，标志产品性能的某个参数取决于这些零件的参数。零件参数包括标定值和容差两部分。进行成批生产时，标定值表示一批零件该参数的平均值，容差则给出了参数偏离其标定值的容许范围。若将零件参数视为随机变量，则标定值代表期望值，在生产部门无特殊要求时，容差通常规定为均方差的３倍。 进行零件参数设计，就是要确定其标定值和容差。这时要考虑两方面因素：一是当各零件组装成产品时，如果产品参数偏离预先设定的目标值，就会造成质量损失，偏离越大，损失越大；二是零件容差的大小决定了其制造成本，容差设计得越小，成本越高。 试通过如下的具体问题给出一般的零件参数设计方法。 粒子分离器某参数（记作y ）由7个零件的参数（记作x 1,x 2,...,x 7）决定，经验公式为： y 的目标值（记作y 0）为。当y 偏离y 0+时，产品为次品，质量损失为1,000元；当y 偏离y 0+时，产品为废品，损失为9,000元。 零件参数的标定值有一定的容许范围；容差分为Ａ、Ｂ、Ｃ三个等级，用与标定值的相对值表示，Ａ等为+1%，Ｂ等为+5%，Ｃ等为+10%。7个零件参数标定值的容许范围，及不同容差等级零件的成本（元）如下表（符号／表示无此等级零件）： UG的参数化建模方法及三维零件库的创建 2009-06-03 08:40:32 来源: 作者: 【大中小】浏览:66次评论:1条 摘要： UGNX是美国EDS公司的CAD/CAE/CAM一体化软件，具有强大的参数化设计功能，在设计和制造领域得到了广泛的应用。其参数化功能能够很好反映设计意图，参数化模型易于修改。本文以UGNX为支撑平台，介绍了三维参数化建模的基本思想和实现方法，结合实例分析了三维零件参数化模型的建立步骤，并创建立一个简单的零件库。 关键词：UGNX，参数化，标准件库 一．引言 CAD技术的应用目前已经从传统的二维绘图逐步向三维设计过渡。从实现制造业信息化的角度来说，产品的三维模型可以更完整地定义和描述设计及制造信息。在产品设计和开发过程中，零部件的标准化、通用化和系列化是提高产品设计质量、缩短产品开发周期的有效途径，而基于三维CAD系统的参数化设计与二维绘图相比更能够满足制造信息化的要求。UGNX是美国EDS公司的CAD/CAE/CAM一体化软件，具有强大的参数化设计功能，在设计和制造领域得到了广泛的应用。本文以UGNX为支撑平台，介绍了三维参数化建模的实现方法，结合实例分析了一种三维零件库的建立方法。 二．参数化设计思想 在使用UG软件进行产品设计时，为了充分发挥软件的设计优势，首先应当认真分析产品的结构，在大脑中构思好产品的各个部分之间的关系，充分了解设计意图，然后用UG 提供的强大的设计及编辑工具把设计意图反映到产品的设计中去。因为设计是一项十分复杂的脑力活动，一项设计从任务的提出到设计完成从来不会是一帆风顺的，一项设计的完成过程就是一个不断改进、不断完善的过程，因此，从这个意思上讲，设计的过程就是修改的过程，参数化设计的目的就是按照产品的设计意图能够进行灵活的修改，所以它的易于修改性是至关重要的。这也是UG软件为什么特别强调它的强大的编辑功能的原因。三．三维参数化建模的实现方法 1 系统参数与尺寸约束 UGNX具有完善的系统参数自动提取功能，它能在草图设计时，将输入的尺寸约束作为特征参数保存起来，并且在此后的设计中进行可视化修改，从而到达最直接的参数驱动建模的目的。用系统参数驱动图形的关键在于如何将从实物中提取的参数转化到UG中，用来控制三维模型的特征参数。尺寸驱动是参数驱动的基础，尺寸约束是实现尺寸驱动的前提。UG的尺寸约束的特点是将形状和尺寸联合起来考虑，通过尺寸约束实现对几何形状的控制。设计时必须以完整的尺寸参考为出发点（全约束），不能漏注尺寸或多注尺寸。尺寸驱动是在二维草图Sketcher里面实现的。当草图中的图形相对于坐标轴位置关系都确定，图形完全约束后，其尺寸和位置关系能协同变化，系统将直接把尺寸约束转化为系统参数。 2 特征和表达式驱动图形 UGNX建模技术是一种基于特征的建模技术，其模块中提供各种标准设计特征，各标准特征突出关键特征尺寸与定位尺寸，能很好的传达设计意图，并且易于调用和编辑，也能创建特征集，对特征进行管理。特征参数与表达式之间能相互依赖，互相传递数据，提高了表达式设计的层次，使实际信息可以用工程特征来定义。不同部件中的表达式也可通过链接来协同工作，即一个部件中的某一表达式可通过链接其它部件中的另一表达式建立某种联系，当被引用部件中的表达式被更新时，与它链接的部件中的相应表达式也被更新。 系列零件设计表 §5.0 概述 配置：可以在单一的文件中对零件或装配体生成多个设计变化。配置提供了简便的方法来开发与管理一组有着不同尺寸、零部件、或其他参数的模型。配置的概念基本上和pro/e的family table 相似。 配置的应用：配置主要有如下几个方面的应用： 在两个特征相同的零件中，某些尺寸不一样。如自己建立标准件库 同一零件的不同状态：如需要开模的零件。模具是一个配置，加工后是一个配置相同产品的不同系列的需要：如同一产品中，对某零件、部件使用不同的方案。 特定的应用需要：可以简化模型，应用于零件的有限元分析（FEM）；另外，可能需要特殊的模型用于快速成型(RP) 改善系统性能：对于很复杂的零件，可以考虑压缩一些特征，以便于其他特征的建立。 装配方面的考虑：当装配零件很多，文件很大时，可以考虑压缩一些特征，便于装配. 配置的生成方法：要生成一个配置，先指定名称与属性，然后再根据您的需要来修改模型以生成不同的设计变化 在零件文件中，配置使您可以生成具有不同尺寸、特征和属性的零件系列。 在装配体文件中，配置使您可以生成 通过压缩或隐藏零部件来生成简化的设计 使用不同的零部件配置、不同的装配体特征参数或不同的尺寸来生成装配体系列 1.手工生成： 2.采用系列零件设计表： 配置的有关术语： 压缩/解除压缩：不要某特征或不要某零部件（装配中）。当一个特征或零件不压缩时，系统把它当作不存在来处理，并非真的删除。 设计表：利用设计表来控制系列零件的尺寸值。同时，可以定义特征的显示状态（压缩/不压缩） 使用配置：在零件或装配中可以使用配置，显示不同的配置。而工程图不可以建立配置，但可以使用零件或装配的不同配置. 零件参数设计 例8.5 (零件参数设计) 一件产品由若干零件组装而成，标志产品性能的某个参数取决于这些零件的参数。零件参数包括标定值和容差两部分。进行成批生产时，标定值表示一批零件该参数的平均值，容差则给出了参数偏离其标定值的容许范围。若将零件参数视为随机变量，则标定值代表期望值，在生产部门无特殊要求时，容差通常规定为均方差的3 倍。 粒子分离器某参数(记作y)由7个零件的参数(记作)决定, 经验公式为当各零件组装成产品时，如果产品参数偏离预先设定的目标值，就会造成质量损失，偏离越大，损失越大。y的目标值(记作)为1.50.当y偏离时,产品为次品, 质量损失为1000(元); 当y偏离时,产品为废品,损失为 9000(元). 问题是要求对于给定的零件参数标定值和容差，计算产品的损失，从而在此基础上进行零件参数最优化设计。 表8.2给定引例中某设计方案7个零件参数标定值及容差。容差分为A﹑B﹑C三个等级, 用与标定值的相对值表示, A等为, B等为, C等为。求每件产品的平均损失。 表8.2 零件参数标定值及容差 x1x 2x 3x 4x 5x 6x 7 标定值0.10.30.10.1 1.5160.75容差B B B C C B B 解：在这个问题中，主要的困难是产品的参数值y是一个随机变量，而由于y与各零件参数间是一个复杂的函数关系，无法解析的得到y的概率分布。我们采用随机模拟的方法计算。这一方法的思路其实很简单：用计算机模拟工厂生产大量"产品"（如10000件），计算产品的总损失，从而得到每件产品的平均损失。可以假设7个零件参数服从正态分布。根据表8.2及标定值和容差的定义，x1～N(0.1, (0.005/3)2), x2～N(0.3,0.0052), x 3～N(0.1, (0.005/3)2), x 4～N(0.1,0.0052), x 5～N(1.5,(0.225/3)2), x 6～N(16,(0.8/3)2), x7～N(0.75, (0.0375/3)2), 下面的M脚本eg8_5.m产生1000对零件参数随机数，通过随机模拟法求得近似解约f=2900元。 %M文件eg8_5.m clear;mu=[.1 .3 .1 .1 1.5 16 .75]; sigma=[.005/3,.005,.005/3,.005,.225/3,.8/3,.0375/3]; for i=1:7 零件参数的优化设计 摘要 本文建立了一个非线性多变量优化模型。已知粒子分离器的参数y由零件参数 )7 2,1 ( i x i 决定，参数 i x的容差等级决定了产品的成本。总费用就包括y偏离y0造 成的损失和零件成本。问题是要寻找零件的标定值和容差等级的最佳搭配，使得批量生产中总费用最小。我们将问题的解决分成了两个步骤：1.预先给定容差等级组合，在确定容差等级的情况下，寻找最佳标定值。2.采用穷举法遍历所有容差等级组合，寻找最佳组合，使得在某个标定值下，总费用最小。在第二步中，由于容差等级组合固定为108种，所以只要在第一步的基础上，遍历所有容差等级组合即可。但是，这就要求，在第一步的求解中，需要一个最佳的模型使得求解效率尽可能的要高，只有这样才能尽量节省计算时间。经过对模型以及matlab代码的综合优化，最终程序运行时间仅为秒。最终计算出的各个零件的标定值为： i x={,,,,,,}, 等级为：B B C C B B B d, , , , , , 一台粒子分离器的总费用为：元 与原结果相比较，总费用由（元/个）降低到（元/个），降幅为%，结果是令人满意的。 为了检验结果的正确性，我们用计算机产生随机数的方式对模型的最优解进行模拟检验，模拟结果与模型求解的结果基本吻合。最后，我们还对模型进行了误差分析，给出了改进方向，使得模型更容易推广。 关键字：零件参数非线性规划期望方差 一、问题重述 一件产品由若干零件组装而成，标志产品性能的某个参数取决于这些零件的参数。 零件参数包括标定值和容差两部分。进行成批生产时，标定值表示一批零件该参数的 平均值，容差则给出了参数偏离其标定值的容许范围。若将零件参数视为随机变量， 则标定值代表期望值，在生产部门无特殊要求时，容差通常规定为均方差的３倍。 进行零件参数设计，就是要确定其标定值和容差。这时要考虑两方面因素：一是 当各零件组装成产品时，如果产品参数偏离预先设定的目标值，就会造成质量损失， 零件参数设计的数学模型 指导老师数学建模教练组 李俊（热9501）罗建梅（热9502）王震宇（供9502） 摘要：本文基于Y偏离Y0 造成的损失和零件成本，根据原设计给定的标定值和容差，使用网格法和随机搜索法,利用计算机编程计算产品分别为正品、次品、废品时的概率，进而分析产品是正品、次品、废品的概率的稳定性，得到较为精确且合理的结果，最后求出原设计的总费用（损失费+成本费）为313.4万元。 本文通过分析参数x1,x2,…,x7对y的影响，在原设计的标定值附近找出一个使y在其附近的变化比较稳定的点，并使y=1.5，再利用计算机仿真实验，综合判断容差等级方案，确定出比较理想的标定值和容差等级方案：最后确定的方案比原设定节约费用271.2425万元。 一、问题的重述 一件产品由若干零件组装而成，标志产品性能的某个参数取决于这些零件的参数。零件参数包括标定值和容差两部分。进行批量生产时，标定值表示一批零件该参数的平均值，容差则给出了参数偏离其标定值的容许范围。若将零件参数视为随机变量，则标定值代表期望值，在生产部门无特殊要求时，容差通常规定为均方差的3倍。 在进行零件参数设计时，由于零件组装产品的参数偏离预先设定的目标值，所以造成质量损失，偏离越大，损失越大；且零件的容差大小决定了其制造成本，容差设计的越小，成本越高。 有一种离子分离器某参数（记作Y)由7个零件的参数(记作X1,X2 , …X7)决定，经验公式为： Y=174.42()() .[.()]() . ./. X X X X X X X X X X X 1 5 3 21 085 4 2 056324 2 116 67 12621036 - ? --- Y的目标值(记作Y0)为1.50。若Y偏离Y0±0.1时，产品为次品，质量损失1000(元)；若Y偏离Y0±0.3时，产品为废品，损失9000(元)。 零件参数的标定值有一定的容许变化范围；容差分为A、B、C三个等级，用与标定值的相对值来表示，A等为±1%，B等为±5%，C等为±10%。7个零件参数标定值的容许范围及不同容差等级零件的成本(元)如下表(符号/ 表示无此等级零件): 1 基于Solidworks的机械零件参数化设计方法 【摘要】三维设计软件是机械设计中常用的技术软件，为机械零部件的结构设计提供了十分方便直观的软件开发平台。Solidworks是一款具备强大参数化建模功能的三维设计软件，在Solidworks的软件环境下，对机械零件的参数化设计方法展开讨论，针对性的分析了各种设计方法的技术特点，为机械零件的参数化设计人员提供了有价值的技术参考。 【关键词】Solidworks 机械零件参数化设计设计方法 机械产品因为其几何造型的可视性使得设计软件得以替代人工制图，在产品造型设计和零部件设计阶段起到了巨大的作用。在当前的机械行业，同类型产品往往更新换代的速度相当的快，因此，不同代的产品无论是在造型设计还是零部件的采用上都具有一定的延续性，因此，针对零部件几何形状特征的相似点进行零部件的参数化设计可以大幅度的缩减设计周期，提高设计效率。对于机械产品而言，参数化设计主要是集中在对零部件的图纸设计上，因此零件模版的作用就比较重要，通过建立通用系数高、系列化脉络清晰和标准化程度搞的定型产品的参数化模型，可以基于模型参数的修改，达到对零部件的重新设计。在实际的设计工作中，通过约束机械零部件模型的几何约束、力学性能约束以及运动状态约束，可以得到一个参数化的形状特征，这一系列的参数化模型的构造过程都可以基于Solidworks软件设计开发平台来展开。 在Solidworks三维设计软件中，通过软件内置的非全约束的参数化实体特征建模与曲面建模相结合的技术，可以全方位的实现零件的参数化设计工作。实际设计工作中，主要采用两种方法实现零件的参数化模型的建立：首先，是基于软件内部的参数化表格管理技术，创建零部件的参数化装配体模型；其次是基于计算机编程语言对Solidworks进行二次开发，是的参数化设计得以用程序实现。两种方法在实际的机械零件的参数化设计中都具有广泛的应用，本文将着重阐述基于Solidworks的机械零件的参数化设计方法，为机械零部件的参数化设计提供新的设计思路。 1 基于设计变量的零件参数化设计 三维设计软件是机械设计中最倚重的设计工具，因此，在三维设计软件中都搭载了强大的几何特征造型的功能模块。在Solidworks中，基于零件的二维模型轮廓，再通过旋转、镜像、拉伸、填充和扫掠等的特征建模手段可以较好的构建零件的三维模型，并且通过Solidworks特有的数据配置功能生成零件的参数设计变量文档，通过对设计变量文档进行修正，可以实现参数化设计的人机交互操作，在Solidworks的软件平台上可以进一步开发出纯界面操作的零件参数化设计平台。 对于特征明显的轴类零件，设计变量较小，而且可以通过简单的特征模型操作实现参数化设计，是比较适合进行基于设计变量的零件参数化设计的；对于几 零件参数设计的数学模型 1 / 16 零件参数设计的数学模型 指导老师 数学建模教练组 李俊(热95０1） 罗建梅（热9502) 王震宇（供950２) 摘 要：本文基于Ｙ偏离Ｙ0 造成的损失和零件成本,根据原设计给定的标定值和容差，使用网格法 和随机搜索法,利用计算机编程计算产品分别为正品、次品、废品时的概率,进而分析产品是正品、次品、废品的概率的稳定性,得到较为精确且合理的结果，最后求出原设计的总费用(损失费+成本费)为31３．4万元。 本文通过分析参数ｘ1，ｘ2,…,x ７对y 的影响，在原设计的标定值附近找出一个使y 在其附近的变化比较稳定的点,并使y ＝1.５，再利用计算机仿真实验，综合判断容差等级方案，确定出比较理想的标定值和容差等级方案:最后确定的方案比原设定节约费用271.2425万元。 一、问题的重述 一件产品由若干零件组装而成，标志产品性能的某个参数取决于这些零件的参数。零件参数包括标定值和容差两部分。进行批量生产时，标定值表示一批零件该参数的平均值,容差则给出了参数偏离其标定值的容许范围。若将零件参数视为随机变量,则标定值代表期望值，在生产部门无特殊要求时，容差通常规定为均方差的3倍。 在进行零件参数设计时，由于零件组装产品的参数偏离预先设定的目标值，所以造成质量损失，偏离越大,损失越大;且零件的容差大小决定了其制造成本，容差设计的越小，成本越高。 有一种离子分离器某参数（记作Ｙ)由7个零件的参数（记作X 1 ,X 2 , …X ７)决定,经验公式为: Y=17４.４2()().[.()]()../.X X X X X X X X X X X 15321085420563242 116 67 12621036-?--- Y 的目标值（记作Ｙ0)为１.50。若Y 偏离Y 0±0．1时,产品为次品，质量损失1000(元）；若Y 偏离Y 0±0.3时，产品为废品,损失9０00(元）。 零件参数的标定值有一定的容许变化范围;容差分为A 、Ｂ、C 三个等级，用与标定值的相对值来表示 ，A 等为±1%,B 等为±５％,Ｃ等为±10%。7个零件参数标定值的容许范围及不同容差等级零件的成本(元)如下表（符号 ／ 表示无此等级零件)：数模-零件的参数设计
数学建模竞赛-零件参数设计
零件的参数设计-论文
数学建模零件参数的优化设计
UG的参数化建模方法
solidworks的配置以及系列零件设计表
零件参数设计
数学建模零件参数的优化设计
零件参数设计的数学模型
基于Solidworks的机械零件参数化设计方法
零件参数设计的数学模型