多失效模式下的滤波减速器时变可靠性分析与设计研究

发布时间：2017-11-06 22:37

  本文关键词：多失效模式下的滤波减速器时变可靠性分析与设计研究

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【摘要】：随着工程上对减速器的精度、可靠性、寿命、体积等要求越来越高,在国家自然科学基金的资助下,本文以重庆大学王家序教授等提出的一种新型减速器—滤波减速器为研究对象,开展基于齿面接触和齿根弯曲疲劳强度的时变可靠性分析、可靠性设计优化、磨损可靠性以及疲劳可靠性分析研究,以期在滤波减速器的高可靠性、长寿命以及轻量化方面有所改进。针对滤波减速器,其主要的失效部件为齿轮,因此本文将以其齿轮为研究对象。本文首先建立考虑齿面接触疲劳和齿根弯曲疲劳两种失效模式下的滤波减速器时变可靠性模型,然后,将此可靠性模型作为优化设计的可靠性约束条件,对其齿轮相关参数进行可靠性设计优化。由于磨损可靠性和疲劳可靠性的模型复杂,如若作为优化设计的约束条件,将会大大降低可靠性设计优化的计算效率。因此,本文将对优化设计后的滤波减速器进行磨损可靠性和疲劳可靠性分析,以检验其磨损可靠性和疲劳可靠性是否满足工程需求。本文的具体研究工作主要包括:(1)分析滤波减速器结构及其运动原理,建立滤波减速器齿轮在随机载荷作用下的时变可靠性模型,并构建共因失效下考虑齿面接触疲劳和齿根弯曲疲劳两种失效模式下的时变可靠性模型。(2)以滤波减速器体积最小为目标,对齿面接触疲劳和齿根弯曲疲劳共因失效模式建立的可靠性模型进行分析,并作为可靠性约束条件,优化滤波减速器齿轮参数,得到保证轻量化且可靠的滤波减速器的最优设计参数。(3)基于雨流计数法,对随机载荷作用下的齿轮应力进行统计分析,利用Miner线性累积损伤法则和S-N曲线对滤波减速器齿轮进行疲劳寿命估算,综合考虑载荷和齿轮结构参数的随机性,获取齿轮疲劳寿命的概率分布。(4)基于摩擦功齿轮副运动原理,建立数值仿真模型,模拟滤波减速器齿轮的动态磨损过程,研究齿轮磨损失效时磨损量随时间变化的规律,并建立基于磨损退化量的时变可靠性模型,开展了可靠性分析方法研究,验证优化参数的可行性。
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH132.46

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本文编号：1149708