哈尔滨理工大学先进制造技能训练
机械优化设计
摘要
机械优化设计是最优化技术在机械设计领域的移植和应用,其基本思想是根据机械设计的理论,方法和标准规范等建立一反映工程设计问题和符合数学规划要求的数学模型,然后采用数学规划方法和计算机计算技术自动找出设计问题的最优方案。作为一门新兴学科，它建立在数学规划理论和计算机程序设计基础上，通过计算机的数值计算,能从众多的设计方案中寻到尽可能完善的或最适宜的设计方案，使期望的经济指标达到最优，它可以成功地解决解析等其它方法难以解决的复杂问题。优化设计为工程设计提供了一种重要的科学设计方法。因而采用这种设计方法能大大提高设计效率和设计质量。本文论述了优化设计方法的发展背景、流程，并对无约束优化及约束优化不同优化设计方法的发展情况、原理、具体方法、特点及应用范围进行了叙述。另外，选择合适的优化设计方法是解决某个具体优化设计问题的前提，而对优化设计方法进行分析、比较和评判是其关键，本文分析了优化方法的选取原则。之后对并对近年来出现的随机方向法、遗传算法、蚁群算法和模拟退火算法等新兴优化方法分别进行了介绍。本文以交通领域中建立最优交通网路为例说明了优化设计方法的应用特点。
关键词：机械优化设计；约束；特点；选取原则 哈尔滨理工大学先进制造技能训练
目录
第一章 引言………………………………………………………...1
1.1优化设计的背景 .................................................................... 1
1.2机械优化设计的特点 ............................................................ 2
1.3优化设计的模型 .................................................................... 3
机械基础教案（中职）
第一章：机械基础概述
1.1 课程介绍
了解机械基础课程的性质、目的和任务
掌握机械系统的基本组成部分
1.2 机械系统的组成
讲解机械系统的定义和组成要素
举例说明机械系统中的应用实例
1.3 机械传动
介绍机械传动的基本原理和分类
讲解带传动、链传动和齿轮传动的特点和应用
1.4 机械设计基础
介绍机械设计的基本原则和方法
讲解机械强度、刚度和稳定性等方面的基础知识
第二章：机械零件
2.1 轴和轴承
讲解轴的分类和特点
介绍轴承的类型和功能
2.2 齿轮
讲解齿轮的分类、名称和标记
掌握齿轮的设计计算和选择方法
2.3 联轴器和离合器 介绍联轴器和离合器的功能和类型
讲解弹性联轴器和牙嵌式离合器的工作原理和应用
2.4 弹簧
讲解弹簧的分类、性能和参数
掌握弹簧的设计计算和选择方法
第三章：机械传动
3.1 带传动
讲解带传动的原理和分类
掌握带传动的设计计算和选用方法
3.2 链传动
讲解链传动的原理和分类
掌握链传动的设计计算和选用方法
3.3 齿轮传动
讲解齿轮传动的特点和分类
掌握齿轮传动的设计计算和选用方法
3.4 其他传动方式简介
介绍蜗轮蜗杆传动、行星齿轮传动和同步带传动等传动方式的特点和应用
第四章：机械轴系
4.1 轴的设计与强度计算
讲解轴的分类和设计原则
掌握轴的强度计算和校核方法
4.2 轴的加工与装配 介绍轴的加工方法和工艺
讲解轴的装配方法和注意事项
4.3 轴承的设计与选择
讲解轴承的分类和特点
掌握轴承的设计计算和选择方法
4.4 轴承的安装与维护
介绍轴承的安装方法和注意事项
讲解轴承的维护和故障排除方法
第五章：机械控制系统
5.1 控制系统概述
讲解控制系统的定义、目的和功能
掌握控制系统的分类和基本原理
5.2 机械控制系统的组成
介绍机械控制系统的组成要素和功能
讲解控制器、执行器和传感器等组成部分的作用和应用
5.3 常用机械控制系统
目 录
摘要．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．
Abstract．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．
第一章 绪论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．
1.1 课题的来源及研究的目的和意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．
1.2 机械式停车库．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．
1.3 机械优化设计相关知识．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．
1.3.1 优化设计概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．
1.3.2 约束优化方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．
第二章 立体车库总体结构的研究．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．
2.1 机械立体车库的总体结构形式．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．
2.2 立体车库的总体结构的选择与设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．
2.3 立体车库的存取车方式的总体设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．
2.4 立体车库主体建筑结构的总体设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．
《现代设计理论与方法》复习提纲
1 第一章 设计方法学
1. 现代设计目标：缩短产品设计周期；提高产品质量；降低生产成本。
T--缩短产品设计周期
Q--提高产品质量
C--降低其成本
2. 传统设计法特点：静态的、经验的、手工式的、（近似计算）
现代设计法特点：动态的、科学的、计算机化的、（精确计算）
3. 现代设计理论与方法的发展分为：（1)直觉设计阶段 （2)经验设计阶段
（3)半理论半经验设计阶段 （4)现代设计阶段
4. 系统－执行特定功能而达到特定目的，相互联系，相互作用的元素。
具有特定功能的、相互间具有一定联系的许多要素构成的一个整体，即由两个或两个以上的要素组成的具有一定结构和特定功能的整体都是系统。
5.系统化设计的特征：由上而下、由总到细。
基本方法：系统的分析和综合。
6.黑箱法定义：把系统看成是一个不透明的，不知其内部结构的“黑箱”，在不打开黑箱的前提下，利用外部观测，通过分析黑箱与周围环境的信息联系,了解其功能的一种方法。
根据系统的某种输入及要求获得某种输出的功能要求，从中寻找出某种物理效应或原理来实现输入-输出之间的转换，得到相应的解决方法，从而推求出“黑箱”的功能结构，使“黑箱”逐渐变成“灰箱”、“白箱”的一种方法。
7.系统化设计的步骤：
8、评价的目标内容：
（1) 技术评价目标——可行性，创造性，可靠性
（2) 经济评价目标——成本，利润，市场潜力
（3）社会评价目标——社会效益和影响
9.技术-经济评价法
（a)技术价Wt : Wt=(Piqi)/Pmax
（Pi-各技术评分值；qi-加权系数；Pmax-最高分值5分或10分） 《现代设计理论与方法》复习提纲
