内平动分度凸轮机构的多目标优化与参数化设计

发布时间：2017-08-11 10:01

  本文关键词：内平动分度凸轮机构的多目标优化与参数化设计

  更多相关文章： 啮合效率 优化设计 参数化设计 CAD系统

【摘要】：内平动分度凸轮机构具有能实现大分度数、承载能力高的突出优点,其应用前景广阔。本文在对机构啮合效率进行理论分析后,采用优化设计和三维参数化设计的方法,建立了面向优化的内平动分度凸轮机构的参数化系统,提高了机构设计与改进的效率,为后续的系列化生产奠定基础。首先,本文计算了在考虑摩擦情况下针齿与凸轮间的啮合力,分析了针齿与凸轮的相对滑动速度,结合整机的效率分析求出内平动分度凸轮机构随无因次时间变化的效率曲线,并分析了机构关键尺寸参数对平均效率的影响。其次,本文以样机的内部装配体体积和传动效率为优化对象,进行二者综合的多目标优化设计,综合结构设计的合理性、强度条件、拟合等建立优化数学模型并通过离散变量的分支定界法进行求解。然后,本文对基于UG平台的二次开发技术进行研究,结合UG/Open二次开发工具和Visual C++6.0的编译环境实现了基于三维模型的参数化设计,利用KF技术和UG/Open MenuScript、UG/Open Ulstyler实现了基于知识工程的参数化设计。最后,在三维参数化设计理论的基础上,将优化设计与参数化设计结合起来,建立了面向优化的内平动分度凸轮机构CAD系统,优化后的设计变量作为参数化设计的关键变量,在提高设计合理性的前提下实现参数化设计,为不同负载和分度数下的系列化生产奠定基础。
【关键词】：啮合效率 优化设计 参数化设计 CAD系统
【学位授予单位】：天津科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH112.2
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 1 绪论8-15
• 1.1 课题的背景及其研究意义8-9
• 1.2 机械优化设计概述及算法的发展9-11
• 1.3 参数化设计技术概述11-13
• 1.3.1 参数化设计的发展11-12
• 1.3.2 参数化设计软件的选择及其设计方法12-13
• 1.4 本文的主要研究内容13-15
• 2 内平动分度凸轮机构的效率计算15-29
• 2.1 引言15
• 2.2 针齿-凸轮副的受力分析15-22
• 2.2.1 针齿受力情况分析16
• 2.2.2 相对滑动速度的求解16-18
• 2.2.3 针齿受力的计算18-22
• 2.3 传动效率的计算22-28
• 2.3.1 效率分析22
• 2.3.2 传动效率的计算22-26
• 2.3.3 整机瞬时效率的变化规律26-27
• 2.3.4 机构尺寸参数对整机平均效率的影响27-28
• 2.4 本章小结28-29
• 3 内平动分度凸轮机构的多目标优化设计29-44
• 3.1 引言29
• 3.2 多目标优化设计的概述29
• 3.3 机构体积优化的数学模型29-33
• 3.3.1 设计变量的确定30
• 3.3.2 目标函数的建立30-32
• 3.3.3 约束条件的建立32-33
• 3.4 机构效率优化的数学模型33-40
• 3.4.1 设计变量的确定34
• 3.4.2 目标函数的表达34-40
• 3.5 多目标及优化方法的选择40-41
• 3.5.1 统一目标函数的处理40
• 3.5.2 离散变量的优化40-41
• 3.6 验证条件的补充41-42
• 3.7 热平衡的计算42
• 3.8 实例计算与分析42-43
• 3.9 本章小结43-44
• 4 基于UG的内平动分度凸轮机构零件参数化设计44-57
• 4.1 引言44
• 4.2 三维参数化设计理论44
• 4.3 UG的二次开发技术44-47
• 4.3.1 UG的二次开发工具44-45
• 4.3.2 用户界面的实现45-47
• 4.4 基于三维模型的参数化设计47-53
• 4.4.1 设计原理47
• 4.4.2 三维模型的参数化设计实例47-53
• 4.5 基于KF的参数化设计53-56
• 4.5.1 菜单与对话框的建立54-55
• 4.5.2 dfa文件的创建55-56
• 4.6 本章小结56-57
• 5 内平动分度凸轮机构的CAD系统开发57-67
• 5.1 CAD系统开发概述57-59
• 5.1.1 系统功能和结构分析57-58
• 5.1.2 Visual C++6.0的二次开发环境58-59
• 5.2 内平动分度凸轮机构CAD系统的总体设计过程59-61
• 5.2.1 人机交互界面设计59-61
• 5.2.2 优化设计61
• 5.2.3 三维参数化设计61
• 5.3 内平动分度凸轮机构部件间参数化关联设计61-63
• 5.3.1 UG/WAVE技术简介61-62
• 5.3.2 UG/WAVE工具的组成和功能62-63
• 5.4 局部部件间关联在内平动分度凸轮机构设计中的应用63-65
• 5.5 CAD系统应用实例65-66
• 5.6 有关参数化设计模块的补充说明66
• 5.7 本章小结66-67
• 6 结论67-68
• 7 展望68-69
• 8 参考文献69-74
• 9 攻读硕士学位期间发表论文情况74-75
• 10 致谢75

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本文编号：655467