基于TOPSIS法的球形蜗杆砂轮磨齿机床身结构优选设计研究

发布时间：2017-07-17 07:23

  本文关键词：基于TOPSIS法的球形蜗杆砂轮磨齿机床身结构优选设计研究

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【摘要】：大型硬齿面内齿圈是许多大型机械设备不可或缺的零件,这就对大型硬齿面内齿圈的加工装备提出了更高的要求。球形蜗杆砂轮磨齿机能够以连续展成法磨削大型硬齿面内齿圈,比传统的单齿分度磨齿机床更高效且没分度误差。床身作为磨齿机的重要基础件,它的性能对整个机床加工质量有重要影响。基于车乐设计的球形蜗杆砂轮磨齿机,采用仿生、元结构等方法设计了床身的多个结构方案,对各个方案进行多目标优化确定其最优尺寸参数,利用TOPSIS法计算分析优选出最佳方案,提高了球形蜗杆砂轮磨齿机床身的静态和动态性能。主要研究内容有以下几个方面:(1)基于元结构和仿生等方法设计了床身的多个结构方案作为备选方案,建立各个备选方案的几何模型并对其进行了动、静态有限元分析。(2)建立了床身各结构方案的参数化模型,分别对其进行了灵敏度分析并进行了多目标优化计算,通过对优化后模型的有限元分析获得了优选决策的初步数据。(3)研究探讨了TOPSIS法存在的几个问题,比如逆序问题、模糊性评价指标的量化问题等,并找到了相应的解决方法使该方法更便于解决实际的优选决策问题。(4)建立了床身优选评价的TOPSIS数学模型,利用MATLAB编写了计算程序,分析计算结果得出了床身的优选设计方案,对比分析发现优选后床身的静态和动态性能都有了明显提高。
【关键词】：TOPSIS法 磨齿机床身 多目标优化 优选设计 灵敏度分析
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG616
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第1章 绪论9-15
• 1.1 选题背景及意义9-10
• 1.2 国内外研究现状概述10-13
• 1.2.1 国内外内齿圈磨齿机现状10-11
• 1.2.2 机床床身优化设计研究现状11-12
• 1.2.3 TOPSIS法研究应用现状12-13
• 1.3 课题主要研究内容13-15
• 第2章 床身结构方案设计及有限元分析15-36
• 2.1 球形蜗杆砂轮磨齿机概述15-16
• 2.2 床身结构方案设计16-28
• 2.2.1 基于元结构的床身结构方案设计16-19
• 2.2.2 基于仿生的床身结构方案设计19-28
• 2.3 床身有限元分析28-35
• 2.3.1 有限元分析理论基础28-30
• 2.3.2 床身载荷计算30-32
• 2.3.3 床身动静态有限元分析32-35
• 2.4 本章小结35-36
• 第3章 床身各结构方案的参数优化36-50
• 3.1 床身优化理论36-37
• 3.2 床身的灵敏度分析37-43
• 3.2.1 灵敏度分析理论37-38
• 3.2.2 静态特性灵敏度分析38-40
• 3.2.3 动态特性灵敏度分析40-43
• 3.3 床身的多目标优化43-49
• 3.3.1 床身优化数学模型43-46
• 3.3.2 优化计算分析46-49
• 3.4 本章小结49-50
• 第4章 床身结构的优选研究50-71
• 4.1 床身结构优选理论50-53
• 4.1.1 TOPSIS法基本原理50
• 4.1.2 TOPSIS法数学模型50-53
• 4.2 关于TOPSIS法若干问题的探讨53-59
• 4.2.1 逆序问题53-54
• 4.2.2 逆序的消除54-55
• 4.2.3 权重系数的选取问题55-56
• 4.2.4 模糊性参数的量化问题56
• 4.2.5 模糊性参数量化方法56-59
• 4.3 基于TOPSIS法床身结构的优选59-67
• 4.3.1 确定评价指标59-60
• 4.3.2 模糊性评价指标的量化60-62
• 4.3.3 建立决策矩阵62-63
• 4.3.4 确定权重矩阵63-65
• 4.3.5 确定正、负理想解65-66
• 4.3.6 TOPSIS模型计算求解66-67
• 4.4 优选结果分析67-69
• 4.5 本章小结69-71
• 结论71-72
• 参考文献72-75
• 附录75-80
• 致谢80

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