弧面蜗杆传动模糊优化设计与有限元分析

发布时间：2022-12-07 06:28

　　本文以平面二次包络环面蜗杆传动为主要研究对象,应用模糊数学理论和方法,结合机械优以化设计方法,建立了机械结构模糊优化设计的数学模型。采用VisualBasic6.0语言,编制了以传动效率最高、空间结构尺寸最小的单目标模糊优化、以及上述两个目标的加权综合多目标的模糊优化;约束条件综合考虑蜗杆的接触强度、弯曲强度以及刚度,空间结构尺寸等,并采用斜线法对约束条件进行了模糊处理的模糊优化设计程序。该程序不仅适应于平面二次包络环面蜗杆传动的模糊优化,而且可以改变模糊因子的大小,控制约束条件的模糊程度,甚至变换为常规的优化设计程序,程序的适用范围较广。以某橡胶厂轮胎硫化机弧面蜗杆减速器为例,验证了该模糊优化设计程序,结果表明此程序运算准确可靠,优化结果可行。 以实例为基础,用Pro-E软件建立了平面二次包络环面蜗杆、蜗轮的三维模型、啮合模型,并用Ansys分析软件对蜗杆作了有限元应力分析,验证了在平面二次包络环面蜗杆传动设计中模糊优化设计的优越性。 本文对平面二次包络环面蜗杆传动的模糊优化设计问题和蜗杆的有限元分析方面进行了有限的探索,取得了一定的结论,但限于其他原因,研究的结果与... 

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【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
目录
绪论
    一 引言
    二 国外研究现状
    三 国内研究现状
    四 意义和目的
第1章 模糊优化的基础理论
    1.1 模糊优化设计的数学模型
        1.1.1 模糊优化设计的基本数学模型描述
        1.1.2 模糊优化问题求解的基本思路
    1.2 对称型模糊优化设计
        1.2.1 对称模糊优化模型的直接解法
        1.2.2 模糊约束目标函数极值问题的求解方法
    1.3 非对称模糊优化设计
        1.3.1 模糊约束下的条件极值
        1.3.2 非对称模糊优化设计的数学模型
        1.3.3 非对称模糊优化模型的水平截集法
    1.4 多目标模糊优化设计
        1.4.1 常规多目标优化设计模型的模糊解法
        1.4.2 多目标模糊优化设计
    1.5 小结
第2章 弧面蜗杆传动模糊优化设计
    2.1 弧面蜗杆传动模糊优化设计的数学模型
        2.1.1 设计变量的选择
        2.1.2 目标函数的确定
        2.1.3 约束条件的确定
    2.2 模糊优化设计的约束条件的模糊处理
        2.2.1 模糊优化设计中的隶属函数
        2.2.2 寻求最优水平值λ~*
        2.2.3 多目标模糊优化设计的处理
    2.3 蜗杆传动的有关计算
        2.3.1 强度校验计算
        2.3.2 几何参数计算
    2.4 弧面蜗杆传动优化方法
        2.4.1 选择适当的优化方法
        2.4.2 随机方向法
        2.4.3 随机方向的产生
    2.5 弧面蜗杆传动模糊优化设计程序开发
        2.5.1 弧面蜗杆传动模糊优化程序的总体算法
        2.5.2 主窗体程序模块
        2.5.3 优化结果窗体模块
        2.5.4 手工输入参数和选择窗体模块
        2.5.5 两个提示窗体模块
        2.5.6 标准模块
    2.6 弧面蜗杆传动模糊优化设计实例
        2.6.1 原始设计的解
        2.6.2 获得最佳传动效率的单目标模糊优化测试与分析
        2.6.3 获得最小体积的单目标模糊优化设计测试与分析
        2.6.4 多目标模糊优化设计测试与分析
第3章 三维实体模型建立及有限元分析
    3.1 平面二次包络蜗杆传动三维实体建模
        3.1.1 平面二次包络环面蜗杆传动的几何参数
        3.1.2 蜗杆的建模方法及其效果图
        3.1.3 蜗轮的建模方法及其效果图
        3.1.4 装配效果图
    3.2 蜗轮蜗杆传动模糊优化设计前后的有限元分析
        3.2.1 有限元简介
        3.2.2 有限元分析软件ANSYS简介
        3.2.3 蜗杆传动优化前后的有限元分析
第4章 结论与展望
致谢
参考文献
附录



本文编号：3712398