内平动分度凸轮机构的精度与可靠性分析

发布时间：2017-06-28 11:19

  本文关键词：内平动分度凸轮机构的精度与可靠性分析，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：机构的精度高低决定着机构的性能好坏,机构的可靠性决定其是否能够正常持久运行,故在机构的设计过程中,机构的精度分析、精度综合、可靠性计算与可靠性优化是需要考虑的重要内容。 内平动分度凸轮机构是一种新型间歇机构,设计误差、加工误差或装配误差会对机构的输出位置和输出转角产生影响,导致机构不能按理想的状态输出运动,从而影响机构的输出精度。故本文基于作用线增量法的基本原理,建立了机构的输出误差计算模型,并在此基础上用蒙特卡洛法对机构进行了精度综合,然后应用遗传算法对机构进行了可靠性计算,最后建立出机构的优化模型对机构进行了可靠性优化。 首先,从误差计算的作用线增量法基本原理出发,分别对内平动分度凸轮机构的偏心套偏心距误差、针齿分布圆半径误差和针齿半径误差等原始误差引起的输出转角误差进行了分析计算；通过计算机构针齿啮合的合力,推导出机构总的作用线和运动线,建立了多齿啮合的输出转角误差计算模型；最后分析了各个机构参数对机构输出转角误差的影响情况。 其次,考虑到在实际应用中,需要在机构加工装配之前就要对机构的零部件精度范围有提前的计算和分配,以此来获得更优的设计方案,故本文采用蒙特卡洛法对机构进行精度综合,从精度总要求和加工成本出发对机构的零部件进行了合理的公差分配,同时研究了各构件加工精度对机构输出精度的影响程度。 此外,本文根据Hasofer和Lind对可靠性指标β的定义,以机构的各个原始误差作为设计变量,建立了适合本机构的可靠性指标计算模型,并使用遗传算法计算了机构的可靠性指标。 最后,以凸轮的体积最小作为目标函数,强度、可靠度、尺寸约束等指标为约束条件建立机构的可靠性优化模型,对机构进行优化。
【关键词】：精度分析 精度综合 蒙特卡洛法 可靠性指标 遗传算法 可靠性优化
【学位授予单位】：天津科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH112.2
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 1 绪论8-18
• 1.1 引言8-9
• 1.2 国内外研究现状9-18
• 1.2.1 机构精度分析的国内外研究现状9-10
• 1.2.2 机构精度综合的研究现状10-13
• 1.2.3 可靠性的发展和研究现状13-14
• 1.2.4 优化设计和可靠性优化设计的研究现状14-16
• 1.2.5 论文主要研究内容16-18
• 2 内平动分度凸轮机构的精度分析18-31
• 2.1 引言18
• 2.2 内平动分度凸轮机构的传动原理18-19
• 2.3 误差的基本概念19
• 2.4 机构输出误差的一般模型19-20
• 2.5 单个针齿啮合时凸轮机构的输出位置误差20-23
• 2.5.1 作用线增量法的计算原理20
• 2.5.2 作用线n_1和运动线n_2的计算20-21
• 2.5.3 偏心套偏心距误差△_(ep)引起的从动件输出位置误差21-22
• 2.5.4 针齿分布圆半径误差△_(Rz)引起的输出位置误差22-23
• 2.5.5 针齿半径误差△_(r2)引起的输出位置误差23
• 2.6 多个针齿同时啮合时的输出位置误差23-27
• 2.6.1 多齿啮合时输出位置误差的计算23-26
• 2.6.2 输出转角误差的合成26-27
• 2.7 算例27-29
• 2.8 本章小结29-31
• 3 用蒙特卡洛法进行机构的精度综合31-39
• 3.1 引言31
• 3.2 蒙特卡洛法31-32
• 3.2.1 用蒙特卡洛法进行精度综合的步骤31-32
• 3.2.2 随机抽样值的产生32
• 3.3 各个误差的概率分布32-34
• 3.4 总的输出转角误差的相关数字特征值34-35
• 3.5 算例35-38
• 3.5.1 输出转角误差的理论波动范围35
• 3.5.2 蒙特卡洛模拟35-38
• 3.6 本章小结38-39
• 4 基于遗传算法的机构可靠性计算39-48
• 4.1 引言39
• 4.2 可靠性模型的建立39-42
• 4.2.1 可靠性的定义39
• 4.2.2 动精度可靠性计算模型39-42
• 4.3 遗传算法42-43
• 4.4 内平动分度凸轮机构的可靠性计算43-46
• 4.4.1 可靠性指标的计算模型43-44
• 4.4.2 可靠性指标的计算44-46
• 4.5 本章小结46-48
• 5 机构可靠性优化48-58
• 5.1 引言48
• 5.2 可靠性优化设计的数学模型48-55
• 5.2.1 设计变量的确定48
• 5.2.2 目标函数的建立48-49
• 5.2.3 建立约束条件方程49-55
• 5.3 实例计算与分析55-57
• 5.4 本章小结57-58
• 6 结论58-60
• 7 展望60-61
• 8 参考文献61-69
• 9 攻读硕士学位期间发表论文情况69-70
• 10 致谢70

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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  本文关键词：内平动分度凸轮机构的精度与可靠性分析，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：493665