基于遗传算法的谐波齿轮传动参数优化设计与虚拟设计
发布时间：2021-04-28 15:01
谐波齿轮传动是近几十年发展起来的一种新型齿轮传动技术,由柔轮、刚轮和波发生器组成,主要靠谐波齿轮柔轮的弹性变形来传递运动。谐波齿轮传动设计牵涉到的因素较多,因此设计较复杂。用传统设计方法设计的谐波齿轮虽能满足要求,但设计参数不一定是最合理的,且设计效率低,成本高,这些都制约了谐波齿轮技术的推广和应用。因此谐波齿轮传动设计的研究,对开发合理、高效的减速器有着重要的理论意义和实用价值。本文从谐波齿轮的啮合理论、优化设计和虚拟设计三个方面对谐波齿轮传动进行了研究。主要研究内容如下:（1）依据谐波齿轮传动基本原理和啮合原理,对谐波齿轮组成和工作方式进行了阐述。对谐波齿轮运动学进行了分析,讨论谐波齿轮柔轮在不同载荷作用下的变形形状和变形量。阐述了谐波齿轮建模方法。（2）研究了谐波齿轮几何尺寸设计公式,讨论了谐波齿轮的主要失效形式和校核计算。对于动力传动谐波齿轮,给出了几何结构尺寸计算公式,并讨论了谐波齿轮传动单级传动效率。针对谐波齿轮的主要失效形式,依据谐波齿轮传动的基本原理,讨论了谐波齿轮的齿面磨损校核计算、强度校核计算和筒体稳定性计算,并给出了相应的计算方法。（3）针对谐波齿轮设计的特点,将...
【文章来源】：四川大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 选题意义
1.2 谐波齿轮传动
1.3 谐波齿轮发展及研究现状
1.4 优化设计在谐波齿轮传动中的应用
1.5 本课题研究内容
2 谐波齿轮原理和数学建模
2.1 组成和工作原理
2.2 谐波齿轮传动分类
2.3 谐波齿轮传动运动学分析
2.3.1 柔轮变形形状
2.3.2 柔轮变形量
2.4 谐波齿轮传动建模
2.5 小结
3 谐波齿轮设计计算与校核
3.1 几何尺寸计算
3.2 谐波齿轮传动效率
3.3 谐波齿轮校核算
3.3.1 谐波齿轮传动失效形式
3.3.2 齿面磨损计算
3.3.3 柔轮应力分析计算
3.3.4 柔轮强度计算
3.3.5 筒体稳定性校核计算
3.4 小结
4 谐波齿轮遗传优化设计
4.1 遗传算法简介
4.1.1 遗传算法原理
4.1.2 遗传算法步骤
4.2 谐波齿轮传动优化设计
4.2.1 优化变量
4.2.2 目标函数
4.2.3 约束条件
4.2.4 优化方法的选用
4.2.4.1 优化方法的比较
4.2.4.2 优化方法的确定
4.2.5 约束条件的处理
4.3 优化实例
4.3.1 基本参数的选取
4.3.2 优化程序
4.3.3 结果分析
4.3.3.1 目标分析
4.3.3.2 强度分析
4.4 小结
5 谐波齿轮虚拟设计和三维建模
5.1 设计平台
5.2 GRIP 开发步骤
5.3 UG/Open Grip 程序设计
5.3.1 参数调用
5.3.2 子程序模块设计
5.4 模块的实现
5.4.1 参数化建模
5.4.2 初始数据读入
5.4.3 数值计算
5.4.4 谐波齿轮校核
5.4.5 三维图形输出
5.5 具体实例
5.6 小结
6 总结与展望
6.1 研究工作
6.2 进一步展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文和参与的科研项目
声明
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]离散非线性规划问题的改进遗传算法[J]. 何大阔,王福利,毛志忠. 控制与决策. 2006(04)
[2]以UG为平台的企业标准件库开发[J]. 戴丽娜,徐冰,柴国钟,黄焕东,楼晓玲,邓小雷. 现代制造工程. 2006(04)
[3]基于蚂蚁算法的谐波齿轮传动模糊优化设计[J]. 郭惠昕. 机械传动. 2006(02)
[4]基于智能虚拟设计方法的液压集成块设计[J]. 冯毅,张宏,田树军,高艳明. 计算机集成制造系统. 2006(03)
[5]虚拟设计在产品广义优化设计中的应用[J]. 王颖,周骥平,魏孝斌. 机电产品开发与创新. 2006(02)
[6]基于MATLAB语言的机械优化设计[J]. 祖效群,赵艳丽. 重型机械科技. 2006(01)
[7]利用协同优化方法实现复杂机械系统的设计优化[J]. 白小涛,李为吉. 机械设计. 2006(03)
[8]基于UG/Open的人机界面设计评价实时交互方法研究[J]. 颜声远,张志俭,彭敏俊,刘红娟. 人类工效学. 2006(01)
[9]改进模拟退火算法在配气凸轮机构优化设计中的应用[J]. 李金林,谭建荣. 工程图学学报. 2006(01)
[10]基于UG的渐开线圆柱齿轮参数化设计[J]. 白剑锋,贺靠团. 现代制造工程. 2006(02)
本文编号：3165686
【文章来源】：四川大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 选题意义
1.2 谐波齿轮传动
1.3 谐波齿轮发展及研究现状
1.4 优化设计在谐波齿轮传动中的应用
1.5 本课题研究内容
2 谐波齿轮原理和数学建模
2.1 组成和工作原理
2.2 谐波齿轮传动分类
2.3 谐波齿轮传动运动学分析
2.3.1 柔轮变形形状
2.3.2 柔轮变形量
2.4 谐波齿轮传动建模
2.5 小结
3 谐波齿轮设计计算与校核
3.1 几何尺寸计算
3.2 谐波齿轮传动效率
3.3 谐波齿轮校核算
3.3.1 谐波齿轮传动失效形式
3.3.2 齿面磨损计算
3.3.3 柔轮应力分析计算
3.3.4 柔轮强度计算
3.3.5 筒体稳定性校核计算
3.4 小结
4 谐波齿轮遗传优化设计
4.1 遗传算法简介
4.1.1 遗传算法原理
4.1.2 遗传算法步骤
4.2 谐波齿轮传动优化设计
4.2.1 优化变量
4.2.2 目标函数
4.2.3 约束条件
4.2.4 优化方法的选用
4.2.4.1 优化方法的比较
4.2.4.2 优化方法的确定
4.2.5 约束条件的处理
4.3 优化实例
4.3.1 基本参数的选取
4.3.2 优化程序
4.3.3 结果分析
4.3.3.1 目标分析
4.3.3.2 强度分析
4.4 小结
5 谐波齿轮虚拟设计和三维建模
5.1 设计平台
5.2 GRIP 开发步骤
5.3 UG/Open Grip 程序设计
5.3.1 参数调用
5.3.2 子程序模块设计
5.4 模块的实现
5.4.1 参数化建模
5.4.2 初始数据读入
5.4.3 数值计算
5.4.4 谐波齿轮校核
5.4.5 三维图形输出
5.5 具体实例
5.6 小结
6 总结与展望
6.1 研究工作
6.2 进一步展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文和参与的科研项目
声明
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]离散非线性规划问题的改进遗传算法[J]. 何大阔,王福利,毛志忠. 控制与决策. 2006(04)
[2]以UG为平台的企业标准件库开发[J]. 戴丽娜,徐冰,柴国钟,黄焕东,楼晓玲,邓小雷. 现代制造工程. 2006(04)
[3]基于蚂蚁算法的谐波齿轮传动模糊优化设计[J]. 郭惠昕. 机械传动. 2006(02)
[4]基于智能虚拟设计方法的液压集成块设计[J]. 冯毅,张宏,田树军,高艳明. 计算机集成制造系统. 2006(03)
[5]虚拟设计在产品广义优化设计中的应用[J]. 王颖,周骥平,魏孝斌. 机电产品开发与创新. 2006(02)
[6]基于MATLAB语言的机械优化设计[J]. 祖效群,赵艳丽. 重型机械科技. 2006(01)
[7]利用协同优化方法实现复杂机械系统的设计优化[J]. 白小涛,李为吉. 机械设计. 2006(03)
[8]基于UG/Open的人机界面设计评价实时交互方法研究[J]. 颜声远,张志俭,彭敏俊,刘红娟. 人类工效学. 2006(01)
[9]改进模拟退火算法在配气凸轮机构优化设计中的应用[J]. 李金林,谭建荣. 工程图学学报. 2006(01)
[10]基于UG的渐开线圆柱齿轮参数化设计[J]. 白剑锋,贺靠团. 现代制造工程. 2006(02)
本文编号：3165686
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