發(fā)布時間：2017-04-20 13:23

  本文關鍵詞：面向全壽命周期的齒輪泵公差多目標優(yōu)化設計，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：公差是產(chǎn)品零件尺寸參數(shù)的允許變動量,是機械精度的具體體現(xiàn),是機械產(chǎn)品設計和制造的重要指標。公差通過影響產(chǎn)品質(zhì)量與加工成本進而來影響其競爭力。本文以齒輪泵為例,在其全壽命周期內(nèi),綜合考慮制造和服役階段的公差、性能、成本等相關數(shù)據(jù),結(jié)合動力學、摩擦學,研究齒輪泵質(zhì)量在服役階段衰變機理與不確定性,討論其零部件失效分布規(guī)律,對其零部件關鍵特征開展公差設計研究,建立以加工成本、質(zhì)量損失、輸出流量為目標函數(shù)的公差多目標優(yōu)化模型。具體研究工作如下:(1)介紹齒輪泵的發(fā)展歷程,對國內(nèi)外在公差優(yōu)化設計領域現(xiàn)階段的研究內(nèi)容進行了簡要的概括;給出本文主要研究內(nèi)容與章節(jié)安排。(2)衡量齒輪泵工作性能的重要指標就是效率,其工作效率又分為機械效率與容積效率兩類,分別對兩類效率進行描述;建立齒輪泵輸出流量的數(shù)學模型,分析齒輪機構(gòu)關鍵尺寸公差變化對輸出流量的影響。(3)齒輪泵的軸向間隙對其輸出流量有較大的影響,引入最優(yōu)間隙的概念,定義新函數(shù)為裝配間隙與最優(yōu)間隙之差,同時考慮齒輪泵工作時輸出流量和變化的間隙這兩個因素,建立公差優(yōu)化模型;搭建了齒輪泵輸出流量數(shù)據(jù)采集實驗系統(tǒng),由實驗裝置與數(shù)據(jù)采集裝置組成,為了驗證模型的正確性進行了實驗,將試驗結(jié)果與模擬結(jié)果對比分析;用修正法部件法估算齒輪泵服役壽命。(4)引入一個新質(zhì)量損失觀:產(chǎn)品投入服役后因產(chǎn)品質(zhì)量特征超出規(guī)定范圍而導致報廢所造成的損失現(xiàn)值,在此質(zhì)量觀基礎上,應用資金折現(xiàn)原理建立基于服役壽命分布的產(chǎn)品質(zhì)量損失模型,并提出基于質(zhì)量特征公差要求的產(chǎn)品服役壽命分布密度函數(shù)計算方法,將基于服役壽命分布的產(chǎn)品質(zhì)量損失模型與傳統(tǒng)田口質(zhì)量損失模型作了對比分析;利用產(chǎn)品服役壽命分布密度函數(shù)求平均壽命,將求出的壽命與修正部件法求出的壽命作對比分析;以齒輪泵裝配尺寸鏈各組成環(huán)公差為變量,綜合考慮其服役時間、性能、加工成本、質(zhì)量損失建立多目標公差優(yōu)化模型,采用遺傳算法對其進行求解,將所得結(jié)果與考慮最優(yōu)間隙和產(chǎn)品工作性能兩個因素所建模型所得結(jié)果進行對比分析。
【關鍵詞】：齒輪泵 服役壽命分布 最優(yōu)間隙 質(zhì)量特征 公差優(yōu)化設計
【學位授予單位】：湖南科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG801;TH325
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-16
• 1.1 課題背景與意義10-11
• 1.1.1 選題背景10
• 1.1.2 課題的目的及意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-14
• 1.2.1 齒輪泵發(fā)展概述11-12
• 1.2.2 公差設計研究現(xiàn)狀12-14
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容14-16
• 1.3.1 主要研究內(nèi)容14-15
• 1.3.2 章節(jié)安排15-16
• 第二章 齒輪泵性能分析16-30
• 2.1 引言16
• 2.2 齒輪泵的工作原理與性能16-24
• 2.2.1 齒輪泵的工作原理及結(jié)構(gòu)16-18
• 2.2.2 泄漏產(chǎn)生的原理及其控制的重要性18-19
• 2.2.3 齒輪泵的容積損失19-22
• 2.2.4 齒輪泵的機械損失22-24
• 2.3 齒輪泵零部件齒輪機構(gòu)關鍵尺寸公差對輸出流量的影響24-28
• 2.3.1 齒輪泵輸出流量24-25
• 2.3.2 仿真模擬25-28
• 2.4 本章小結(jié)28-30
• 第三章 考慮最優(yōu)間隙的齒輪泵公差優(yōu)化設計30-46
• 3.1 引言30
• 3.2 確定最優(yōu)間隙30-33
• 3.2.1 最優(yōu)間隙確定必要性30-31
• 3.2.2 齒輪泵端面最佳間隙31-32
• 3.2.3 齒輪泵徑向最佳間隙32-33
• 3.3 考慮最優(yōu)間隙建立優(yōu)化模型33-38
• 3.3.1 裝配間隙33-34
• 3.3.2 建立公差優(yōu)化數(shù)學模型34-35
• 3.3.3 實例分析35-38
• 3.4 實驗驗證38-41
• 3.4.1 實驗原理和設計方案38-39
• 3.4.2 搭建實驗平臺39-40
• 3.4.3 實驗結(jié)果與分析40-41
• 3.5 齒輪泵服役壽命41-44
• 3.5.1 修正部件法計算壽命41-43
• 3.5.2 修正因子及修正系數(shù)的確定43-44
• 3.5.3 齒輪泵的壽命計算公式44
• 3.6 本章小結(jié)44-46
• 第四章 公差設計多目標優(yōu)化模型及求解46-64
• 4.1 引言46
• 4.2 公差成本模型46-47
• 4.3 傳統(tǒng)質(zhì)量損失模型47-49
• 4.3.1 田口質(zhì)量損失密度函數(shù)47-48
• 4.3.2 田口質(zhì)量損失成本48-49
• 4.4 建立新的質(zhì)量損失成本模型49-52
• 4.4.1 考慮服役壽命的產(chǎn)品質(zhì)量損失模型49-50
• 4.4.2 考慮服役壽命的產(chǎn)品質(zhì)量損失分布密度函數(shù)50-52
• 4.5 建立公差多目標優(yōu)化模型52-55
• 4.5.1 目標函數(shù)52
• 4.5.2 約束條件52-55
• 4.6 計算結(jié)果分析55-62
• 4.6.1 遺傳算法55-56
• 4.6.2 實例結(jié)果分析56-62
• 4.7 本章小結(jié)62-64
• 第五章 全文總結(jié)與展望64-66
• 5.1 全文總結(jié)64-65
• 5.2 下一步研究工作展望65-66
• 參考文獻66-70
• 致謝70-72
• 附錄A：攻讀碩士學位期間的研究成果72

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1 祝海林,鄒e

本文編號：318787