本文綜合研究了圓錐滾子軸承優(yōu)化設(shè)計CAD系統(tǒng)開發(fā)中的關(guān)鍵技術(shù),包括參數(shù)化技術(shù)和優(yōu) 化設(shè)計理論。在此基礎(chǔ)上,提出了針對圓錐滾子軸承的基于約束的二維特征參數(shù)化設(shè)計方 法,建立了圓錐滾子軸承優(yōu)化設(shè)計的數(shù)學(xué)模型。最后,開發(fā)了圓錐滾子軸承優(yōu)化設(shè)計CAD系 統(tǒng)。 第一章首先介紹了國內(nèi)外軸承CAD軟件的現(xiàn)狀;然后對優(yōu)化設(shè)計理論和參數(shù)化技術(shù)的發(fā) 展進行了闡述;最后介紹了本文工作的內(nèi)容及章節(jié)的安排。 第二章主要討論了參數(shù)化技術(shù)理論基礎(chǔ)。詳細地介紹了特征造型技術(shù)的發(fā)展及定義, 特征造型的分類及特征造型系統(tǒng)的實現(xiàn);研究了幾何約束的概念、分類和屬性,分析了幾 何約束模型的建模和求解;闡述了參數(shù)化方法:基于幾何約束的數(shù)學(xué)方法、人工智能方法 和基于構(gòu)造過程法;最后,提出了圓錐滾子軸承專用的基于約束的二維特征參數(shù)化設(shè)計方 法。 第三章簡述了優(yōu)化設(shè)計理論概念、發(fā)展;對優(yōu)化數(shù)學(xué)模型的三個要素設(shè)計變量、目標(biāo) 函數(shù)和約束條件進行了討論:對優(yōu)化數(shù)學(xué)模型的建立及其數(shù)值迭代計算和迭代終止準(zhǔn)則進 行了研究;在此基礎(chǔ)上,給出了圓錐滾子軸承優(yōu)化設(shè)計的三大要素,建立了其優(yōu)化計算的 數(shù)學(xué)模型。 第四章介紹了優(yōu)化設(shè)計...

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【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
目錄
第一章 緒論
    1.1 軸承設(shè)計概述
        1.1.1 軸承行業(yè)的發(fā)展及現(xiàn)狀
        1.1.2 軸承設(shè)計的概念與特點
    1.2 CAD軟件的發(fā)展和現(xiàn)狀
        1.2.1 CAD軟件的發(fā)展
        1.2.2 國內(nèi)外CAD軟件的現(xiàn)狀
        1.2.3 國內(nèi)外CAD軟件的不足
    1.3 優(yōu)化設(shè)計理論概述
        1.3.1 優(yōu)化設(shè)計理論的概念
        1.3.2 優(yōu)化設(shè)計理論的發(fā)展及現(xiàn)狀
    1.4 參數(shù)化設(shè)計技術(shù)概述
        1.4.1 參數(shù)化設(shè)計技術(shù)發(fā)展過程
        1.4.2 參數(shù)化設(shè)計技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢
    1.5 課題的意義、目標(biāo)及安排
        1.5.1 課題的意義
        1.5.2 論文的目標(biāo)
        1.5.3 論文的安排
    1.6 本章小結(jié)
第二章 參數(shù)化設(shè)計理論及圓錐滾子軸承參數(shù)化設(shè)計方法研究
    2.1 參數(shù)化設(shè)計技術(shù)理論基礎(chǔ)
        2.1.1 特征造型的發(fā)展及定義
        2.1.2 特征的分類
        2.1.3 特征造型系統(tǒng)的實現(xiàn)技術(shù)
    2.2 幾何約束
        2.2.1 幾何約束的概念、分類及屬性
        2.2.2 約束模型及求解
    2.3 參數(shù)化設(shè)計方法
        2.3.1 基于幾何約束的數(shù)學(xué)方法
        2.3.2 人工智能法
        2.3.3 基于構(gòu)造過程法
    2.4 基于幾何約束的二維特征參數(shù)化圓錐滾子軸承CAD系統(tǒng)
        2.4.1 圓錐滾子軸承CAD系統(tǒng)二維特征參數(shù)化
        2.4.2 基于特征的約束分析與建模
        2.4.3 約束方程的建立與求解
        2.4.4 圓錐滾子軸承參數(shù)化CAD系統(tǒng)的主要功能模塊分析
    2.5 本章小結(jié)
第三章 優(yōu)化設(shè)計理論研究及圓錐滾子軸承優(yōu)化設(shè)計數(shù)學(xué)模型的建立
    3.1 優(yōu)化設(shè)計理論基礎(chǔ)
        3.1.1 優(yōu)化設(shè)計理論的概念
        3.1.2 優(yōu)化設(shè)計理論的發(fā)展
    3.2 優(yōu)化設(shè)計數(shù)學(xué)模型構(gòu)成要素
        3.2.1 設(shè)計變量
        3.2.2 目標(biāo)函數(shù)
        3.2.3 約束條件
    3.3 優(yōu)化設(shè)計的數(shù)學(xué)模型及計算收斂準(zhǔn)則
        3.3.1 優(yōu)化設(shè)計的數(shù)學(xué)模型
        3.3.2 優(yōu)化設(shè)計的數(shù)值迭代計算
        3.3.3 優(yōu)化設(shè)計迭代計算的終止準(zhǔn)則
    3.4 圓錐滾子軸承的優(yōu)化設(shè)計數(shù)學(xué)建模
        3.4.1 圓錐滾子軸承概述
        3.4.2 目標(biāo)函數(shù)
        3.4.3 設(shè)計變量
        3.4.4 約束條件
            3.4.4.1 內(nèi)圈大、小擋邊根部厚度的約束
            3.4.4.2 滾子長度的約束
            3.4.4.3 內(nèi)圈、外圈最小有效壁厚約束
            3.4.4.4 滾子間的約束
            3.4.4.5 保持架梁寬約束
            3.4.4.6 內(nèi)圈大擋邊根部厚度α₀′強度的約束
        3.4.5 圓錐滾子軸承優(yōu)化設(shè)計數(shù)學(xué)模型
    3.5 本章小結(jié)
第四章 圓錐滾子軸承優(yōu)化設(shè)計算法研究
    4.1 優(yōu)化設(shè)計的算法
        4.1.1 無約束優(yōu)化算法
        4.1.2 約束優(yōu)化算法
        4.1.3 遺傳算法(Genetic Algorithm)
    4.2 圓錐滾子軸承優(yōu)化設(shè)計求解
        4.2.1 圓錐滾子軸承優(yōu)化設(shè)計算法的選擇
        4.2.2 綜合約束函數(shù)雙下降法在圓錐滾子軸承優(yōu)化設(shè)計算法中的應(yīng)用
    4.3 本章小結(jié)
第五章 圓錐滾子軸承標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計方法
    5.1 圓錐滾子軸承標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計概述
    5.2 已知外形參數(shù)和內(nèi)部結(jié)構(gòu)主參數(shù)
    5.3 套圈設(shè)計
        5.3.1 外圈設(shè)計
            5.3.1.1 滾子大頭與外滾道接觸處直徑D₂′(取值精度0.001)
            5.3.1.2 外圈滾道最大直徑D₂(取值精度0.01)
            5.3.1.3 外圈有效壁厚S_e(取值精度0.01)
        5.3.2 弧形擋邊內(nèi)圈設(shè)計
            5.3.2.1 內(nèi)圈弧形擋邊曲率半徑ρ_p(取值精度0.001)
            5.3.2.2 內(nèi)圈大擋邊形狀為弧形時內(nèi)滾道最大直徑d_i′(取值精度0.001)
            5.3.2.3 內(nèi)滾道在內(nèi)圈中心線上的投影長度L(取值精度0.1)
            5.3.2.4 內(nèi)滾道最小直徑d₄(取值精度0.01)
            5.3.2.5 內(nèi)滾道大擋邊直徑d₂(取值精度0.1)
            5.3.2.6 內(nèi)滾道大擋邊直徑d₃(取值精度0.1)
            5.3.2.7 內(nèi)圈有效壁厚S_i(取值精度0.01)
            5.3.2.8 驗算內(nèi)圈有效壁厚S_i及內(nèi)、外圈有效壁厚差|S_i—S_e|
            5.3.2.9 驗算大檔邊根部寬度a₀′
            5.3.2.10 內(nèi)圈小擋邊外圓表面最小寬度a′的驗算
            5.3.2.11 軸承寬度T′及其最大值T_max，最小值T_min的驗算
        5.3.3 錐面擋邊內(nèi)圈設(shè)計
            5.3.3.1 內(nèi)圈大檔邊錐面與端面之間的夾角λ(取值精度1′)
            5.3.3.2 內(nèi)圈大檔邊錐面與滾道之間的夾角ψ(取值精度1′)
            5.3.3.3 內(nèi)圈大檔邊形狀為錐面時，內(nèi)滾道最大直徑d_i(取值精度0.001)
            5.3.3.4 內(nèi)圈錐面大檔邊寬度a⁰(取值精度0.01)
        5.3.4 內(nèi)、外圈標(biāo)志中心圓直徑d_k，D_k及字體高Hz

            5.3.4.1 內(nèi)圈標(biāo)志中心圓直徑d_k

            5.3.4.2 外圈標(biāo)志中心圓直徑D_k

            5.3.4.3 外圈標(biāo)志面寬度h_w及外圈字體高H_z

    5.4 滾子設(shè)計
        5.4.1 滾子球端面曲率半徑SR(取值精度1)
        5.4.2 滾子全長L_w

        5.4.3 滾子小頭直徑D_w1(取值精度0.001)
        5.4.4 滾子球面圓窩直徑Δp_max和深度h_max(取值精度0.001)
    5.5 筐性保持架的設(shè)計
        5.5.1 保持架鋼板厚度S(取值精度0.1)
        5.5.2 壓坡角θ₁及壓坡深度S₂

        5.5.3 窗孔長度L_c(取值精度0.1)
        5.5.4 假想滾子直徑D_w′、D_w1′(取值精度0.001)
        5.5.5 假想內(nèi)滾道最大直徑d_i″(取值精度0.001)
        5.5.6 窗孔大、小端寬度Δc、Ac₁(取值精度0.01)
        5.5.7 假想滾子大頭與窗孔大頭壓坡面切點圓直徑D_cj(簡稱計算直徑，取值精度0.01)
        5.5.8 保持架內(nèi)側(cè)錐面母線與其軸心線夾角θ(簡稱保持架內(nèi)角，取值精度5′，只入不舍)
        5.5.9 保持架窗孔大頭筋寬l_c1(取值精度0.1)
        5.5.10 保持架小端底邊至窗孔距離l_c2(取值精度0.1)
        5.5.11 保持架寬度B_c(取值精度0.1)
        5.5.12 保持架小端內(nèi)徑d_c1(取值精度0.1)
        5.5.13 保持架大端內(nèi)徑D_c(取值精度0.1)
        5.5.14 保持架底孔直徑d_c(取值精度0.5)
        5.5.15 保持架窗孔底幅高度l_c3(取值精度0.1)
        5.5.16 保持架窗孔數(shù)即滾子數(shù)Z
    5.6 壓力線與軸心線交點至外圈寬端面距離A
    5.7 零件質(zhì)量計算(單位都為KG)
        5.7.1 外圈質(zhì)量W₀₁

        5.7.2 內(nèi)圈質(zhì)量W₀₂

        5.7.3 滾子質(zhì)量W₀₄

        5.7.4 筐性保持架質(zhì)量W₀₇

    5.8 本章小結(jié)
第六章 圓錐滾子軸承優(yōu)化設(shè)計CAD系統(tǒng)的實現(xiàn)
    6.1 圓錐滾子軸承優(yōu)化設(shè)計CAD系統(tǒng)需求分析
        6.1.1 系統(tǒng)設(shè)計目標(biāo)
        6.1.2 系統(tǒng)開發(fā)工具
    6.2 圓錐滾子軸承優(yōu)化設(shè)計CAD系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)
        6.2.1 系統(tǒng)設(shè)計目標(biāo)
        6.2.2 系統(tǒng)流程
        6.2.3 系統(tǒng)主界面
    6.3 系統(tǒng)功能模塊
        6.3.1 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫模塊
        6.3.2 優(yōu)化設(shè)計模塊
        6.3.3 標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計和查詢設(shè)計模塊
        6.3.4 設(shè)計稿輸出模塊
        6.3.5 菜單設(shè)計
    6.4 設(shè)計實例
        6.4.1 30210E的優(yōu)化設(shè)計計算實例
        6.4.2 33206E的優(yōu)化設(shè)計計算實例
    6.5 本章小結(jié)
第七章 總結(jié)與展望
    7.1 論文工作的總結(jié)
    7.2 展望
參考文獻
致謝



本文編號：3848937

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