基于数据挖掘的斜齿轮传动系统参数化设计技术研究

发布时间：2017-08-21 11:25

  本文关键词：基于数据挖掘的斜齿轮传动系统参数化设计技术研究

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【摘要】：斜齿轮传动作为机械传动中一种重要的传动方式，它被广泛地运用于交通运输、机器制造和航空航天等各领域中，，因此，斜齿轮的设计质量对整个齿轮传动系统的性能起着至关重要的作用。传统的斜齿轮设计方法是一件较为繁琐且重复量大的工作，而目前采用的CAD/CAE方法虽然可以改善传统设计方法，提高设计效率，但缺乏对非标准（如变位、修形等）斜齿轮的参数化建模技术、有限元分析过程参数化控制技术以及设计前后数据如何有效利用的研究。 针对这些问题，从提高斜齿轮设计质量和设计效率出发，本文做了以下几方面工作： 通过分析蜗杆砂轮磨削修整斜齿轮的实际加工过程，研究齿轮修形及坐标变换等基本理论知识，建立了斜齿轮修形加工模型，完成了修形斜齿轮曲面方程的推导，并确定了刀具与齿轮加工的控制参数，实现了斜齿轮曲面方程参数化控制；以斜齿轮曲面方程为边界，完成了斜齿轮齿面内所有点的计算，建立了以三维坐标点来表达斜齿轮的参数化模型。 通过分析研究ABAQUS中INP文件的语法及规则，利用INP文件完成了斜齿轮在ABAQUS中自动化建模及网格单元的自动划分，实现了斜齿轮有限元分析过程部分功能的参数化控制。 研究了数据挖掘技术在斜齿轮传动设计中应用，搭建了斜齿轮数据挖掘的基本框架，论述了斜齿轮设计知识的基本分类及斜齿轮实例表达方法，说明了实例库的基本构建方法，研究了相似度计算在斜齿轮实例检索中的应用。 利用Visual Studio2008MFC应用程序，将斜齿轮参数化建模、有限元网格单元自动划分及斜齿轮实例检索功能进行了系统集成，完成了斜齿轮传动系统参数化设计；在本文的最后，利用本课题设计的软件系统，建立了一对标准斜齿轮模型和修形斜齿轮模型，并导入ABAQUS中实现修形前后斜齿轮啮合性能的比较，验证了系统设计的可行性。 综上所述，利用本文研究的斜齿轮传动参数化设计系统，可以导出标准及非标准斜齿轮参数化建模所需的轮齿数据和利用ABAQUS分析所需的INP文件，实现斜齿轮参数化建模及有限元分析的功能，对斜齿轮参数化设计具有一定的指导意义。
【关键词】：斜齿轮 修形 参数化 网格控制 数据挖掘
【学位授予单位】：辽宁工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH132.4
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-16
• 1.1 引言9
• 1.2 斜齿轮参数化设计技术研究现状9-10
• 1.3 齿轮修形研究现状10-11
• 1.4 数据挖掘技术研究现状11-13
• 1.5 课题的研究内容13
• 1.6 课题的研究方法13-16
• 2 斜齿轮方程的理论分析与计算16-34
• 2.1 理论基础16-20
• 2.1.1 坐标变换基础知识16-17
• 2.1.2 齿轮修形基本理论17-20
• 2.2 蜗杆砂轮齿廓设计与计算20-23
• 2.2.1 啮合方程的求法20-21
• 2.2.2 蜗杆砂轮模型21-23
• 2.3 斜齿轮齿廓设计与计算23-26
• 2.3.1 斜齿轮齿廓计算模型23-24
• 2.3.2 斜齿轮齿廓修形方程24-26
• 2.4 斜齿轮齿面设计与计算26-31
• 2.4.1 斜齿轮齿面计算模型26-27
• 2.4.2 斜齿轮齿面方程27-29
• 2.4.3 斜齿轮齿向修形29-31
• 2.5 斜齿轮齿根过渡曲线设计与计算31-33
• 2.5.1 刀具齿顶圆弧方程32
• 2.5.2 齿轮过渡曲线方程32-33
• 2.6 本章小结33-34
• 3 斜齿轮轮齿模型建立方法研究34-41
• 3.1 斜齿轮边界关键点的求解34-35
• 3.2 斜齿轮轮齿截面点计算35-38
• 3.3 斜齿轮齿面内所有点计算38-40
• 3.4 本章小结40-41
• 4 斜齿轮有限元分析过程参数化设计41-50
• 4.1 ABAQUS 简介41-44
• 4.1.1 ABAQUS 简介41
• 4.1.2 ABAQUS 的 INP 文件和单元简介41-44
• 4.2 斜齿轮有限元分析参数化44-49
• 4.2.1 斜齿轮有限元分析参数化原因44-45
• 4.2.2 斜齿轮有限元网格单元设计45
• 4.2.3 斜齿轮有限元网格单元生成过程45-49
• 4.3 本章小结49-50
• 5 斜齿轮传动系统数据挖掘技术研究50-58
• 5.1 数据挖掘概述50
• 5.2 斜齿轮传动系统设计数据挖掘的框架50-54
• 5.2.1 斜齿轮设计知识分类50-51
• 5.2.2 基于实例的斜齿轮设计数据挖掘框架51-52
• 5.2.3 斜齿轮实例库的建立52-54
• 5.2.4 斜齿轮规则库的建立54
• 5.3 斜齿轮参数化设计的数据挖掘54-57
• 5.3.1 斜齿轮设计中的实例检索54-57
• 5.3.2 斜齿轮设计中的规则挖掘57
• 5.4 本章小结57-58
• 6 斜齿轮传动系统参数化设计58-73
• 6.1 系统功能框架58-60
• 6.2 系统界面设计60-62
• 6.3 系统主要功能函数62-63
• 6.4 系统应用实例63-72
• 6.4.1 基本参数的确定63-64
• 6.4.2 INP 文件生成过程64-65
• 6.4.3 修形前后斜齿轮啮合性能比较65-72
• 6.5 本章小结72-73
• 7 总结与展望73-75
• 7.1 总结73
• 7.2 展望73-75
• 参考文献75-77
• 攻读硕士期间发表学术论文情况77-78
• 致谢78

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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4 唐增宝，钟毅芳，陈久荣;修形齿轮的最佳修形量和修形长度的确定[J];华中理工大学学报(社会科学版);1995年02期

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10 李宁;刘宁;李威;;基于Pro/E的非对称渐开线斜齿圆柱齿轮参数化设计及应力分析[J];机械传动;2012年03期

本文编号：712608