新型双曲柄连杆 ——行星减速机的模糊可靠性优化设计研究

论文摘要

本文分析和讨论了现有的少齿差行星减速机在结构上存在的缺陷,提出了一种新的内平动少齿差行星减速机的设计。该方案充分利用了少齿差传动的原理,并在结构上力图减轻振动、噪声、发热等带来的不利影响,是一种适用现代机械对传动技术的新要求的一种新型传动装置。 文章中对该方案进行了动力分析,计算分析得出环板偏心之间相位差为180°能够使减速机的惯性力和惯性力矩达到完全平衡。利用功能强大的工程设计软件PRO/ENGINEER进行了虚拟设计,效果比较好。文中还对减速机进行了结构分析,并采用齿廓重叠干涉条件G_s向不发生齿廓干涉条件的临界值e逼近的方法求出内外齿轮的变位系数,从而增大重合度,减小机构尺寸,提高传动质量。 在传统设计的基础上,还根据减速机的工作特点和设计要求,运用模糊数学的原理对减速机进行了模糊可靠性分析,建立了减速机的可靠性数学模型,将减速机的模糊优化模型转化为常规的优化模型,并利用相应的工程软件MATLAB对减速机进行了优化计算。

论文目录

• 第一章 绪论
• 1.1 前言
• 1.2 关于少齿差行星传动技术的发展
• 1.3 模糊可靠性优化概述
• 1.4 关于虚拟设计
• 1.5 本文研究的主要内容和方法
• 第二章 新型少齿差减速机的传动特点
• 2.1 概述
• 2.2 设计思想的形成
• 2.3 新型少齿差减速机的传动特点
• 第三章 新型少齿差减速机的运动分析
• 3.1 概述
• 3.2 新型少齿差减速机的传动比的计算
• 第四章 新型少齿差减速机的动力分析
• 4.1 概述
• 4.2 啮合力分析
• 4.2.1 一级齿轮传动受力分析
• 4.2.2 二级少齿差传动部分受力分析
• 4.3 惯性力分析
• 4.4 支座动反力分析
• 4.5 减速机惯性力静平衡及惯性力偶矩动平衡的证明
• 第五章 新型少齿差减速机的结构设计
• 5.1 概述
• 5.2 行星齿轮传动的设计计算步骤
• 5.3 整体结构设计及外形尺寸的确定
• 5.4 齿轮副的啮合参数的确定
• 5.4.1 关于参数的限制条件
• 5.4.2 少齿差内啮合变位系数的确定
• 5.5 少齿差减速机第二级传动齿轮强度的校核
• 5.6 少齿差减速机第一级齿轮传动强度校核
• 5.7 减速机的参数设计
• 5.8 减速机的效率计算
• 第六章 新型少齿差减速机的虚拟设计
• 6.1 概述
• 6.2 新型少齿差减速机的虚拟设计
• 6.3 少齿差减速机主要零部件建模
• 6.3.1 外齿环板的建模
• 6.3.2 其他主要部件的设计
• 6.3.3 少齿差减速机的装配设计
• 6.4 关于虚拟设计部分的进一步研究
• 第七章 新型少齿差减速机的模糊可靠性优化设计
• 7.1 概述
• 7.2 几种常用机械零件设计方法的不完善性分析
• 7.3 机械模糊可靠性优化设计方法
• 7.3.1 模糊可靠性优化的目标函数、约束条件和设计变量
• 7.3.2 模糊优化模型向非模糊优化模型的转化
• 7.4 减速机二级齿轮的可靠性模糊优化设计
• 7.4.1 非对称模糊优化设计的数学模型
• 7.4.2 非对称模糊优化模型的隶属函数
• 7.4.3 非对称模糊优化模型的水平截集法
• 7.4.4 环板外齿轮的模糊优化设计
• 7.4.5 环板外齿轮的可靠性模糊优化模型
• 7.4.6 模糊约束的隶属函数
• 7.4.7 可靠性模糊优化模型的转化
• 7.4.8 优化过程和优化结果
• 7.4.8.1 MATLAB软件简介
• 7.4.8.2 MATLAB软件用于本文的优化
• 7.4.8.3 优化结果分析和结论
• 7.5 一级齿轮的模糊可靠性优化设计
• 7.5.1 一级齿轮的可靠性模糊优化设计
• 7.5.2 可靠性模糊优化模型的求解
• 7.5.3 优化结果分析和结论
• 第八章 结论与展望
• 参考文献
• 附录一 环板外齿轮优化计算过程
• 附录二 一级传动优化计算过程
• 附录三 用PRO／ENGINEER编辑工具编写参数化控制曲线的相关公式
• 附录四 在学期间发表学术论文及科研成果情况
• 致谢