本文综合研究了圆锥滚子轴承优化设计CAD系统开发中的关键技术,包括参数化技术和优化设计理论。在此基础上,提出了针对圆锥滚子轴承的基于约束的二维特征参数化设计方法,建立了圆锥滚子轴承优化设计的数学模型。最后,开发了圆锥滚子轴承优化设计CAD系统。 第一章首先介绍了国内外轴承CAD软件的现状;然后对优化设计理论和参数化技术的发展进行了阐述;最后介绍了本文工作的内容及章节的安排。 第二章主要讨论了参数化技术理论基础。详细地介绍了特征造型技术的发展及定义,特征造型的分类及特征造型系统的实现;研究了几何约束的概念、分类和属性,分析了几何约束模型的建模和求解;阐述了参数化方法:基于几何约束的数学方法、人工智能方法和基于构造过程法;最后,提出了圆锥滚子轴承专用的基于约束的二维特征参数化设计方法。 第三章简述了优化设计理论概念、发展;对优化数学模型的三个要素设计变量、目标函数和约束条件进行了讨论:对优化数学模型的建立及其数值迭代计算和迭代终止准则进行了研究;在此基础上,给出了圆锥滚子轴承优化设计的三大要素,建立了其优化计算的数学模型。 第四章介绍了优化设计的各种算法。分析了无约束算法、约束算法和遗传算法,并对其优劣进行了详细地比较。针对圆锥滚子轴承优化设计数学模型的特点。选择了相对成熟、高效、合理的算法:综合约束函数双下降法。并对综合约束函数双下降法在圆锥滚子轴承优化设计数学模型中的应用进行了介绍。 第五章主要对圆锥滚子轴承的标准设计方法进行了讨论。首先,简述了圆锥滚子轴承的结构,给出了标准设计中的装配图和零件图;之后,在已知的外形参数和内部结构参数的基础上,分别介绍了圆锥滚子轴承的内圈、外圈、滚子和保持架的所以参数的设计计算过程。 第六章详细地阐述了专门针对圆锥滚子轴承设计而开发的优化设计CAD系统。在经过对系统的需求分析之后,确定了系统的主要功能模块:数据库模块、优化设计模块、标准设计模块、查询设计模块和输出模块;并且对各个模块的原理和实现过程进行了具体地描述:最后,对优化计算模块进行了测试、比较,验证了其正确性。 第七章总结全文的研究工作,并对今后轴承CAD系统的发展进行展望。