基于NX的螺旋传动智能设计系统

潘春雷

摘 要：运用NX/OPEN API，MENU SCRIPT，UI STYLER技术，数据库技术，创建螺旋传动设计的知识库与推理器，实现螺旋传动设计的智能化。系统集快速化，系统化，智能化于一体，在NX平台上创建主控模块，验算模块，推理模块，数据库管理模块，模型生成模块的设计，实现基于知识推理的螺旋传动快速设计，以提高螺旋传动设计的设计效率与设计质量，以适应市场需求。

关键词：螺旋传动 智能设计 知识推理

中图分类号：TH132 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）10（b）-0075-02

螺旋传动是一种应用较为广泛的传动机构，利用螺杆和螺母的啮合来传递动力和运动的机械传动。主要用于将旋转运动转换成直线运动，将转矩转换成推力，结构简单而又可靠。以滑动螺旋为例，设计包括耐磨性计算、螺杆的强度计算、螺母螺纹牙的强度计算、螺杆的稳定性计算。为缩短设计时间，提高设计质量，在NX平台上，根据传统的设计流程，研究智能设计流程，运用NX功能模块创建系统框架，存储和调用设计知识和经验，实现螺旋传动快速设计，以适应市场需求。

1 基于知识的设计流程

在知识工程中，用户将产品设计需求通过人机界面与设计系统交互。系统通过判断推理机对输入条件进行判断，如果条件不合理，系统会通过解释机制将信息反馈给用户，同时给用户发出向导信息；如果所需条件均满足需求，则进行下一步产品设计。判断推理机由强大的数据库所支持，包括产品模型库、知识库等有效数据。其中知识库为主要的数据源，它的组成可以是技术手册、专家经验、工程数据和通过数据挖掘或神经网络等方法获取的数据。同时，成功的产品设计中的数据知识也可以加载到开放的数据库中。

2 基于NX的螺旋传动系统总体框架

基于NX的螺旋传动系统，要将传统的设计流程计算机化，实现设计经验、设计数据、设计知识等的存储和调用。在智能化设计过程中，主要包括可视化对话框的设计，即用户操作的界面，包括对初始条件的设置和设计结果的输出，即主控模块、数据库模块、推理模块和验算模块。系统的调用即系统的最终实现，也就是建模模块，是用户完成自定义的设计和操作之后，所得到的螺旋传动的模型图及初始条件和设计结果的报表。

3 螺旋传动系统实现

3.1 主控部分

以滑动螺旋为例，滑动螺旋工作时，主要承受转矩及轴向拉力（或压力）的作用，同时在螺杆和螺母的旋合螺纹间有较大的相对滑动。其失效形式主要是螺纹磨损。设计包括耐磨性计算、螺杆的强度计算、螺母螺纹牙的强度计算、螺杆的稳定性计算。系统的设计流程如图1所示。运用UISTYLER技术，设计可视化对话框和菜单条，如图2所示。

3.2 知识存储

设计过程中有大量的知识，主要来源于技术手册、专家经验、工程数据和通过数据挖掘或神经网络等方法获取的数据。这些数据包括的公式、图表等。对于离散的、无法用表达式计算的表，一种方式是将数据表格以电子表格、二进制文档、数据库等外部文件存储；另外一种方式是将数据表格转化为某种数据结构，设计过程中用到的图，有直线、曲线等多种情况，通常可以将线图公式化或数表化。设计过程中会用到很多公式，该公式可以用函数编程实现算法。

3.3 推理验算

推理机（Inference Engine）是系统中实现基于知识推理的部件，是基于知识的推理在计算机中的实现，主要包括推理和控制二个方面，是知识系统中不可缺少的重要组成部分。推理是指依据一定的规则从已有的事实推出结论的过程。系统能够高效地求解复杂的问题，除了他们拥有大量的专门知识外，更重要的是他们能够合理选择及有效运用知识。基于知识的推理所要解决的问题是如何在问题求解过程中，选择和运用知识，完成问题求解。推理过程需要用的知识存储在知识库中，设计过程中，通过主控模块的控制，实现推理和调用。

3.4 调用结果

按照系统的设计流程，最终实现的是简易螺旋传动系统，包括初始条件和设计结果参数的报表。螺旋传动系统的组成部分螺杆和螺母的三维模型根据设计结果被保存，用户可以打开部件对照报表观察模型的具体参数，简易模型的示例和数据报表如图3所示。

4 结语

运用NX/OPEN API、MENU SCRIPT、UI STYLER技术及数据库技术，创建螺旋传动系统的知识库与推理器，实现螺旋传动的智能设计。该系统实现产品设计的智能化与知识化，实现人机界面可视化系统，实现对知识的存储和调用，实现基于知识的推理，提高螺旋传动设计的设计效率与设计质量。

参考文献

[1] 郭志强，李月琴.基于B/S的组合机床设计系统开发[J].组合机床与自动化加工技术，2011（2）.

[2] 侯永涛，丁向阳.UG/OPEN二次开发与实例精解[M].北京：化学工业出版社，2007.

[3] 吴宗泽，吴昌林，张卫国等.机械设计[M].武汉：华中科技大学出版社，2011.

[4] 闻邦椿.机械设计手册[M].北京：机械工业出版社，2010.

[5] 吴晓晓，敬石开，刘海滨.航天产品设计知识的表示与重用技术研究[J].制造业信息化，2009（11）.

[6] 舒雨锋，赵月花.基于UG平台的机床KBE设计系统的研究[J].工程技术，2011（3）.endprint

摘 要：运用NX/OPEN API，MENU SCRIPT，UI STYLER技术，数据库技术，创建螺旋传动设计的知识库与推理器，实现螺旋传动设计的智能化。系统集快速化，系统化，智能化于一体，在NX平台上创建主控模块，验算模块，推理模块，数据库管理模块，模型生成模块的设计，实现基于知识推理的螺旋传动快速设计，以提高螺旋传动设计的设计效率与设计质量，以适应市场需求。

关键词：螺旋传动 智能设计 知识推理

中图分类号：TH132 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）10（b）-0075-02

螺旋传动是一种应用较为广泛的传动机构，利用螺杆和螺母的啮合来传递动力和运动的机械传动。主要用于将旋转运动转换成直线运动，将转矩转换成推力，结构简单而又可靠。以滑动螺旋为例，设计包括耐磨性计算、螺杆的强度计算、螺母螺纹牙的强度计算、螺杆的稳定性计算。为缩短设计时间，提高设计质量，在NX平台上，根据传统的设计流程，研究智能设计流程，运用NX功能模块创建系统框架，存储和调用设计知识和经验，实现螺旋传动快速设计，以适应市场需求。

1 基于知识的设计流程

在知识工程中，用户将产品设计需求通过人机界面与设计系统交互。系统通过判断推理机对输入条件进行判断，如果条件不合理，系统会通过解释机制将信息反馈给用户，同时给用户发出向导信息；如果所需条件均满足需求，则进行下一步产品设计。判断推理机由强大的数据库所支持，包括产品模型库、知识库等有效数据。其中知识库为主要的数据源，它的组成可以是技术手册、专家经验、工程数据和通过数据挖掘或神经网络等方法获取的数据。同时，成功的产品设计中的数据知识也可以加载到开放的数据库中。

2 基于NX的螺旋传动系统总体框架

基于NX的螺旋传动系统，要将传统的设计流程计算机化，实现设计经验、设计数据、设计知识等的存储和调用。在智能化设计过程中，主要包括可视化对话框的设计，即用户操作的界面，包括对初始条件的设置和设计结果的输出，即主控模块、数据库模块、推理模块和验算模块。系统的调用即系统的最终实现，也就是建模模块，是用户完成自定义的设计和操作之后，所得到的螺旋传动的模型图及初始条件和设计结果的报表。

3 螺旋传动系统实现

3.1 主控部分

以滑动螺旋为例，滑动螺旋工作时，主要承受转矩及轴向拉力（或压力）的作用，同时在螺杆和螺母的旋合螺纹间有较大的相对滑动。其失效形式主要是螺纹磨损。设计包括耐磨性计算、螺杆的强度计算、螺母螺纹牙的强度计算、螺杆的稳定性计算。系统的设计流程如图1所示。运用UISTYLER技术，设计可视化对话框和菜单条，如图2所示。

3.2 知识存储

设计过程中有大量的知识，主要来源于技术手册、专家经验、工程数据和通过数据挖掘或神经网络等方法获取的数据。这些数据包括的公式、图表等。对于离散的、无法用表达式计算的表，一种方式是将数据表格以电子表格、二进制文档、数据库等外部文件存储；另外一种方式是将数据表格转化为某种数据结构，设计过程中用到的图，有直线、曲线等多种情况，通常可以将线图公式化或数表化。设计过程中会用到很多公式，该公式可以用函数编程实现算法。

3.3 推理验算

推理机（Inference Engine）是系统中实现基于知识推理的部件，是基于知识的推理在计算机中的实现，主要包括推理和控制二个方面，是知识系统中不可缺少的重要组成部分。推理是指依据一定的规则从已有的事实推出结论的过程。系统能够高效地求解复杂的问题，除了他们拥有大量的专门知识外，更重要的是他们能够合理选择及有效运用知识。基于知识的推理所要解决的问题是如何在问题求解过程中，选择和运用知识，完成问题求解。推理过程需要用的知识存储在知识库中，设计过程中，通过主控模块的控制，实现推理和调用。

3.4 调用结果

按照系统的设计流程，最终实现的是简易螺旋传动系统，包括初始条件和设计结果参数的报表。螺旋传动系统的组成部分螺杆和螺母的三维模型根据设计结果被保存，用户可以打开部件对照报表观察模型的具体参数，简易模型的示例和数据报表如图3所示。

4 结语

运用NX/OPEN API、MENU SCRIPT、UI STYLER技术及数据库技术，创建螺旋传动系统的知识库与推理器，实现螺旋传动的智能设计。该系统实现产品设计的智能化与知识化，实现人机界面可视化系统，实现对知识的存储和调用，实现基于知识的推理，提高螺旋传动设计的设计效率与设计质量。

参考文献

[1] 郭志强，李月琴.基于B/S的组合机床设计系统开发[J].组合机床与自动化加工技术，2011（2）.

[2] 侯永涛，丁向阳.UG/OPEN二次开发与实例精解[M].北京：化学工业出版社，2007.

[3] 吴宗泽，吴昌林，张卫国等.机械设计[M].武汉：华中科技大学出版社，2011.

[4] 闻邦椿.机械设计手册[M].北京：机械工业出版社，2010.

[5] 吴晓晓，敬石开，刘海滨.航天产品设计知识的表示与重用技术研究[J].制造业信息化，2009（11）.

[6] 舒雨锋，赵月花.基于UG平台的机床KBE设计系统的研究[J].工程技术，2011（3）.endprint

摘 要：运用NX/OPEN API，MENU SCRIPT，UI STYLER技术，数据库技术，创建螺旋传动设计的知识库与推理器，实现螺旋传动设计的智能化。系统集快速化，系统化，智能化于一体，在NX平台上创建主控模块，验算模块，推理模块，数据库管理模块，模型生成模块的设计，实现基于知识推理的螺旋传动快速设计，以提高螺旋传动设计的设计效率与设计质量，以适应市场需求。

关键词：螺旋传动 智能设计 知识推理

中图分类号：TH132 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）10（b）-0075-02

螺旋传动是一种应用较为广泛的传动机构，利用螺杆和螺母的啮合来传递动力和运动的机械传动。主要用于将旋转运动转换成直线运动，将转矩转换成推力，结构简单而又可靠。以滑动螺旋为例，设计包括耐磨性计算、螺杆的强度计算、螺母螺纹牙的强度计算、螺杆的稳定性计算。为缩短设计时间，提高设计质量，在NX平台上，根据传统的设计流程，研究智能设计流程，运用NX功能模块创建系统框架，存储和调用设计知识和经验，实现螺旋传动快速设计，以适应市场需求。

1 基于知识的设计流程

在知识工程中，用户将产品设计需求通过人机界面与设计系统交互。系统通过判断推理机对输入条件进行判断，如果条件不合理，系统会通过解释机制将信息反馈给用户，同时给用户发出向导信息；如果所需条件均满足需求，则进行下一步产品设计。判断推理机由强大的数据库所支持，包括产品模型库、知识库等有效数据。其中知识库为主要的数据源，它的组成可以是技术手册、专家经验、工程数据和通过数据挖掘或神经网络等方法获取的数据。同时，成功的产品设计中的数据知识也可以加载到开放的数据库中。

2 基于NX的螺旋传动系统总体框架

基于NX的螺旋传动系统，要将传统的设计流程计算机化，实现设计经验、设计数据、设计知识等的存储和调用。在智能化设计过程中，主要包括可视化对话框的设计，即用户操作的界面，包括对初始条件的设置和设计结果的输出，即主控模块、数据库模块、推理模块和验算模块。系统的调用即系统的最终实现，也就是建模模块，是用户完成自定义的设计和操作之后，所得到的螺旋传动的模型图及初始条件和设计结果的报表。

3 螺旋传动系统实现

3.1 主控部分

以滑动螺旋为例，滑动螺旋工作时，主要承受转矩及轴向拉力（或压力）的作用，同时在螺杆和螺母的旋合螺纹间有较大的相对滑动。其失效形式主要是螺纹磨损。设计包括耐磨性计算、螺杆的强度计算、螺母螺纹牙的强度计算、螺杆的稳定性计算。系统的设计流程如图1所示。运用UISTYLER技术，设计可视化对话框和菜单条，如图2所示。

3.2 知识存储

设计过程中有大量的知识，主要来源于技术手册、专家经验、工程数据和通过数据挖掘或神经网络等方法获取的数据。这些数据包括的公式、图表等。对于离散的、无法用表达式计算的表，一种方式是将数据表格以电子表格、二进制文档、数据库等外部文件存储；另外一种方式是将数据表格转化为某种数据结构，设计过程中用到的图，有直线、曲线等多种情况，通常可以将线图公式化或数表化。设计过程中会用到很多公式，该公式可以用函数编程实现算法。

3.3 推理验算

推理机（Inference Engine）是系统中实现基于知识推理的部件，是基于知识的推理在计算机中的实现，主要包括推理和控制二个方面，是知识系统中不可缺少的重要组成部分。推理是指依据一定的规则从已有的事实推出结论的过程。系统能够高效地求解复杂的问题，除了他们拥有大量的专门知识外，更重要的是他们能够合理选择及有效运用知识。基于知识的推理所要解决的问题是如何在问题求解过程中，选择和运用知识，完成问题求解。推理过程需要用的知识存储在知识库中，设计过程中，通过主控模块的控制，实现推理和调用。

3.4 调用结果

按照系统的设计流程，最终实现的是简易螺旋传动系统，包括初始条件和设计结果参数的报表。螺旋传动系统的组成部分螺杆和螺母的三维模型根据设计结果被保存，用户可以打开部件对照报表观察模型的具体参数，简易模型的示例和数据报表如图3所示。

4 结语

运用NX/OPEN API、MENU SCRIPT、UI STYLER技术及数据库技术，创建螺旋传动系统的知识库与推理器，实现螺旋传动的智能设计。该系统实现产品设计的智能化与知识化，实现人机界面可视化系统，实现对知识的存储和调用，实现基于知识的推理，提高螺旋传动设计的设计效率与设计质量。

参考文献

[1] 郭志强，李月琴.基于B/S的组合机床设计系统开发[J].组合机床与自动化加工技术，2011（2）.

[2] 侯永涛，丁向阳.UG/OPEN二次开发与实例精解[M].北京：化学工业出版社，2007.

[3] 吴宗泽，吴昌林，张卫国等.机械设计[M].武汉：华中科技大学出版社，2011.

[4] 闻邦椿.机械设计手册[M].北京：机械工业出版社，2010.

[5] 吴晓晓，敬石开，刘海滨.航天产品设计知识的表示与重用技术研究[J].制造业信息化，2009（11）.

[6] 舒雨锋，赵月花.基于UG平台的机床KBE设计系统的研究[J].工程技术，2011（3）.endprint