机械产品的验证工作是机械产品设计过程中的重要环节,由于验证系统的不完备性常导致其不能及时地发现机械产品设计中存在的缺陷,降低了机械产品的设计和开发效率,增加了机械产品设计成本。基于零部件设计参数之间的约束关系所建立的设计缺陷辨识模型,可在机械产品的设计阶段快速查找和准确定位出机械产品中存在的设计缺陷,有效提高机械产品的设计质量和开发效率。论文以机械传动系统为研究对象,建立了其约束模型,分别对其强度设计缺陷、装配设计缺陷和可加工性设计缺陷等设计缺陷的辨识模型与修正方法进行了较为深入系统的研究。1.基于非圆直齿轮副主从动轮之间的约束模型,提出了非圆直齿轮副的设计缺陷辨识模型与修正方法。分析了非圆直齿轮和高阶椭圆锥齿轮节面产生不连续点和尖点的原因,给出了判断其节面出现不连续点的准则。针对高阶阿基米德螺线锥齿轮和高阶二次曲线锥齿轮设计过程中节面出现的尖点问题,采用刀具节面替换非圆锥齿轮尖点处的节面,实现了对其节面尖点设计缺陷的修正。2.提出了基于回归分析模型的机械产品设计缺陷辨识方法。以球笼式等速万向联轴器为研究对象,将其内外沟道的接触应力作为强度判断的依据,将历史设计方案中影响零部件接触应力的设计参数作为因变量,建立接触应力与各相关影响因素的回归方程,通过拟合后的回归方程分析各因素对内外沟道强度的影响程度,计算出各影响因素的最大拟合误差值。将新设计方案中影响零部件接触应力的设计参数代入回归方程,求得参数设计值与回归方程的输出值之间的差值,将此差值与回归方程最大拟合误差值进行对比分析,辨识出了球笼式等速万向联轴器设计中存在的强度设计缺陷。3.提出了基于验证树模型的机械产品装配设计缺陷的辨识方法。针对机械产品设计中的装配约束验证问题,采用构造装配约束验证树的方法,将机械产品设计中存在装配约束关系的信息存储在树的节点中,将修改后的设计参数存入修改器,使用监视器来监视修改器内容的变化并对验证树进行实时更新,通过验证分析器调用监视器中堆栈信息来决定验证工作的启停,实现了装配约束关系的动态、关联验证。开发了一个动态关联式装配验证原型系统,采用该系统对驱动腿筒件装配体进行了设计缺陷辨识。4.研究了基于约束关系网的机械产品设计缺陷辨识模型与修正方法。提出了机械产品装配设计参数与其约束判定函数的关联方法,研究了装配约束关系网中节点的数据结构,给出了装配约束关系网的构建方法,描述了装配约束关系网的禁忌表访问方式,在此基础上提出了基于装配约束关系网的装配设计缺陷的辨识模型与方法。从装配约束关系网中的设计缺陷节点出发,以约束路径的权值之和为目标函数,采用蚁群算法对装配设计缺陷的修正路径进行了优化,采用该方法对膜片离合器进行了装配设计缺陷的辨识与修正。5.提出了基于人工免疫原理的机械产品设计缺陷辨识方法。将机械产品中零部件的几何约束关系规约为设计缺陷判别函数,在对零部件的几何约束编码的基础上建立了机械产品的装配约束关系矩阵,采用有向图存储装配约束关系矩阵信息,有向图中的节点标识零件编号,节点的数据结构存储零件的设计参数,弧的权值标识几何约束的类型。将有向图中弧的权值作为抗原,设计缺陷作为抗体,依据抗原基因与抗体基因的亲和度来决定抗体的变异规则,通过对抗体的剪切、拼接与替换等变异操作来识别抗原,基于对有向图中弧的权值的解码分析实现了机械产品设计缺陷的动态辨识。6.提出了高阶非圆齿轮副的根切、齿顶过切和节曲线干涉等设计缺陷的仿真验证辨识方法。建立了非圆锥齿轮齿廓产形刀具的精确数学模型,基于非圆齿轮与其齿廓产形刀具之间以及主从动轮节曲线之间的啮合关系,提出了高阶非圆锥齿轮的齿廓产形算法和主从动轮之间啮合运动的仿真算法。在此基础上建立了高阶非圆锥齿轮副的仿真验证模型,提出了高阶椭圆齿轮副根切和齿顶过切等设计缺陷的修正方法。