布局设计问题在机械工程、航空航天、机器人手臂运动规划、模式识别、交通运输、大规模集成电路的设计、出版印刷、服装、皮革、造船、城市规划和建筑设计等诸多行业的应用十分广泛。尽管人们对布局问题已进行了较为深入地研究，在许多领域中也取得一些进展，然而布局设计问题在机械工程领域方面的研究还比较薄弱。机械产品的布局设计问题属于复杂的三维布局问题。由于机械产品零部件几何形状的多样性和其约束关系的复杂性，机械产品布局设计问题具有不同于其他布局问题的特殊性。本文结合机械产品布局设计问题，提出了有利于解决机械产品布局问题的有效和可计算的布局约束及其分类，建立了分层递阶求解模型和相应的解决策略。利用启发式方法、模拟退火算法及ObjectARX技术，结合Visual C++6.0在AutoCAD2002平台上实现了减速器类产品布局系统，并对算例进行了模拟退火算法的参数分析。全文共分为六章，各章的主要研究内容如下：第一章是绪论部分，论述了国内外布局问题的研究成果以及布局理论在机械产品设计中的实际应用现状等，并提出了本课题的研究内容。第二章阐述了影响机械产品布局设计的需求信息和要求，将这些信息和要求转化为相应的布局约束，并将布局约束进行分类。根据由上而下的设计思想，将机械产品抽象为部件级、零件级、特征级三个层次，并根据产品分层的思想，建立了分层递阶求解模型。第三章论述了模拟退火算法在产品布局设计中的应用。第四章根据面向对象的编程思想，给出了产品布局设计中约束和模拟退火算法的表达形式。这些表达形式既考虑了约束分类，产品分层的思想，又对模拟退火算法进行了改进，从而便于将它们应用到减速器类产品布局设计中。第五章介绍了AutoCAD软件平台上ObjectARX2000的开发技术和VC++的编程技术，给出了减速器类产品布局设计软件开发过程及其应用实例。第六章进行了全文总结，得出了一些有益的结论，并就进一步的深入研究提出了一些设想。