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空间环境下滤波减速器的可靠性仿真及分析

发布时间:2017-10-30 19:28

  本文关键词:空间环境下滤波减速器的可靠性仿真及分析


  更多相关文章: 运动精度 动力可靠性 滤波减速器 交变温度 冲击载荷


【摘要】:传动系统作为机械系统重要的组成部分,严重影响着机械系统的可靠性及寿命,因此传动系统可靠性的研究已经变成亟待开展的方向。本文选取一种新型高性能传动系统——滤波减速器作为研究对象,以滤波减速器齿轮的模数、齿顶高系数作为设计变量,基于试验设计和仿真,建立空间交变温度下运动精度对应的性能函数,进而开展可靠性分析;同时考虑滤波减速器在空间中的冲击载荷开展动力可靠性研究;在以上研究基础上提出了一种新颖的基于失效物理的滤波减速器时变可靠性分析方法,具体研究工作主要包括以下几个方面: (1)利用Pro/E软件,以模数和齿顶高系数为设计变量,,建立滤波减速器系统的参数化模型。利用正交试验方法,用实体对碰撞定义齿轮间的接触,通过ADAMS软件对滤波减速器系统进行运动学仿真,并得到仿真实验数据。利用ANSYS Workbench软件建立滤波减速器的有限元模型,分析其在不同温度环境下传动部位的热应变,并结合滤波减速器的参数化模型,依据热变形更新参数化模型,对更新后模型重新进行运动学仿真。 (2)利用响应面法对运动仿真实验结果进行拟合分析,建立以传动比为表征的运动精度对应的性能函数,从而为运动精度可靠性分析奠定基础,同时对设计变量及温度变量进行灵敏度分析,得到各变量对滤波减速器运动精度的影响程度。依据工程实际确定失效条件,建立滤波减速器的运动精度可靠性模型,并运用蒙特卡罗仿真方法(MCS)及一次可靠性方法(FORM)计算出减速器在不同温度条件下的可靠度,并比较两种方法的联系和误差。 (3)建立滤波减速器的解析动力学模型,研究空间冲击载荷对滤波减速器产生的附加加速度,并利用系统仿真方法对其进行动力可靠性分析。
【关键词】:运动精度 动力可靠性 滤波减速器 交变温度 冲击载荷
【学位授予单位】:电子科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:TH132.46
【目录】:
  • 摘要5-6
  • ABSTRACT6-7
  • 目录7-10
  • 第一章 绪论10-18
  • 1.1 研究背景及意义10-13
  • 1.1.1 机械可靠性10-11
  • 1.1.2 齿轮减速器背景11-12
  • 1.1.3 滤波减速器介绍12-13
  • 1.2 滤波减速器的研究现状13-14
  • 1.3 本文研究内容介绍14-18
  • 第二章 滤波减速器的参数化建模及仿真实验设计18-41
  • 2.1 相关软件介绍18
  • 2.1.1 Pro/E 软件介绍18
  • 2.1.2 ADAMS 软件介绍18
  • 2.2 参数化建模过程18-29
  • 2.2.1 参数化建模的意义18-19
  • 2.2.2 滤波减速器参数化建模过程19-27
  • 2.2.3 滤波减速器的装配27-29
  • 2.2.4 结果输出29
  • 2.3 滤波减速器的运动学仿真正交试验设计29-30
  • 2.3.1 正交试验介绍29-30
  • 2.3.2 正交试验表30
  • 2.4 减速器的运动学仿真30-35
  • 2.4.1 ADAMS 与 Pro/E 的接口31
  • 2.4.2 运动仿真过程31-34
  • 2.4.3 输出结果34-35
  • 2.5 实验结果及分析35-40
  • 2.5.1 数据结果分析35-38
  • 2.5.2 补充试验38-40
  • 2.6 章末小结40-41
  • 第三章 滤波减速器考虑空间温度的修正41-49
  • 3.1 温度修正的必要性41
  • 3.2 ANSYS Workbench 软件介绍41
  • 3.3 考虑空间温度的有限元分析41-46
  • 3.3.1 ANSYS 与 Pro/E 的接口41-42
  • 3.3.2 温度场分析42-44
  • 3.3.3 结构静力学分析44-45
  • 3.3.4 有限元分析结果45-46
  • 3.4 温度的反馈修正46-48
  • 3.4.1 有限元结果分析46
  • 3.4.2 修正仿真结果46-47
  • 3.4.3 运动仿真的温度修正结果47-48
  • 3.5 章末小结48-49
  • 第四章 滤波减速器的可靠性分析49-72
  • 4.1 滤波减速器运动学性能指标的响应面法表征49-56
  • 4.1.1 响应面法49-50
  • 4.1.2 运动仿真的二次响应面分析50-51
  • 4.1.3 温度场形变的响应面分析51-52
  • 4.1.4 温度修正解析结果52-53
  • 4.1.5 解析结果的灵敏度分析53-56
  • 4.2 基于蒙特卡罗仿真的可靠性分析56-59
  • 4.2.1 蒙特卡罗仿真56
  • 4.2.2 传动精度可靠性的蒙特卡罗仿真56-59
  • 4.3 一次可靠性方法 FORM(First Order Reliability Method)59-71
  • 4.3.1 FORM 方法介绍59-67
  • 4.3.2 MPP 点的确定67-68
  • 4.3.3 可靠度的确定68-69
  • 4.3.4 FORM 可靠性分析69-71
  • 4.4 本章小结71-72
  • 第五章 空间冲击载荷下的滤波减速器动力学可靠性分析72-80
  • 5.1 系统动力学模型的建立72-74
  • 5.2 运动学微分方程组中参数的确定74-76
  • 5.2.1 部件的转动惯量计算74-75
  • 5.2.2 平均刚度 k 和平均阻尼 c 的确定75
  • 5.2.3 等效冲击载荷的确定75-76
  • 5.3 滤波减速器的动力可靠性分析76-78
  • 5.4 章末小结78-80
  • 第六章 结论与展望80-82
  • 6.1 结论80-81
  • 6.2 展望81-82
  • 致谢82-83
  • 参考文献83-86
  • 硕士期间的研究成果86-87

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 董如何,肖必华,方永水;正交试验设计的理论分析方法及应用[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2004年06期

2 刘娜;刘继兵;;均匀圆柱体对其中心轴转动惯量的计算方法[J];高等函授学报(自然科学版);2011年04期

3 戴国洪,孙奎洲,张友良;基于Pro/Engineer的装配过程动态仿真与干涉检验[J];机床与液压;2003年06期

4 桂劲松,康海贵;结构可靠度分析的响应面法及其Matlab实现[J];计算力学学报;2004年06期

5 周运金;;基于Pro/E的两种自顶向下的设计方法[J];机械设计与制造;2007年03期

6 任

本文编号:1118994


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