簡(jiǎn)介：擺線(xiàn)齒輪傳動(dòng)有重合度大傳動(dòng)平穩(wěn)、齒面磨損均勻、齒數(shù)少不根切等優(yōu)點(diǎn)但其中心距不具可分性、刀具制造困難等極大的限制了擺線(xiàn)齒輪的應(yīng)用。目前高端精密機(jī)械系統(tǒng)如航空航天、醫(yī)療器械、仿生機(jī)器人等迫切需求體積小、重量輕、承載能力強(qiáng)、傳動(dòng)平穩(wěn)和效率高等諸多優(yōu)點(diǎn)的微型減速器。在超精密加工制造技術(shù)快速發(fā)展的今天加工精度已不再是推廣應(yīng)用擺線(xiàn)類(lèi)齒輪的障礙。深入分析國(guó)內(nèi)外關(guān)于擺線(xiàn)類(lèi)曲線(xiàn)的數(shù)學(xué)模型后通過(guò)以基圓圓心為定坐標(biāo)系的原點(diǎn)建立了更簡(jiǎn)單的擺線(xiàn)及其等距線(xiàn)的數(shù)學(xué)模型。以單一擺線(xiàn)及其等距線(xiàn)為基礎(chǔ)構(gòu)建了擺線(xiàn)原始連續(xù)型齒廓在基于齒廓嚙合原理上研究了此類(lèi)齒廓共軛嚙合的可能性及形式以及重合度的定義與計(jì)算。針對(duì)擺線(xiàn)原始連續(xù)型齒廓重合度小等缺點(diǎn)以齒數(shù)少、重合度適宜為目標(biāo)在滿(mǎn)足齒廓共軛條件的基礎(chǔ)上提出了多種針對(duì)原始連續(xù)型齒廓的修形方法并運(yùn)用這些改進(jìn)方法演繹出了10多種新型擺線(xiàn)齒廓。用運(yùn)動(dòng)學(xué)方法研究出擺線(xiàn)原始連續(xù)型齒廓的嚙合軌跡線(xiàn)后基于擺線(xiàn)的修形原理將其推廣得到了擺線(xiàn)修形齒廓和新型擺線(xiàn)齒廓的嚙合軌跡線(xiàn)。根據(jù)齒輪傳動(dòng)重合度和嚙合角的定義通過(guò)分析齒廓嚙合軌跡線(xiàn)提出了各擺線(xiàn)齒輪傳動(dòng)的重合度與嚙合角計(jì)算方法。研究確定這些擺線(xiàn)齒輪的基本設(shè)計(jì)參數(shù)后依次推導(dǎo)出了各擺線(xiàn)齒輪的幾何尺寸計(jì)算公式。經(jīng)比較各擺線(xiàn)齒輪的幾何特點(diǎn)和傳動(dòng)特性后選擇了新型擺線(xiàn)齒廓設(shè)計(jì)直齒輪研究其齒輪設(shè)計(jì)約束條件以及各設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)傳動(dòng)特性的影響。研究比較了3K型行星傳動(dòng)效率與配齒結(jié)合新型擺線(xiàn)齒輪的特點(diǎn)選取3KI型行星傳動(dòng)并選擇合適的設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)各新型擺線(xiàn)齒輪。確定各新型擺線(xiàn)齒輪副受力情況并校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度后分析軸系的彎扭受力及校核選用各軸支撐軸承與校核。從傳動(dòng)性能、加工工藝、安裝工藝等多方面考慮設(shè)計(jì)了行星架與微型減速器的結(jié)構(gòu)、減速器與伺服電機(jī)的連接、減速器與機(jī)體的連接等。

簡(jiǎn)介：長(zhǎng)期以來(lái)，諧波減速器一直是傳動(dòng)領(lǐng)域各國(guó)研究的熱點(diǎn)課題，國(guó)內(nèi)雖然有一些產(chǎn)品但在輸入轉(zhuǎn)速、扭轉(zhuǎn)角度、傳動(dòng)精度和使用壽命方面與日本等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比還存在很大的差距，尤其在工業(yè)機(jī)器人等領(lǐng)域的應(yīng)用還不夠成熟。本文主要利用有限元方法對(duì)諧波減速器常用的杯型柔輪和中空型柔輪進(jìn)行有限元分析，研究柔輪幾何參數(shù)對(duì)柔輪靜態(tài)應(yīng)力分布與動(dòng)態(tài)特性的影響。本文首先介紹了諧波齒輪減速器的傳動(dòng)原理和特點(diǎn)，分析了柔輪上點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，以及不同形式波發(fā)生器作用下柔輪形變特點(diǎn)，根據(jù)傳動(dòng)原理推導(dǎo)出柔輪應(yīng)力計(jì)算公式和強(qiáng)度校核公式。利用有限元分析軟件ABAQUS，結(jié)合柔輪傳動(dòng)特性，建立柔輪與波發(fā)生器在初始變形階段的接觸模型，并根據(jù)柔輪和剛輪間接觸模型，模擬柔輪負(fù)載情況。對(duì)比兩種柔輪的應(yīng)力分布云圖和截面應(yīng)力分布曲線(xiàn)，研究柔輪應(yīng)力分布情況。其次，通過(guò)修改兩種柔輪模型幾何參數(shù)，得到不同長(zhǎng)徑比、齒圈寬度和壁厚的柔輪結(jié)構(gòu)，建立不同幾何參數(shù)的柔輪接觸模型，獲得其應(yīng)力分布云圖，繪制出最大等效應(yīng)力變化曲線(xiàn)，探究柔輪幾何參數(shù)對(duì)柔輪應(yīng)力的影響。在中空型柔輪翻邊處設(shè)計(jì)出圓角，通過(guò)有限元接觸分析發(fā)現(xiàn)，圓角的設(shè)計(jì)使中空型柔輪各部分等效應(yīng)力值和分布范圍都明顯減小。最后，借助ABAQUS軟件對(duì)兩種柔輪進(jìn)行模態(tài)分析，提取出兩種柔輪結(jié)構(gòu)的固有頻率和振型，發(fā)現(xiàn)中空型柔輪的各階頻率都大于杯型柔輪，且兩種柔輪結(jié)構(gòu)都可以避免共振現(xiàn)象的發(fā)生。

簡(jiǎn)介：隨著我國(guó)航空、航天、船舶、汽車(chē)、裝備制造等行業(yè)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的減速器在某些行業(yè)已不能滿(mǎn)足小體積、大載荷、精度高、效率好、高可靠等一些列要求。因此針對(duì)這些比較突出的實(shí)際問(wèn)題，重慶大學(xué)王家序教授開(kāi)發(fā)了一種濾波減速器專(zhuān)利號(hào)ZL2010101043595，具有高剛度、小體積、輕量化、加工方便等優(yōu)點(diǎn)。為了進(jìn)一步提高濾波減速器的傳動(dòng)性能，王家序教授又發(fā)明了基于橡膠合金或軟金屬?gòu)椥圆牧系臑V波齒輪申請(qǐng)專(zhuān)利號(hào)2011100546093。本論文主要開(kāi)展對(duì)橡膠合金濾波減速器的設(shè)計(jì)和傳動(dòng)性能分析。研究的主要內(nèi)容可以概括如下①對(duì)濾波齒輪進(jìn)行介紹，簡(jiǎn)要分析橡膠合金濾波減速器的結(jié)構(gòu)組成及工作原理，在明確該減速器的設(shè)計(jì)技術(shù)要求下，進(jìn)行減速器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括對(duì)各齒數(shù)進(jìn)行合理的優(yōu)化分配，并計(jì)算其幾何尺寸；校驗(yàn)其齒廓重疊干涉和過(guò)渡曲線(xiàn)干涉偏心軸偏心量的確定；橡膠合金層的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。②利用SOLIDWKS三維CAD軟件建立該減速器的虛擬樣機(jī)模型，并進(jìn)行虛擬裝配和干涉分析。利用ANSYSWKBENCH有限元軟件進(jìn)行該減速器的前十階模態(tài)分析，確定該減速器的動(dòng)態(tài)特性。③對(duì)一般橡膠制品的硫化成形工藝進(jìn)行深入細(xì)致的分析，確定濾波齒輪硫化成形三要素。根據(jù)濾波齒輪的特點(diǎn)和成形工藝的要求，設(shè)計(jì)出濾波齒輪精密成形模具。④分析產(chǎn)生回差的主要原因，基于概率統(tǒng)計(jì)方法及橡膠合金濾波減速器的特點(diǎn)，推導(dǎo)出橡膠合金濾波減速器回差的計(jì)算公式，分析橡膠合金層對(duì)橡膠合金濾波減速回差的影響。在ADMAS軟件中建立橡膠合金濾波減速器的剛一柔混合模型及一般濾波減速器剛性體模型，比較兩者動(dòng)力學(xué)分析結(jié)果，證明橡膠合金濾波減速器具有更好的傳動(dòng)平穩(wěn)性。⑤對(duì)橡膠合金濾波減速器和一般濾波減速器進(jìn)行回差實(shí)驗(yàn)，對(duì)比兩者的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得出相關(guān)結(jié)論，從而進(jìn)一步提出相關(guān)的改善方案。通過(guò)對(duì)橡膠合金濾波減速器和未加橡膠合金的濾波減速器的振動(dòng)性能進(jìn)行測(cè)試，表明橡膠合金濾波減速器具有更好的振動(dòng)特性，能起到抑制低頻波動(dòng)濾去高頻波動(dòng)的作用。

簡(jiǎn)介：傳統(tǒng)的減速器選型通常是根據(jù)產(chǎn)品樣本來(lái)進(jìn)行的用戶(hù)先按照工作條件計(jì)算出減速器的公稱(chēng)輸入功率、傳動(dòng)比、輸入轉(zhuǎn)速、輸出轉(zhuǎn)矩等參數(shù)再依據(jù)這些確定的參數(shù)盡量選用接近理想公稱(chēng)輸入功率、減速比等參數(shù)的減速器而這個(gè)過(guò)程依靠人為的查詢(xún)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)初選然后驗(yàn)算選取減速器的型號(hào)是不是符合初選要求而往往初選的時(shí)候會(huì)考慮多種減速器進(jìn)行對(duì)比選擇這就加大了查詢(xún)手冊(cè)和計(jì)算的工作量人為操作起來(lái)難度大效率也較低。面對(duì)這樣的現(xiàn)實(shí)純粹依靠工作經(jīng)驗(yàn)豐富的技術(shù)人員為選擇減速器已經(jīng)不符合高速發(fā)展的選型技術(shù)要求而減速器銷(xiāo)售人員不可能都具有機(jī)械行業(yè)的專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)對(duì)減速器的各個(gè)特征參數(shù)和選型的結(jié)果不能提供專(zhuān)家級(jí)的建議難以說(shuō)服用戶(hù)客觀的選擇較為符合要求的減速器。隨著計(jì)算機(jī)的應(yīng)用和發(fā)展出現(xiàn)了一些減速器選型軟件這些選型軟件是建立在減速器參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)之上的但減速器數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)不能完整的描述減速器的性能只能客觀的記錄減速器的相應(yīng)參數(shù)。結(jié)合國(guó)內(nèi)外減速器選型的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)本文利用專(zhuān)家系統(tǒng)的相關(guān)理論和方法研究和開(kāi)發(fā)了相應(yīng)的減速器選型系統(tǒng)主要研究?jī)?nèi)容、技術(shù)方法及所取得的成果如下。1根據(jù)減速器選型的特點(diǎn)確定了減速器選型的特征參數(shù)和需求參數(shù)并分別描述了其模型2對(duì)減速器選型的評(píng)價(jià)體系進(jìn)行了研究建立了基于模糊綜合評(píng)判和層次分析的減速器選型理論模型并結(jié)合實(shí)例對(duì)兩種方法進(jìn)行了說(shuō)明和驗(yàn)證為選型系統(tǒng)的設(shè)計(jì)奠定了相應(yīng)的理論和方法基礎(chǔ)3結(jié)合專(zhuān)家系統(tǒng)的有關(guān)理論分析了減速器選型專(zhuān)家系統(tǒng)的功能需求及流程分別從知識(shí)庫(kù)的設(shè)計(jì)、推理機(jī)的設(shè)計(jì)以及數(shù)據(jù)庫(kù)的建立三方面構(gòu)建了減速器選型專(zhuān)家系統(tǒng)模型4利用ASE技術(shù)對(duì)減速器選型專(zhuān)家系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)并對(duì)其功能進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明。本文基于模糊綜合評(píng)判法、層次分析法、專(zhuān)家系統(tǒng)技術(shù)及ASE技術(shù)對(duì)減速器選型的理論方法及系統(tǒng)開(kāi)發(fā)進(jìn)行了一定的研究取得了一定的成果但在選型理論方法方面后續(xù)的研究中有待進(jìn)一步尋求更有效、合理和優(yōu)化的方法在選型系統(tǒng)上本文開(kāi)發(fā)的尚屬原型系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)方面還需要進(jìn)一步充實(shí)。

簡(jiǎn)介：諧波齒輪傳動(dòng)是依靠柔性件的彈性變形來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，是20世紀(jì)50年代產(chǎn)生的一種齒輪傳動(dòng)技術(shù)。諧波齒輪減速器由剛輪、柔輪和波發(fā)生器等部件組成。由于柔性件的存在，諧波齒輪減速器在設(shè)計(jì)時(shí)涉及到的因素較多，設(shè)計(jì)過(guò)程較為復(fù)雜。傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法往往采用增大安全系數(shù)方法，設(shè)計(jì)出的產(chǎn)品盡管能夠滿(mǎn)足性能要求，但是設(shè)計(jì)成本高，并且設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)參數(shù)不一定是最合理的。傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)也沒(méi)有考慮到產(chǎn)品的可靠性，從而無(wú)法定量地估計(jì)產(chǎn)品壽命，制約了諧波齒輪傳動(dòng)技術(shù)的推廣和使用。因此，研究諧波齒輪減速器可靠性?xún)?yōu)化設(shè)計(jì)方法有著十分重要的意義。本文主要對(duì)諧波齒輪傳動(dòng)的可靠度計(jì)算、諧波齒輪減速器多目標(biāo)可靠性?xún)?yōu)化設(shè)計(jì)和影響諧波齒輪傳動(dòng)精度的因素三個(gè)問(wèn)題進(jìn)行研究。本文研究的主要內(nèi)容如下（1）闡述諧波齒輪減速器相關(guān)知識(shí)，包括諧波齒輪傳動(dòng)的基本原理、組成、分類(lèi)和特點(diǎn)，總結(jié)國(guó)內(nèi)外諧波齒輪傳動(dòng)發(fā)展現(xiàn)狀。（2）闡述常用可靠性分析和優(yōu)化設(shè)計(jì)方法的研究現(xiàn)狀。詳細(xì)論述本論文用到的相關(guān)理論方法，其中包括應(yīng)力強(qiáng)度干涉模型、均值FOSM可靠度靈敏度分析方法和帶精英策略的快速非支配遺傳算法（NSGAII）理論。（3）分析諧波齒輪減速器失效模式及產(chǎn)生原因，確定諧波齒輪傳動(dòng)的可靠度設(shè)計(jì)相關(guān)參數(shù)；對(duì)諧波齒輪減速器輪齒齒面耐磨、柔輪筒體疲勞和柔性軸承進(jìn)行可靠性建模和可靠度計(jì)算。（4）以體積最小、可靠度最大以及傳動(dòng)效率最大為目標(biāo)，建立了諧波齒輪減速器多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)模型。利用NSGAII算法結(jié)合MATLAB數(shù)值計(jì)算軟件對(duì)該多目標(biāo)優(yōu)化問(wèn)題進(jìn)行求解。采用可靠性靈敏度分析方法對(duì)諧波齒輪傳動(dòng)參數(shù)進(jìn)行分析，找出對(duì)諧波齒輪傳動(dòng)可靠度影響最為敏感的設(shè)計(jì)參數(shù)。（5）分析影響諧波齒輪傳動(dòng)精度的誤差來(lái)源，建立傳動(dòng)精度對(duì)各種影響因素的靈敏度公式，找出影響因素對(duì)諧波齒輪傳動(dòng)精度的影響規(guī)律。

簡(jiǎn)介：隨著現(xiàn)代工業(yè)的高速發(fā)展，市場(chǎng)對(duì)傳動(dòng)裝置的要求也越來(lái)越高，特別是在精密機(jī)械領(lǐng)域，小體積、大傳動(dòng)比、高性能的傳動(dòng)裝置需求量日益增加。傳統(tǒng)的齒輪傳動(dòng)已難以滿(mǎn)足各類(lèi)特殊場(chǎng)合，使得新型傳動(dòng)機(jī)構(gòu)成為了研究熱門(mén)。擺線(xiàn)鋼球行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)具有傳動(dòng)無(wú)回差、效率高、承載能力強(qiáng)、傳動(dòng)比大、結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)各類(lèi)場(chǎng)合都有良好的適用性。為加快該類(lèi)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的實(shí)際應(yīng)用和推廣，論文針對(duì)其參數(shù)設(shè)計(jì)和運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)振動(dòng)特性等問(wèn)題進(jìn)行了研究。主要完成了如下研究工作研究了擺線(xiàn)鋼球行星傳動(dòng)原理，利用轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)法推導(dǎo)了其傳動(dòng)比計(jì)算公式，分析了擺線(xiàn)鋼球減速器設(shè)計(jì)時(shí)各關(guān)鍵參數(shù)的協(xié)同關(guān)系及其變化對(duì)傳動(dòng)性能的影響。借助MATHCAD軟件，動(dòng)態(tài)仿真了內(nèi)外擺線(xiàn)的生成及嚙合過(guò)程。研究了擺線(xiàn)鋼球減速器的基本結(jié)構(gòu)，并對(duì)其主要參數(shù)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。在SOLIDWKS環(huán)境下建立了一級(jí)擺線(xiàn)鋼球減速器的三維模型，并利用其產(chǎn)品設(shè)計(jì)系列化功能對(duì)擺線(xiàn)盤(pán)這一關(guān)鍵零件進(jìn)行了參數(shù)化幾何造型。利用集中質(zhì)量法，構(gòu)建了一級(jí)擺線(xiàn)鋼球減速器在有無(wú)配重兩種情況的振動(dòng)動(dòng)力學(xué)模型，對(duì)其振動(dòng)特性進(jìn)行了研究，并推導(dǎo)了兩種配重塊的質(zhì)徑積計(jì)算公式?；谔摂M樣機(jī)仿真軟件ADAMS，對(duì)一級(jí)擺線(xiàn)鋼球減速器有無(wú)配重兩種情況，進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真。最后，建立了二級(jí)擺線(xiàn)鋼球減速器的運(yùn)動(dòng)微分方程，并結(jié)合實(shí)例研究了其振動(dòng)特性。基于赫茲理論，研究了擺線(xiàn)鋼球嚙合副中鋼球和擺線(xiàn)槽的變形形態(tài)及其求解方法，并推導(dǎo)了其剛度表達(dá)式。建立了擺線(xiàn)鋼球嚙合副和W機(jī)構(gòu)嚙合副的嚙合剛度模型，對(duì)其嚙合剛度進(jìn)行了求解，并將其轉(zhuǎn)化為等效扭轉(zhuǎn)剛度?？紤]輸入軸、輸出軸、W機(jī)構(gòu)嚙合副和擺線(xiàn)鋼球嚙合副的等效扭轉(zhuǎn)剛度，利用集中質(zhì)量法，構(gòu)建了一級(jí)擺線(xiàn)鋼球減速器的多自由度扭轉(zhuǎn)振動(dòng)系統(tǒng)模型，得到了其自由振動(dòng)動(dòng)態(tài)方程。

簡(jiǎn)介：為縮短港口機(jī)械減速器的開(kāi)發(fā)周期，節(jié)約開(kāi)發(fā)成本，本論文采用參數(shù)化設(shè)計(jì)技術(shù)和有限元分析技術(shù)，結(jié)合CADCAE集成的CATIA軟件，對(duì)港口機(jī)械減速器中的齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行了分析研究，為港口機(jī)械減速器的建模分析提供了一套新的思路。本文以CATIA軟件作為主要的建模分析工具，使用多種軟件通過(guò)接口與CATIA軟件連接作為輔助方式完成產(chǎn)品建模分析的全過(guò)程。對(duì)港口機(jī)械減速器中的齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行了參數(shù)化建模，通過(guò)改變參數(shù)便可得到不同形狀的齒輪，并且直接采用EXCEL表格方式建立零件庫(kù)的方式來(lái)存儲(chǔ)不同尺寸的齒輪模型。在CATIA的靜力學(xué)分析模塊中對(duì)裝配好的齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行了有限元分析，通過(guò)定義材料、劃分網(wǎng)格、添加約束、施加載荷等操作，得出馮米塞斯應(yīng)力圖和位移圖，將結(jié)果與理論計(jì)算得出的強(qiáng)度進(jìn)行了比較，符合真實(shí)受力及變形情況。通過(guò)不同馮米塞斯應(yīng)力圖之間的對(duì)比，發(fā)現(xiàn)了齒輪系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)，并進(jìn)行了優(yōu)化。

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簡(jiǎn)介：連續(xù)采煤機(jī)減速器CONTINUOUSMINERSPEEDREDUCER作為綜采工作面關(guān)鍵礦山設(shè)備的核心部件，它的合理設(shè)計(jì)和可靠運(yùn)行是保證現(xiàn)代化礦井高產(chǎn)高效的必要條件，而模態(tài)分析MODALANALYSIS技術(shù)是新產(chǎn)品設(shè)計(jì)中進(jìn)行結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)特性的預(yù)估及優(yōu)化設(shè)計(jì)的主要手段。通過(guò)模態(tài)分析，能夠獲得產(chǎn)品結(jié)構(gòu)在某一易受影響的頻率范圍內(nèi)各階主要模態(tài)的特性，進(jìn)而可以對(duì)結(jié)構(gòu)在此頻段內(nèi)由外部或內(nèi)部各種振源作用下的實(shí)際振動(dòng)響應(yīng)進(jìn)行預(yù)判斷，從而為結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的振動(dòng)特性分析、振動(dòng)故障診斷和預(yù)報(bào)以及結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性的優(yōu)化設(shè)計(jì)等提供依據(jù)。遺傳算法GEICALGITHM在進(jìn)行系統(tǒng)參數(shù)識(shí)別時(shí)，采用概率搜索機(jī)制使得目標(biāo)函數(shù)朝著減小的方向進(jìn)化，它不依賴(lài)于梯度信息，具有較強(qiáng)的自適應(yīng)性、魯棒性和全局搜索能力。本文研究對(duì)象某連采機(jī)裝運(yùn)減速齒輪箱傳動(dòng)級(jí)數(shù)多，實(shí)際結(jié)構(gòu)復(fù)雜，并且由于設(shè)計(jì)、制造和安裝誤差的存在，致使算法的搜索空間非常復(fù)雜，因而在傳統(tǒng)遺傳算法群體進(jìn)化中引入了拉馬克學(xué)習(xí)LAMARCKIANLEARNING機(jī)制。該機(jī)制通過(guò)模擬生物體在生命周期內(nèi)自身的學(xué)習(xí)行為，強(qiáng)化了局部搜索能力，使得個(gè)體在生命周期內(nèi)取得了更高的適應(yīng)度并將其以“基因”的表現(xiàn)型遺傳給下一代，以提高算法的收斂效率。本文的主要工作分為以下幾個(gè)方面首先介紹了模態(tài)分析技術(shù)的發(fā)展與現(xiàn)狀以及遺傳算法在模態(tài)參數(shù)識(shí)別中的應(yīng)用情況，同時(shí)系統(tǒng)了解了各種混合遺傳算法進(jìn)行參數(shù)辨識(shí)的效率；第二，對(duì)齒輪箱的振動(dòng)原因與機(jī)理進(jìn)行了系統(tǒng)分析，基于模態(tài)分析理論，本文將所研究齒輪箱簡(jiǎn)化為具有N個(gè)自由度的粘性比例阻尼振動(dòng)系統(tǒng)，導(dǎo)出它的模態(tài)展式；第三，根據(jù)遺傳算法的數(shù)學(xué)原理，構(gòu)建了基于混合遺傳算法的實(shí)驗(yàn)?zāi)B(tài)參數(shù)識(shí)別模型，規(guī)劃了正確的遺傳方案，引入了拉馬克策略，并基于POWELL法制定了拉馬克算子，以對(duì)標(biāo)準(zhǔn)遺傳算法生成的每一個(gè)染色體進(jìn)行學(xué)習(xí)爬山局部搜索；第四，建立了齒輪箱的有限元模型并對(duì)其進(jìn)行了預(yù)分析，根據(jù)預(yù)分析結(jié)果確定傳感器的布置方案；搭建起相應(yīng)的測(cè)試試驗(yàn)平臺(tái)，制定了詳細(xì)的試驗(yàn)方案以實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的采集；第五，采集數(shù)據(jù)并對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行了基于奇異值分解技術(shù)SINGULARVALUEDECOMPOSITION，簡(jiǎn)稱(chēng)SVD的降噪，然后分別用標(biāo)準(zhǔn)遺傳算法、混合遺傳算法、LMSTESTLAB進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)?zāi)B(tài)參數(shù)識(shí)別。與標(biāo)準(zhǔn)遺傳算法的識(shí)別結(jié)果相互對(duì)比，驗(yàn)證了本文提出的混合遺傳算法性能更平穩(wěn)，與LMSTESTLAB實(shí)驗(yàn)?zāi)B(tài)系統(tǒng)識(shí)別結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，混合遺傳算法以較高的精度識(shí)別出模態(tài)參數(shù)，這得益于其在拉馬克學(xué)習(xí)機(jī)制的作用下，具備了深度的局部搜索能力。將經(jīng)拉馬克學(xué)習(xí)機(jī)制改進(jìn)后的混合遺傳算法應(yīng)用于連采機(jī)裝運(yùn)減速齒輪箱的實(shí)驗(yàn)?zāi)B(tài)參數(shù)識(shí)別中，取得了良好的效果，實(shí)踐證明，該方法是準(zhǔn)確、有效的。

簡(jiǎn)介：門(mén)機(jī)是港口機(jī)械中最重要的設(shè)備。天津港五公司是專(zhuān)門(mén)接卸散礦石和礦粉的裝卸公司，擁有5個(gè)專(zhuān)業(yè)的礦石裝卸泊位。近年來(lái)，西側(cè)碼頭所屬2臺(tái)日立23T門(mén)機(jī)各系統(tǒng)結(jié)構(gòu)存在不同程度的老化，特別是旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)減速器輸入級(jí)的損壞時(shí)有發(fā)生。為徹底解決門(mén)座式起重機(jī)減速器損壞頻率過(guò)高問(wèn)題，本文轉(zhuǎn)變思路，拓展創(chuàng)新理念，綜合國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有研究成果，利用機(jī)械傳動(dòng)理論以及現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法，對(duì)門(mén)機(jī)轉(zhuǎn)臺(tái)減速器從結(jié)構(gòu)形式上進(jìn)行改造和更新。通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外的門(mén)座式起重機(jī)減速器的調(diào)查研究，決定采用立式行星減速器代替原有減速器初級(jí)的“錐齒錐盤(pán)”結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)形式的減速器技術(shù)已經(jīng)開(kāi)始應(yīng)用于港機(jī)行業(yè)，應(yīng)用于旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上，呈現(xiàn)體積小、重量輕、傳動(dòng)范圍比大、效率高和工作平穩(wěn)、動(dòng)力分配均勻，自動(dòng)調(diào)心等優(yōu)勢(shì)。本論文研究的主要工作如下1通過(guò)對(duì)現(xiàn)有減速器高速級(jí)損壞原因分析，并結(jié)合國(guó)內(nèi)外門(mén)機(jī)轉(zhuǎn)臺(tái)減速器的最新發(fā)展，制定出門(mén)機(jī)轉(zhuǎn)臺(tái)減速器改造的總體方案。2根據(jù)門(mén)機(jī)轉(zhuǎn)臺(tái)減速器改造總體方案，進(jìn)行減速器高速級(jí)詳細(xì)設(shè)計(jì)，包括齒輪傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)計(jì)算、電機(jī)與制動(dòng)裝置的選擇、零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、關(guān)鍵零件工藝過(guò)程設(shè)計(jì)和減速器高速級(jí)裝配工藝設(shè)計(jì)。3根據(jù)門(mén)機(jī)轉(zhuǎn)臺(tái)立式行星減速器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，以傳動(dòng)齒輪總體積最小為目標(biāo)，以傳動(dòng)系統(tǒng)齒輪嚙合重合度及許用應(yīng)力為約束條件建立多目標(biāo)參數(shù)優(yōu)化模型。并應(yīng)用數(shù)學(xué)軟件MAPLE對(duì)優(yōu)化模型進(jìn)行求解，獲得滿(mǎn)意結(jié)果。4應(yīng)用ANSYS有限元分析軟件對(duì)高速級(jí)減速器箱體進(jìn)行靜力學(xué)分析和模態(tài)分析，并利用ANSYS軟件多目標(biāo)優(yōu)化分析功能對(duì)箱體進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，在確保其強(qiáng)度滿(mǎn)足要求并避免共振情況發(fā)生的條件下，達(dá)到結(jié)構(gòu)優(yōu)化的目標(biāo)。本文設(shè)計(jì)和研制的門(mén)機(jī)轉(zhuǎn)臺(tái)立式行星減速器已在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)用，取得良好的經(jīng)濟(jì)效果。

簡(jiǎn)介：諧波齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)是具有柔性結(jié)構(gòu)的特殊齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，與其他的齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)相比其結(jié)構(gòu)比較特殊，體積小且同時(shí)嚙合的齒數(shù)多，承載能力較高，而且傳動(dòng)精度高，所以在現(xiàn)代化工業(yè)中廣泛使用。另外諧波齒輪有一個(gè)非常獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)就是可以在密閉空間的工況下傳遞運(yùn)動(dòng)與力，這使它能在高真空、高溫高壓以及高輻射的惡劣環(huán)境中工作。經(jīng)過(guò)半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展，諧波齒輪傳動(dòng)技術(shù)已經(jīng)被推廣到了航天航空、國(guó)防軍事以及民用工業(yè)當(dāng)中，其在人類(lèi)工業(yè)發(fā)展中扮演了重要的角色。在諧波齒輪傳動(dòng)中柔輪會(huì)發(fā)生彈性形變，且工作中其幾何與力學(xué)模型是非常復(fù)雜的，特別是其應(yīng)變規(guī)律與應(yīng)力分布的情況對(duì)整個(gè)傳動(dòng)的影響非常大。以此對(duì)諧波減速器的建模研究以及柔輪應(yīng)力應(yīng)變分析是非常有必要的。針對(duì)以上所述本文從以下幾個(gè)方面進(jìn)行了研究，并獲得了相對(duì)滿(mǎn)意的結(jié)果。1以彈性力學(xué)和材料力學(xué)為理論基礎(chǔ)，根據(jù)諧波傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)理論，研究了諧波減速器嚙合傳動(dòng)中的參數(shù)選取原則，并對(duì)諧波減速器的三大組件，波發(fā)生器，柔輪和剛輪進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。2在CAXA電子圖版和PROE軟件中對(duì)諧波三大組件進(jìn)行三維建模，使模型能順利導(dǎo)入到ANSYSWKBENCH有限元軟件中，減小陣列時(shí)的累積誤差，提高了模型的精度。3在ANSYSWKBENCH中模擬諧波減速器的在空載和負(fù)載下的真實(shí)工況，研究柔輪的應(yīng)力應(yīng)變情況，并對(duì)不同壁厚的柔輪進(jìn)行有限元分析，總結(jié)出其應(yīng)力變化規(guī)律，并試分析其理論依據(jù)。4模擬諧波齒輪傳動(dòng)的變剛度特性，驗(yàn)證出其遲滯非線(xiàn)性，為諧波齒輪的輕便設(shè)計(jì)提供依據(jù)。

簡(jiǎn)介：低速大功率的采煤機(jī)減速器具備體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、傳動(dòng)比大等特點(diǎn)，使采煤機(jī)能夠滿(mǎn)足井下空間狹小且便于移動(dòng)的工作要求。因此對(duì)其進(jìn)行建模仿真、有限元分析和結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，有利于提高整體的性能具有重要的理論意義和使用價(jià)值。本文是在減速器設(shè)計(jì)理論的基礎(chǔ)上，對(duì)采煤機(jī)截割部的減速器進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。運(yùn)用三維數(shù)字化建模軟件完成采煤機(jī)截割部減速器建模并對(duì)減速器的傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行仿真，研究采煤機(jī)截割部的減速器是否發(fā)生干涉現(xiàn)象，驗(yàn)證了減速器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性。采用有限元分析軟件對(duì)采煤機(jī)截割部的減速器的主要部件進(jìn)行靜力學(xué)分析，得到了各部件在實(shí)際工況下的應(yīng)力應(yīng)變?cè)茍D對(duì)箱體、行星架以及減速器整體進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析，得到減速器6階振動(dòng)頻率、振動(dòng)的主要位置、振動(dòng)的變形云圖和相應(yīng)節(jié)點(diǎn)處的頻率響應(yīng)曲線(xiàn)以減少減速器箱體的重量為目的對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，并在滿(mǎn)足箱體材料變形應(yīng)力的約束條件下，使箱體的質(zhì)量盡可能的減小。通過(guò)對(duì)采煤機(jī)截割部的減速器進(jìn)行仿真和有限元分析不僅為減速器的設(shè)計(jì)提供了可靠的理論依據(jù)，保證采煤機(jī)減速器的各構(gòu)件的安全性和可靠性。使采煤機(jī)能面對(duì)惡劣的環(huán)境，提高生產(chǎn)效率和使用壽命。

簡(jiǎn)介：本文以輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)的優(yōu)勢(shì)為出發(fā)點(diǎn)，針對(duì)三支點(diǎn)前驅(qū)電動(dòng)叉車(chē)的特點(diǎn)設(shè)計(jì)了一種帶濕式制動(dòng)功能的輪邊減速裝置。通過(guò)對(duì)輪邊減速器的結(jié)構(gòu)功能、輕量化等要求進(jìn)行了系統(tǒng)化設(shè)計(jì)，一方面實(shí)現(xiàn)了電機(jī)轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)型電動(dòng)輪在電動(dòng)叉車(chē)上的應(yīng)用，另一方面完成了叉車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)在減速裝置內(nèi)的集成設(shè)計(jì)，從而實(shí)現(xiàn)了帶制動(dòng)控制功能的電動(dòng)叉車(chē)減速器總成。本文設(shè)計(jì)的電動(dòng)叉車(chē)輪邊減速器是以行星齒輪系統(tǒng)作為減速器的主體傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，采用浮動(dòng)內(nèi)齒圈結(jié)構(gòu)形式來(lái)提升行星齒輪傳動(dòng)的均載性。在減速傳動(dòng)鏈的設(shè)計(jì)中，添加一對(duì)外嚙合斜齒輪作為其前置級(jí)減速系統(tǒng)；通過(guò)引入濕式片式制動(dòng)結(jié)構(gòu)來(lái)直接實(shí)現(xiàn)輪邊減速裝置內(nèi)部輸出端的制動(dòng)，保證所設(shè)計(jì)的制動(dòng)系統(tǒng)滿(mǎn)足叉車(chē)行駛工況的要求；在完成結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)后利用PROE軟件建立了輪邊減速器虛擬樣機(jī)的裝配模型，應(yīng)用ABAQUS軟件對(duì)輪邊減速器行星輪系的外嚙合變位齒輪和濕式制動(dòng)結(jié)構(gòu)中的摩擦鋼片等進(jìn)行了有限元分析并獲得了相關(guān)的數(shù)據(jù)結(jié)果，為輪邊減速器的結(jié)構(gòu)改進(jìn)和性能優(yōu)化提供重要的理論依據(jù)和數(shù)據(jù)參考。最終設(shè)計(jì)完成的輪邊減速器在經(jīng)過(guò)試驗(yàn)測(cè)試后成功地實(shí)現(xiàn)了在某一款三支點(diǎn)前驅(qū)電動(dòng)叉車(chē)上的試車(chē)。課題研發(fā)設(shè)計(jì)的帶濕式制動(dòng)功能的輪邊減速裝置較好地實(shí)現(xiàn)了減速傳動(dòng)和行駛制動(dòng)等功能，其整體性能仍有待測(cè)試完善。

簡(jiǎn)介：自60年代CADCOMPUTERAIDEDDESIGN誕生以來(lái)，給從事工程設(shè)計(jì)的工作者的工作方式帶來(lái)了巨大的改變。利用CAD軟件，設(shè)計(jì)者可以對(duì)大量信息進(jìn)行有效管理，利用CAD三維造型功能，傳統(tǒng)的二維圖紙變成了鮮活的立體結(jié)構(gòu)，與后續(xù)的分析優(yōu)化等功能有機(jī)結(jié)合，成為工程設(shè)計(jì)、分析不可或缺的工具。參數(shù)化的概念伴隨CAD應(yīng)運(yùn)而生，傳統(tǒng)CAD軟件三維造型針對(duì)固定尺寸，而在實(shí)際產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程中，從概念設(shè)計(jì)、理論計(jì)算到分析優(yōu)化，結(jié)構(gòu)拓?fù)潢P(guān)系不變，但是尺寸信息卻是時(shí)時(shí)變化的，如何讓尺寸的變化動(dòng)態(tài)的反映到模型中，而不是重新建立模型，便需要參數(shù)化的知識(shí)。CAD軟件通過(guò)參數(shù)控制約束，實(shí)現(xiàn)尺寸驅(qū)動(dòng)，完成模型的動(dòng)態(tài)修改。本文基于PROENGINEER三維造型軟件，應(yīng)用與軟件集成于一體的開(kāi)發(fā)工具PROTOOLKIT，對(duì)某型艦船炮塔回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)三級(jí)圓柱齒輪減速器進(jìn)行了參數(shù)化設(shè)計(jì)。目前，針對(duì)減速器的參數(shù)化案例較多，但大多驅(qū)動(dòng)對(duì)象仍為零件，重點(diǎn)講述標(biāo)準(zhǔn)零件庫(kù)的建立過(guò)程。本文參數(shù)化對(duì)象為零件、部件與裝配體，將減速器按軸系劃分模塊，模塊間通過(guò)嚙合對(duì)進(jìn)行約束。模型目的在于虛擬可靠性試驗(yàn)，要求模型適度簡(jiǎn)化，便于與分析軟件接口，最重要的是可以考慮隨機(jī)誤差，即將減速器真實(shí)情況體現(xiàn)到參數(shù)化模型中。鑒于此，在研究后續(xù)有限元分析對(duì)約束要求以及有限元分析軟件對(duì)CAD模型的識(shí)別能力后，簡(jiǎn)化倒角等細(xì)節(jié)，去掉了端蓋等只起約束作用非主要失效零件，并應(yīng)用半面約束方法降低了模型后續(xù)劃分網(wǎng)格的難度，得出了良好的接口解決方案。在考慮隨機(jī)性方面，基于蒙特卡洛方法編寫(xiě)隨機(jī)數(shù)生成器，并加載到模型中，便于后續(xù)有限元分析。本文對(duì)零部件的參數(shù)化、自動(dòng)裝配等過(guò)程具有通用性，適用范圍廣，針對(duì)虛擬可靠性試驗(yàn)，本文對(duì)模型作了進(jìn)一步的處理，可以使減速器產(chǎn)品可靠性分析更加準(zhǔn)確，進(jìn)而提高質(zhì)量。

簡(jiǎn)介：鑄造吊是冶金生產(chǎn)關(guān)鍵設(shè)備，起升減速器作為吊車(chē)核心部件，其性能、壽命將對(duì)吊車(chē)整機(jī)運(yùn)行產(chǎn)生重要影響。如何最大限度地提高減速器性能，成為該領(lǐng)域研究關(guān)鍵問(wèn)題。本文對(duì)鑄造吊起升減速器進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)研究，建立等強(qiáng)度齒輪承載能力減速器傳動(dòng)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)模型，利用遺傳算法求解齒輪結(jié)構(gòu)最優(yōu)參數(shù)應(yīng)用拓?fù)鋬?yōu)化方法進(jìn)行減速器關(guān)鍵部件結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)。首先，結(jié)合鑄造吊起升減速器功能特點(diǎn)、性能指標(biāo)，提出減速器總體方案，對(duì)齒輪軸、齒輪、軸系、箱體等減速器關(guān)鍵零部件進(jìn)行結(jié)構(gòu)、尺寸設(shè)計(jì)，構(gòu)建減速器關(guān)鍵部件力學(xué)模型。其次，基于等強(qiáng)度設(shè)計(jì)目標(biāo)，針對(duì)各級(jí)齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度建立數(shù)學(xué)模型，確定以齒輪的模數(shù)、齒數(shù)作為優(yōu)化變量的數(shù)學(xué)模型。以減速器的中心距、傳動(dòng)比作為幾何約束，以齒輪副的接觸疲勞強(qiáng)度、變位系數(shù)、齒頂不干涉以及不變尖等要求作為約束條件，建立減速器傳動(dòng)的優(yōu)化模型采用遺傳算法，利用MATLAB軟件平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)模型的優(yōu)化求解建立了起升減速器主要零部件有限元分析模型，完成了齒輪機(jī)構(gòu)彎曲疲勞強(qiáng)度一致性驗(yàn)證。最后，基于OPTISTRUCT平臺(tái)綜合考慮靜態(tài)剛度以及動(dòng)態(tài)低階頻率，進(jìn)行減速器的關(guān)鍵部件多目標(biāo)拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)，依據(jù)優(yōu)化結(jié)果對(duì)減速器箱體進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，完成箱體靜態(tài)強(qiáng)度、剛度分析以及模態(tài)分析，得到具有良好力學(xué)性能的箱體結(jié)構(gòu)。分析結(jié)果表明優(yōu)化設(shè)計(jì)的鑄造吊起升減速器承載能力及可靠性提高。本文設(shè)計(jì)方法對(duì)冶金行業(yè)大噸位鑄造吊減速器設(shè)計(jì)具有理論指導(dǎo)意義。