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摘要：
機械設計是提高生產效率的重要工具。當前市場競爭日漸激烈，需要企業迅速適應科技的更新換代。模塊化設計方法指的是通過產品結構、設計過程的重組等對大規模生產成本下的個性化產品進行生產，以使企業通過對一些產品零部件的改變提高整個產品的性能呢。模塊化的設計方法是工業化社會的必然產物，是整合市場生產，優化產品的重要工具。本文通過對模塊化設計方法在機械設計中的應用促進整個工業化的進程，全文介紹了機械產品模塊化的基本概念和內涵，并分析了模塊劃分的原則，介紹了模塊設計方法的主要應用途徑。
關鍵詞：
模塊化設計方法；機械設計；應用
在我國經濟迅速變革的情況下，用戶群體由以前的集中式迅速向個體戶過度，傳統的工業成產要求已經不適用于當前的生產方式和經濟模式。從設備的更新層面來看，對全部設備進行更新設計無疑會消耗巨大的成本，但是如果將機械設計分成不同的模塊，如有需要，可通過對某一模塊盡行更換無疑會減少成本的消耗，提高經濟效益。但是，應如何對功能經模塊化的設計，怎樣實現的模塊化的轉變一直是工業生產的難題。所以，我們應對模塊分割的原則、方法進行具體的研究。
1機械產品模塊化的基本概念
在進行模塊化設計方法在機械設計中的應用前，需要我們對模塊化設計有所了解。其主要包括以下內容，首先是功能需求集，指的是市場和客戶對模塊化產品基本功能要求的合集。產品的功能需求是進行產品模塊化的重要內容，是產品發展的重要方向；功能單元。指的是模塊的功能，在產品個功能樹的相關性分析基礎上進行功能的劃分；功能模塊，指的是產品中應用于功能單元的組成元素；結構模塊，指的是功能模塊的具體結構，一般由部件或子結構模塊組成；模塊接口，指的是描述結構模塊組合時相互間的幾何、物理關系的結合面，模塊接口是模塊組合的重要依據；基礎模塊，指的是在設計中具有強通用性的、結構完整的0型模塊；變形模塊，指的是在基礎模塊的基礎上以特定功能為導向，對結構參數進行改變的模塊[1]。模塊化指的是以模塊的概念對產品或系統進行規劃設計和生產組織，是在一定范圍內的不同功能或相同功能、不同規格的產品進行功能結構的分析，劃分并設計一系列的模塊。
2模塊化設計方法及其在機械設計中的應用
2.1模塊化劃分原則
模塊化的設計就是要以少數的模塊組成極可能多的產品，同時產品具有高度的穩定性、精度，并且結構簡單，成本低廉。所以在設計之初應對模塊進行詳細的劃分。當前并沒有標準化的模塊劃分原則，根據側重點的不同可進行不同模塊的劃分。從模塊本身的概念來看，模塊就是可組成系統的、具有某種特定功能和結構的、典型的通用獨立單元。通過對產品功能的結構，建立總功能、子功能、功能單元之間的聯系，為模塊的劃分建立基礎。單從這方面講，應滿足下述原則：首先應保持模塊功能和結構具有一定的完整性和獨立性；其次應確保模塊接口要素便于聯系和分離；第三應保持模塊之間的相關盡可能少，同時模塊內部間應為強耦合；遵照典型性和通用性的原則。
2.2模塊化設計方法在機械設計中的應用
當前具有多種設計方法，首選從功能側重方面來說，主要的流程是需求分析、功能分解、探索式集成和評估。首選對客戶的需求進行分析，將顧客的需求配置到產品中，以滿足客戶需求為主。根據客戶需求分析確定產品要求，再次過程中應準備多種功能目標，滿足客戶的首要需求。在確定產品各個不同層次的功能后，對產品進行分解，分解成基本功能和物理元素，同時對功能及物理元素進行集成。然后對綜合指標及可行性進行分析，最后實施設計[2]。另一種是基于結構特征的設計。這一方法要求先對零部件的形狀特征進行分析，并規劃減少零部件的種類，達到優化成本和提高產品質量的目的。在次過程中需對標準化模塊參數進行分析，減少可變參數的數量，以方便模塊建模。根據分析結構首先建立零部件主模型，利用關鍵參數描述零部件外形和各尺寸之間的關系。設計過程中在基本模塊模型中輸入數值，自動形成變形模塊。其中零部件幾何模型和對應的事物特性表是零部件的重要組成部分。通過變形模塊的加入，最終形成產品的結構，產品主結構可描述為一個可配置、包括所有標準構建的模塊化產品系統的組成[3]。
3結語
模塊化的概念提出較早，隨社會發展變遷，產品更新速度不斷加快，同時用戶需求多種多樣，模塊化的設計是把握市場趨勢的必然選擇。本文介紹了模塊化的相關概念，總結了在進行模塊化的劃分中應遵循什么樣的原則，并最終分析了模塊化設計的基本方法。在實際的生產應用中，可靈活對模塊劃分進行變革，需要我們具有創新意識，加強各個功能的研究，在拓展業務的同時把握時展的方向，盡快完成模塊化的生產轉變。
作者：曲子君 單位：沈陽理工大學
參考文獻：
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