本文關(guān)鍵詞：含偏心誤差齒輪的傳遞精度可靠性靈敏度與可靠性穩(wěn)健設(shè)計研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：動力伺服刀架是數(shù)控機床上用來夾持刀具的關(guān)鍵部件,它的性能優(yōu)劣嚴重的影響了整機水平,表現(xiàn)在切削性能和切削效率。因此提高動力伺服刀架的性能,對于提高整機的可靠性有至關(guān)重要的意義。本文以轉(zhuǎn)位系統(tǒng)的傳動齒輪為研究對象,進行了當(dāng)齒輪含有幾何偏心誤差時的轉(zhuǎn)角誤差分析,并對其傳遞精度的可靠性作出研究,進行可靠性優(yōu)化與穩(wěn)健性設(shè)計。具體工作內(nèi)容如下：(1)基于UG進行含幾何偏心誤差的齒輪參數(shù)化三維模型的建立。以ADAMS仿真分析軟件為平臺,對含偏心誤差齒輪傳動系統(tǒng)進行仿真分析,驗證嚙合線增量理論,得到主從動輪各自幾何偏心與其引起的最大轉(zhuǎn)角誤差的關(guān)系。(2)利用嚙合線增量理論進行含幾何偏心誤差齒輪傳遞精度分析,得到考慮相嚙合齒輪偏心大小及角度耦合關(guān)系的轉(zhuǎn)角誤差模型。將遺傳算法和傳統(tǒng)的優(yōu)化方法相結(jié)合,獲得使轉(zhuǎn)位系統(tǒng)的轉(zhuǎn)角誤差最小的安裝方式。(3)考慮齒輪旋轉(zhuǎn)中心的不確定性,利用Isight軟件進行最優(yōu)拉丁超立方抽樣,得到樣本帶入MATLAB程序中得到各組樣本的最大轉(zhuǎn)角誤差。通過BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)建立了含偏心誤差齒輪考慮旋轉(zhuǎn)中心坐標的轉(zhuǎn)角誤差模型,基于該模型建立狀態(tài)函數(shù)。(4)基于得到的狀態(tài)函數(shù),結(jié)合可靠性理論的知識,本文利用均值一次二階矩和改進的一次二階矩方法和可靠性的隨機攝動方法對轉(zhuǎn)位系統(tǒng)的傳遞精度進行可靠性及靈敏度分析,得到各裝配參數(shù)對其影響。在Linux系統(tǒng)下利用MPICH并行技術(shù),用并行Monte-Carlo方法計算可靠度及靈敏度對其進行對比驗證。(5)將可靠性理論與最優(yōu)化問題相結(jié)合,把可靠性作為優(yōu)化問題的約束條件,進行使轉(zhuǎn)角誤差最小優(yōu)化設(shè)計。將可靠性靈敏度分析和穩(wěn)健性設(shè)計方法相結(jié)合,進行了含偏心誤差齒輪傳動系統(tǒng)的可靠性穩(wěn)健設(shè)計,將可靠性靈敏度加入優(yōu)化設(shè)計模型,得到使傳動系統(tǒng)最穩(wěn)健的設(shè)計參數(shù)。本文以含幾何偏心誤差的齒輪傳動系統(tǒng)為研究對象,并對其安裝參數(shù)進行優(yōu)化設(shè)計,提高了它的可靠性及穩(wěn)健性。
【關(guān)鍵詞】：偏心誤差 傳動精度 可靠性靈敏度 可靠性穩(wěn)健設(shè)計 MPICH
【學(xué)位授予單位】：東北大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TG659;TH132.41
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-17
• 1.1 課題的研究背景與意義11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-14
• 1.2.1 齒輪傳動精度概述11-12
• 1.2.2 可靠性研究的發(fā)展及現(xiàn)狀12
• 1.2.3 可靠性優(yōu)化設(shè)計的研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.4 穩(wěn)健設(shè)計的研究現(xiàn)狀13
• 1.2.5 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的研究現(xiàn)狀13
• 1.2.6 并行計算的發(fā)展及研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容14-17
• 第2章 嚙合線增量法及ADAMS仿真分析17-31
• 2.1 嚙合線增量理論17-19
• 2.1.1 漸開線齒輪加工誤差17
• 2.1.2 嚙合線增量法17-19
• 2.3 ADAMS數(shù)值仿真分析19-30
• 2.3.1 含幾何偏心誤差的齒輪三維模型建立19-22
• 2.3.2 ADAMS仿真分析模型建立22-24
• 2.3.3 仿真結(jié)果處理與分析24-30
• 2.4 本章小結(jié)30-31
• 第3章 含偏心誤差齒輪的傳遞精度分析31-55
• 3.1 含偏心誤差齒輪傳動誤差分析31-33
• 3.2 初始安裝角度的求解計算33-39
• 3.2.1 嚙合線AB的直線方程34
• 3.2.2 齒廓曲線方程推導(dǎo)34-35
• 3.2.3 壓力角非線性方程求解35-38
• 3.2.4 初始安裝角度計算38-39
• 3.3 基于遺傳算法的最大轉(zhuǎn)角誤差求解39-44
• 3.3.1 零號齒初始嚙合時的轉(zhuǎn)角誤差表達式39-40
• 3.3.2 基于遺傳算法的最大轉(zhuǎn)角誤差求解40-42
• 3.3.3 初始安裝輪齒的選擇42-44
• 3.4 多級含偏心誤差齒輪傳遞精度分析44-46
• 3.5 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立旋轉(zhuǎn)中心坐標與轉(zhuǎn)角誤差確定性函數(shù)關(guān)系46-54
• 3.5.1 齒輪旋轉(zhuǎn)中心對轉(zhuǎn)角誤差的影響46-47
• 3.5.2 Isight生成樣本點47-49
• 3.5.3 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立轉(zhuǎn)角誤差與齒輪中心點坐標的確定性數(shù)學(xué)模型49-54
• 3.6 本章小結(jié)54-55
• 第4章 含偏心誤差齒輪傳遞精度可靠性及靈敏度分析55-79
• 4.1 可靠性分析的基本理論55-60
• 4.1.1 可靠度和可靠度指標55-56
• 4.1.2 可靠度數(shù)值計算方法56-59
• 4.1.3 可靠性靈敏度分析方法59-60
• 4.1.4 可靠性靈敏度的無量鋼化60
• 4.2 單級含偏心誤差齒輪傳遞精度可靠性靈敏度設(shè)計60-76
• 4.2.1 基本隨機參數(shù)的確定60-61
• 4.2.2 均值一次二階矩法可靠性和可靠性靈敏度計算61-65
• 4.2.3 改進的一次二階矩法可靠性和可靠性靈敏度計算65-67
• 4.2.4 可靠性攝動法67-71
• 4.2.5 Monte-Carlo法可靠性靈敏度分析71-76
• 4.3 三級含偏心誤差齒輪傳遞精度可靠性靈敏度設(shè)計76-78
• 4.4 本章小結(jié)78-79
• 第5章 含偏心誤差齒輪傳遞精度可靠性優(yōu)化及可靠性穩(wěn)健設(shè)計79-93
• 5.1 傳動系統(tǒng)可靠性優(yōu)化設(shè)計79-85
• 5.1.1 可靠性優(yōu)化設(shè)計基礎(chǔ)理論79-81
• 5.1.2 可靠性優(yōu)化設(shè)計步驟81-82
• 5.1.3 單級含偏心誤差齒輪傳遞精度可靠性優(yōu)化設(shè)計82-83
• 5.1.4 三級含偏心誤差齒輪傳遞精度可靠性優(yōu)化設(shè)計83-85
• 5.2 傳動系統(tǒng)可靠性穩(wěn)健設(shè)計85-92
• 5.2.1 基于靈敏度的穩(wěn)健設(shè)計方法的概念86
• 5.2.2 在約束條件中加入靈敏度分析86-87
• 5.2.3 在目標函數(shù)中加入靈敏度分析87-88
• 5.2.4 可靠性穩(wěn)健設(shè)計模型88
• 5.2.5 單級含偏心誤差齒輪傳遞精度可靠性穩(wěn)健設(shè)計88-90
• 5.2.6 三級含偏心誤差齒輪傳遞精度可靠性穩(wěn)健設(shè)計90-92
• 5.3 本章小結(jié)92-93
• 第6章 MPICH在并行蒙特卡洛可靠性計算中的應(yīng)用93-107
• 6.1 并行程序?qū)崿F(xiàn)硬件基礎(chǔ)93-95
• 6.1.1 并行機簡介93-94
• 6.1.2 COW的特點94-95
• 6.2 MPICH并行函數(shù)庫及其應(yīng)用95-99
• 6.2.1 MPI的特點95
• 6.2.2 MPICH程序的實現(xiàn)95-99
• 6.3 Monte-Carlo方法并行化99-101
• 6.3.1 Monte-Carlo方法并行原理99
• 6.3.2 Monte-Carlo方法并行程序設(shè)計模式99-101
• 6.4 MPICH在并行Monte-Carlo方法計算可靠性中的實現(xiàn)101-103
• 6.4.1 實驗環(huán)境101
• 6.4.2 Monte-Carlo方法計算可靠性并行化101-103
• 6.5 并行算法性能評估103-106
• 6.5.1 并行加速比104-105
• 6.5.2 并行效率105-106
• 6.6 本章小結(jié)106-107
• 第7章 結(jié)論107-109
• 參考文獻109-115
• 致謝115

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本文編號：292433