齿轮测绘的最优化方法研究及其系统实现

发布时间：2016-10-19 12:24

  本文关键词：齿轮测绘的最优化方法研究及其系统实现，，由笔耕文化传播整理发布。

《北京交通大学》 2010年

齿轮测绘的最优化方法研究及其系统实现

陆国  

【摘要】： 齿轮机构在现代机械中应用十分广泛。齿轮测绘是设备维护和机器仿制中的一项重要技术。而齿轮的参数众多,形状复杂,齿轮的测绘一直被认为是一项繁琐的工作,它要求测绘人员不仅要有丰富的齿轮测绘经验,而且还要具备较为熟练的齿轮设计和制造知识。 传统的齿轮测绘方法,需要结合计算和图表数据的查询,是一个反复试算和验算的过程,而且有很多需要人工参与判断的地方。传统方法所测绘的结果是一个近似值,很难达到最佳精度。 本研究探讨最优化思想与齿轮测绘的结合,提出基于最优化理论的齿轮测绘方法。这种方法所用到的测量数据与传统方法所用到的相同,即可通过常用的测量工具来获取,但数据处理的方法与传统方法不同,是先建立测量数据与齿轮理论参数关联的优化目标函数,这里采用偏差平方的思想；然后求解满足约束的最优化问题,所得最优解就是原设计参数值。 针对所提出的基于优化的齿轮测绘方法,本研究先借助MATLAB优化工具箱的优化求解器验证了渐开线直齿和斜齿圆柱齿轮、直齿锥齿轮测绘的优化算法思想,然后运用C#在Visual Studio 2008开发环境下设计并实现了齿轮测绘的最优化方法和系统。本研究为齿轮测绘提供了一种新途径,避免了人工的试算、试凑和判断,简化了运算步骤,提高了齿轮测绘的精度和效率,可直接进行工程应用。 基于最优化思想的齿轮测绘方法还可以扩展到其它类型的齿轮测绘,以及类似产品的参数反求应用领域之中。

【关键词】：
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TH132.41
【目录】：

致谢5-6

中文摘要6-7

ABSTRACT7-10

1 引言10-20

1.1 齿轮测绘问题的由来10-13

1.2 齿轮测绘最优化方法的提出13-14

1.3 最优化齿轮测绘方法的关键思想14-17

1.3.1 最优化齿轮测绘方法的可行性及优势分析14-15

1.3.2 方案的提出15-17

1.3.3 建立齿轮测绘的最优化数学模型17

1.4 论文的主要研究工作17-20

2 齿轮测绘与最优化方法20-32

2.1 齿轮特征概述20-22

2.1.1 齿轮的分类20

2.1.2 齿轮的变位20-22

2.1.3 齿轮参数的分析22

2.2 齿轮测量与齿轮测绘22-25

2.2.1 齿轮的测量22-24

2.2.2 齿轮测绘的传统方法24-25

2.3 反求工程与参数还原25-28

2.3.1 反求工程25-28

2.3.2 参数还原28

2.4 最优化方法28-31

2.4.1 最优化的思想29-30

2.4.2 最优化算法概述30-31

2.5 选定测绘方案31

2.6 本章小结31-32

3 基于MATLAB最优化工具的齿轮测绘方法验证32-44

3.1 MATLAB优化工具箱简介32-35

3.2 渐开线圆柱齿轮的测绘35-40

3.2.1 渐开线圆柱齿轮的特点35-37

3.2.2 渐开线直齿圆柱齿轮的测绘37-39

3.2.3 渐开线斜齿圆柱齿轮的测绘39-40

3.3 直齿锥齿轮的测绘40-42

3.4 本章小结42-44

4 基于最优化的齿轮测绘软件的设计44-64

4.1 C#和MS SQL SERVER简介44-47

4.1.1 C#及其优点44-45

4.1.2 MS SQL SERVER及其特点45-47

4.2 齿轮测绘软件设计和关键算法实现47-59

4.2.1 齿轮测绘系统的流程设计47-49

4.2.2 齿轮测绘系统软件的用户界面设计49-50

4.2.3 齿轮测绘约束优化算法的设计50-55

4.2.4 齿轮测绘寻优算法的完善55-58

4.2.5 主程序的算法描述58-59

4.3 测绘软件运行测试与分析59-61

4.4 测绘软件的实际工程应用实例61-63

4.5 本章小结63-64

5 总结与展望64-66

5.1 全文总结64-65

5.2 研究展望65-66

参考文献66-70

附录 A70-74

附录 B74-78

附录 C78-86

作者简历86-90

学位论文数据集90

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本文编号：145654