本文關鍵詞：面向全壽命周期的齒輪泵公差多目標優(yōu)化設計，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：公差是產品零件尺寸參數的允許變動量,是機械精度的具體體現,是機械產品設計和制造的重要指標。公差通過影響產品質量與加工成本進而來影響其競爭力。本文以齒輪泵為例,在其全壽命周期內,綜合考慮制造和服役階段的公差、性能、成本等相關數據,結合動力學、摩擦學,研究齒輪泵質量在服役階段衰變機理與不確定性,討論其零部件失效分布規(guī)律,對其零部件關鍵特征開展公差設計研究,建立以加工成本、質量損失、輸出流量為目標函數的公差多目標優(yōu)化模型。具體研究工作如下:(1)介紹齒輪泵的發(fā)展歷程,對國內外在公差優(yōu)化設計領域現階段的研究內容進行了簡要的概括;給出本文主要研究內容與章節(jié)安排。(2)衡量齒輪泵工作性能的重要指標就是效率,其工作效率又分為機械效率與容積效率兩類,分別對兩類效率進行描述;建立齒輪泵輸出流量的數學模型,分析齒輪機構關鍵尺寸公差變化對輸出流量的影響。(3)齒輪泵的軸向間隙對其輸出流量有較大的影響,引入最優(yōu)間隙的概念,定義新函數為裝配間隙與最優(yōu)間隙之差,同時考慮齒輪泵工作時輸出流量和變化的間隙這兩個因素,建立公差優(yōu)化模型;搭建了齒輪泵輸出流量數據采集實驗系統(tǒng),由實驗裝置與數據采集裝置組成,為了驗證模型的正確性進行了實驗,將試驗結果與模擬結果對比分析;用修正法部件法估算齒輪泵服役壽命。(4)引入一個新質量損失觀:產品投入服役后因產品質量特征超出規(guī)定范圍而導致報廢所造成的損失現值,在此質量觀基礎上,應用資金折現原理建立基于服役壽命分布的產品質量損失模型,并提出基于質量特征公差要求的產品服役壽命分布密度函數計算方法,將基于服役壽命分布的產品質量損失模型與傳統(tǒng)田口質量損失模型作了對比分析;利用產品服役壽命分布密度函數求平均壽命,將求出的壽命與修正部件法求出的壽命作對比分析;以齒輪泵裝配尺寸鏈各組成環(huán)公差為變量,綜合考慮其服役時間、性能、加工成本、質量損失建立多目標公差優(yōu)化模型,采用遺傳算法對其進行求解,將所得結果與考慮最優(yōu)間隙和產品工作性能兩個因素所建模型所得結果進行對比分析。
【關鍵詞】：齒輪泵 服役壽命分布 最優(yōu)間隙 質量特征 公差優(yōu)化設計
【學位授予單位】：湖南科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG801;TH325
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-16
• 1.1 課題背景與意義10-11
• 1.1.1 選題背景10
• 1.1.2 課題的目的及意義10-11
• 1.2 國內外研究現狀11-14
• 1.2.1 齒輪泵發(fā)展概述11-12
• 1.2.2 公差設計研究現狀12-14
• 1.3 本文主要研究內容14-16
• 1.3.1 主要研究內容14-15
• 1.3.2 章節(jié)安排15-16
• 第二章 齒輪泵性能分析16-30
• 2.1 引言16
• 2.2 齒輪泵的工作原理與性能16-24
• 2.2.1 齒輪泵的工作原理及結構16-18
• 2.2.2 泄漏產生的原理及其控制的重要性18-19
• 2.2.3 齒輪泵的容積損失19-22
• 2.2.4 齒輪泵的機械損失22-24
• 2.3 齒輪泵零部件齒輪機構關鍵尺寸公差對輸出流量的影響24-28
• 2.3.1 齒輪泵輸出流量24-25
• 2.3.2 仿真模擬25-28
• 2.4 本章小結28-30
• 第三章 考慮最優(yōu)間隙的齒輪泵公差優(yōu)化設計30-46
• 3.1 引言30
• 3.2 確定最優(yōu)間隙30-33
• 3.2.1 最優(yōu)間隙確定必要性30-31
• 3.2.2 齒輪泵端面最佳間隙31-32
• 3.2.3 齒輪泵徑向最佳間隙32-33
• 3.3 考慮最優(yōu)間隙建立優(yōu)化模型33-38
• 3.3.1 裝配間隙33-34
• 3.3.2 建立公差優(yōu)化數學模型34-35
• 3.3.3 實例分析35-38
• 3.4 實驗驗證38-41
• 3.4.1 實驗原理和設計方案38-39
• 3.4.2 搭建實驗平臺39-40
• 3.4.3 實驗結果與分析40-41
• 3.5 齒輪泵服役壽命41-44
• 3.5.1 修正部件法計算壽命41-43
• 3.5.2 修正因子及修正系數的確定43-44
• 3.5.3 齒輪泵的壽命計算公式44
• 3.6 本章小結44-46
• 第四章 公差設計多目標優(yōu)化模型及求解46-64
• 4.1 引言46
• 4.2 公差成本模型46-47
• 4.3 傳統(tǒng)質量損失模型47-49
• 4.3.1 田口質量損失密度函數47-48
• 4.3.2 田口質量損失成本48-49
• 4.4 建立新的質量損失成本模型49-52
• 4.4.1 考慮服役壽命的產品質量損失模型49-50
• 4.4.2 考慮服役壽命的產品質量損失分布密度函數50-52
• 4.5 建立公差多目標優(yōu)化模型52-55
• 4.5.1 目標函數52
• 4.5.2 約束條件52-55
• 4.6 計算結果分析55-62
• 4.6.1 遺傳算法55-56
• 4.6.2 實例結果分析56-62
• 4.7 本章小結62-64
• 第五章 全文總結與展望64-66
• 5.1 全文總結64-65
• 5.2 下一步研究工作展望65-66
• 參考文獻66-70
• 致謝70-72
• 附錄A：攻讀碩士學位期間的研究成果72

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1 祝海林,鄒e

本文編號：318787