快速响应客户需求的主减速器设计平台研发
发布时间：2022-07-19 15:54
本文从实践和理论两个方面,探讨了建立主减速器快速开发设计系统的关键技术和方法,建立了基于MATLAB和SOLIDWORKS的主减速器螺旋锥齿轮的快速开发系统。通过本系统给他设计,可以形成产品的系列化及平台化开发,大大缩短了产品开发周期。文章首先参照主减速器的设计流程,初步选定主减速器螺旋锥齿轮的主要参数,并对以此参数值对锥齿轮进行了受力分析和强度分析。其次文章论述了MATLAB软件的优化功能与优化方法。依据上文所述的主减速器设计方法,建立了以体积最小化为单目标的多变量约束优化数学模型,并以前文所选取的参数值为初值利用MATLAB软件的fmincon函数对有关数值进行了优化处理,得到了优化值之后重新对锥齿轮进行受力分析和强度校核。结果发现锥齿轮的受力更为合理,所能承受的强度更大,优化结果比较满意。接下来介绍了MATLAB软件的GUI界面设计方法,创建了主减速器快速开发系统的界面并建立了各个界面之间的联系。接着详细说明了本文所设计的主减速器研发平台的设计流程和方法。应用所设计的主减速器快速开发系统,用户只需输入所要求的配置参数,并可得出主减速器锥齿轮的主要参数,然后可以根据得到的参数计算出...
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 选题背景
1.2 主减速器设计平台应具备的功能模块
1.2.1 参数计算功能
1.2.2 参数化设计功能
1.2.3 有限元分析功能
1.2.4 制图功能
1.2.5 主减速器设计平台的搭建方法探讨
1.3 国内外主减速器设计平台开发现状分析
1.3.1 国外主减速器设计平台的开发现状
1.3.2 国内主减速器设计平台开发的现状
1.3.3 主减速器设计平台的发展与展望
1.4 课题研究意义和主要内容
1.4.1 课题研究意义
1.4.2 课题研究内容
1.5 本章小结
第2章 主减速器结构方案的选择
2.1 齿轮传动形式的选择
2.1.1 螺旋锥齿轮传动
2.1.2 双曲面齿轮传动
2.1.3 圆柱齿轮传动
2.1.4 蜗杆传动
2.2 主减速器减速形式的选择
2.2.1 单级主减速器
2.2.2 双级主减速器
2.2.3 双速主减速器
2.2.4 贯通式主减速器
2.2.5 单双级减速配轮边减速器
2.3 主减速器锥齿轮的支承方案
2.3.1 小齿轮的支承
2.3.2 大齿轮的支承
2.4 本章小结
第3章 螺旋锥齿轮主要参数的初步设计计算
3.1 主减速器原始参数的确定
3.1.1 主减速比的确定
3.1.2 最小离地间隙的确定
3.1.3 齿轮计算载荷的确定
3.2 齿轮主要参数初步选择
3.2.1 主、从动齿轮齿数z_1和z_2
3.2.2 主、从动齿轮大端节圆直径d_z和端面模数m
3.2.3 主、大齿轮齿面宽b_1和b_2
3.2.4 螺旋锥齿轮的螺旋方向
3.2.5 中点螺旋角β
3.2.6 法向压力角α
3.2.7 螺旋锥齿轮铣刀盘名义半径r_d的选择
3.2.8 圆弧齿螺旋锥齿轮的几何尺寸计算
3.3 本章小结
第4章 主减速器齿轮强度计算
4.1 主减速器螺旋锥齿轮的强度计算
4.1.1 单位齿长上的圆周力p
4.1.2 轮齿的弯曲强度计算
4.1.3 轮齿接触强度计算
4.2 锥齿轮的材料选择
4.3 本章小结
第5章 螺旋锥齿轮主要参数的优化设计
5.1 MATLAB优化设计方法
5.1.1 最优化设计的数学模型
5.1.2 最优化设计的数值计算方法
5.1.3 多目标优化数学模型
5.2 螺旋锥齿轮主要参数的优化设计
5.2.2 优化设计变量的确定
5.2.3 变量约束条件的建立
5.2.4 优化计算
5.2.4.1 优化模型的确定
5.2.4.2 MATLAB优化方法
5.2.4.3 优化结果分析
5.3 本章小结
第6章 主减速器设计平台研发
6.1 界面的制作
6.2 界面之间的数据传递
6.2.1 GUI对象的属性修改
6.2.2 M文件的修改
6.2.2.1 主减速器计算界面的M文件修改
6.2.2.2 应力计算界面的M文件修改
6.3 CALLBACK程序编辑
6.4 操作界面展示
6.5 本章小结
第7章 螺旋锥齿轮的参数化建模
7.1 SOLIDWORKS和MATLAB系统的集成
7.2 参数化设计的实现
7.3 本章小结
第8章 结论
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文和参加的科研项目
附录
【参考文献】：
期刊论文
[1]行星齿轮减速器建模与运动学仿真[J]. 梁晓峰,陈艳锋. 机械. 2008(05)
[2]基于Pro/E的内平动齿轮减速器建模及运动仿真[J]. 高英,王松雷,殷玉枫. 机械研究与应用. 2008(01)
[3]虚拟样机技术在减速器设计中的应用[J]. 谢方伟,李炳文. 煤矿机械. 2008(01)
[4]基于UG软件的减速器三维参数化设计[J]. 陈青,邱志刚. 煤矿机械. 2007(12)
[5]多体系统仿真分析平台参数化建模技术研究[J]. 夏鸿建,王波兴,陈立平. 计算机集成制造系统. 2007(08)
[6]基于ADAMS的齿轮减速器动力学仿真[J]. 孙中平. 交通科技与经济. 2007(04)
[7]Pro/E技术在工程机械仿真设计中的应用[J]. 林通,叶智彪,申宝成. 筑路机械与施工机械化. 2007(05)
[8]基于Pro/E Wildfire实现变速器的虚拟装配和运动仿真[J]. 周尔民,肖乾. 煤矿机械. 2007(02)
[9]减速器系列参数绘图在AutoCAD上的实现[J]. 龙军,张世富,孙新岭,张涛,唐永勇. 新技术新工艺. 2007(02)
[10]基于Pro/E、ADAMS和ANSYS的齿轮减速器一体化开发平台[J]. 王秀山,杨建国,吴昊. 上海交通大学学报. 2007(01)
硕士论文
[1]基于Pro/E的圆柱齿轮减速器参数化CAD系统的研究与开发[D]. 麻连荣.同济大学 2007
[2]基于虚拟样机技术的变速器动力学仿真研究[D]. 崔新涛.天津大学 2004
本文编号：3663707
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 选题背景
1.2 主减速器设计平台应具备的功能模块
1.2.1 参数计算功能
1.2.2 参数化设计功能
1.2.3 有限元分析功能
1.2.4 制图功能
1.2.5 主减速器设计平台的搭建方法探讨
1.3 国内外主减速器设计平台开发现状分析
1.3.1 国外主减速器设计平台的开发现状
1.3.2 国内主减速器设计平台开发的现状
1.3.3 主减速器设计平台的发展与展望
1.4 课题研究意义和主要内容
1.4.1 课题研究意义
1.4.2 课题研究内容
1.5 本章小结
第2章 主减速器结构方案的选择
2.1 齿轮传动形式的选择
2.1.1 螺旋锥齿轮传动
2.1.2 双曲面齿轮传动
2.1.3 圆柱齿轮传动
2.1.4 蜗杆传动
2.2 主减速器减速形式的选择
2.2.1 单级主减速器
2.2.2 双级主减速器
2.2.3 双速主减速器
2.2.4 贯通式主减速器
2.2.5 单双级减速配轮边减速器
2.3 主减速器锥齿轮的支承方案
2.3.1 小齿轮的支承
2.3.2 大齿轮的支承
2.4 本章小结
第3章 螺旋锥齿轮主要参数的初步设计计算
3.1 主减速器原始参数的确定
3.1.1 主减速比的确定
3.1.2 最小离地间隙的确定
3.1.3 齿轮计算载荷的确定
3.2 齿轮主要参数初步选择
3.2.1 主、从动齿轮齿数z_1和z_2
3.2.2 主、从动齿轮大端节圆直径d_z和端面模数m
3.2.3 主、大齿轮齿面宽b_1和b_2
3.2.4 螺旋锥齿轮的螺旋方向
3.2.5 中点螺旋角β
3.2.6 法向压力角α
3.2.7 螺旋锥齿轮铣刀盘名义半径r_d的选择
3.2.8 圆弧齿螺旋锥齿轮的几何尺寸计算
3.3 本章小结
第4章 主减速器齿轮强度计算
4.1 主减速器螺旋锥齿轮的强度计算
4.1.1 单位齿长上的圆周力p
4.1.2 轮齿的弯曲强度计算
4.1.3 轮齿接触强度计算
4.2 锥齿轮的材料选择
4.3 本章小结
第5章 螺旋锥齿轮主要参数的优化设计
5.1 MATLAB优化设计方法
5.1.1 最优化设计的数学模型
5.1.2 最优化设计的数值计算方法
5.1.3 多目标优化数学模型
5.2 螺旋锥齿轮主要参数的优化设计
5.2.2 优化设计变量的确定
5.2.3 变量约束条件的建立
5.2.4 优化计算
5.2.4.1 优化模型的确定
5.2.4.2 MATLAB优化方法
5.2.4.3 优化结果分析
5.3 本章小结
第6章 主减速器设计平台研发
6.1 界面的制作
6.2 界面之间的数据传递
6.2.1 GUI对象的属性修改
6.2.2 M文件的修改
6.2.2.1 主减速器计算界面的M文件修改
6.2.2.2 应力计算界面的M文件修改
6.3 CALLBACK程序编辑
6.4 操作界面展示
6.5 本章小结
第7章 螺旋锥齿轮的参数化建模
7.1 SOLIDWORKS和MATLAB系统的集成
7.2 参数化设计的实现
7.3 本章小结
第8章 结论
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文和参加的科研项目
附录
【参考文献】：
期刊论文
[1]行星齿轮减速器建模与运动学仿真[J]. 梁晓峰,陈艳锋. 机械. 2008(05)
[2]基于Pro/E的内平动齿轮减速器建模及运动仿真[J]. 高英,王松雷,殷玉枫. 机械研究与应用. 2008(01)
[3]虚拟样机技术在减速器设计中的应用[J]. 谢方伟,李炳文. 煤矿机械. 2008(01)
[4]基于UG软件的减速器三维参数化设计[J]. 陈青,邱志刚. 煤矿机械. 2007(12)
[5]多体系统仿真分析平台参数化建模技术研究[J]. 夏鸿建,王波兴,陈立平. 计算机集成制造系统. 2007(08)
[6]基于ADAMS的齿轮减速器动力学仿真[J]. 孙中平. 交通科技与经济. 2007(04)
[7]Pro/E技术在工程机械仿真设计中的应用[J]. 林通,叶智彪,申宝成. 筑路机械与施工机械化. 2007(05)
[8]基于Pro/E Wildfire实现变速器的虚拟装配和运动仿真[J]. 周尔民,肖乾. 煤矿机械. 2007(02)
[9]减速器系列参数绘图在AutoCAD上的实现[J]. 龙军,张世富,孙新岭,张涛,唐永勇. 新技术新工艺. 2007(02)
[10]基于Pro/E、ADAMS和ANSYS的齿轮减速器一体化开发平台[J]. 王秀山,杨建国,吴昊. 上海交通大学学报. 2007(01)
硕士论文
[1]基于Pro/E的圆柱齿轮减速器参数化CAD系统的研究与开发[D]. 麻连荣.同济大学 2007
[2]基于虚拟样机技术的变速器动力学仿真研究[D]. 崔新涛.天津大学 2004
本文编号：3663707
本文链接：https://www.wllwen.com/jixiegongchenglunwen/3663707.html
