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，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。
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.
作者:张鸿萍 单位:云南技师学院智能制造系
