威布爾分布下齒輪的可靠性設(shè)計(jì)方法研究.pdf

1、可靠性是指產(chǎn)品在規(guī)定條件下和規(guī)定時(shí)間區(qū)間內(nèi)完成規(guī)定功能的能力。在現(xiàn)代生產(chǎn)中，可靠性技術(shù)已貫穿到產(chǎn)品開發(fā)、設(shè)計(jì)、制造、試驗(yàn)、使用、運(yùn)輸、保管及維修保養(yǎng)等所有環(huán)節(jié)中。 概率設(shè)計(jì)是可靠性設(shè)計(jì)的重要組成部分，是應(yīng)用概率統(tǒng)計(jì)理論進(jìn)行機(jī)械零件或構(gòu)件設(shè)計(jì)的方法，其實(shí)質(zhì)就是把強(qiáng)度設(shè)計(jì)中所有的變量如實(shí)地當(dāng)作隨機(jī)變量來(lái)看待。極限狀態(tài)法是概率設(shè)計(jì)法中的一種設(shè)計(jì)方法，它將影響結(jié)構(gòu)安全的各種因素作為隨機(jī)變量，應(yīng)用概率論和數(shù)理統(tǒng)計(jì)原理，對(duì)結(jié)構(gòu)的可靠性概率作

2、出近似的估計(jì)。 威布爾技術(shù)可用于檢驗(yàn)產(chǎn)品失效分布，確定分布參數(shù)，驗(yàn)證和確定可靠性指標(biāo)，分析故障機(jī)理和比較設(shè)計(jì)、工藝、試驗(yàn)方案等。通過(guò)查閱大量的文獻(xiàn)，我們發(fā)現(xiàn)，在機(jī)械及航空領(lǐng)域中應(yīng)用威布爾失效模型來(lái)分析產(chǎn)品可靠度和可靠壽命時(shí)，大都基于失效數(shù)據(jù)已知的情況。但是收集產(chǎn)品的失效數(shù)據(jù)是要耗費(fèi)大量的人力物力的，而我國(guó)現(xiàn)在的實(shí)際情況決定這是不可能的，所以研究一種方法來(lái)解決失效數(shù)據(jù)未知的情況下，服從威布爾失效模型時(shí)產(chǎn)品的可靠度和可靠壽命是非常有

3、必要的，有其重要的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。 齒輪傳動(dòng)是機(jī)械傳動(dòng)中應(yīng)用最廣泛的一種傳動(dòng)形式。其主要優(yōu)點(diǎn)是效率高，傳動(dòng)比準(zhǔn)確，結(jié)構(gòu)緊湊，工作可靠，壽命長(zhǎng)。在本文中，作者對(duì)標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪和標(biāo)準(zhǔn)斜齒圓柱齒輪做了深入研究，基于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)法編制了齒輪設(shè)計(jì)系統(tǒng)，為工程設(shè)計(jì)和科學(xué)研究提供了重要的參考。 本文在對(duì)所設(shè)計(jì)的齒輪的可靠度進(jìn)行估計(jì)時(shí)，假設(shè)齒輪失效時(shí)的接觸疲勞強(qiáng)度——接觸應(yīng)力和彎曲疲勞強(qiáng)度——彎曲應(yīng)力服從兩參數(shù)威布爾分布；在對(duì)所設(shè)計(jì)的齒

4、輪進(jìn)行可靠壽命點(diǎn)估計(jì)時(shí)，根據(jù)齒面接觸疲勞強(qiáng)度，假設(shè)齒輪失效時(shí)計(jì)算系數(shù)、彈性系數(shù)、切向力、動(dòng)載系數(shù)、齒向載荷分布系數(shù)、齒間載荷分布系數(shù)、潤(rùn)滑系數(shù)、速度系數(shù)、粗糙度系數(shù)和工作硬化系數(shù)均服從兩參數(shù)威布爾分布。基于機(jī)械概率設(shè)計(jì)法，作者采用矩估計(jì)法及極限狀態(tài)法提出了一種計(jì)算齒輪可靠度的方法，并且利用蒙特卡洛模擬法產(chǎn)生失效的模擬隨機(jī)數(shù)，對(duì)直齒圓柱齒輪和斜齒圓柱齒輪給定可靠度情況下的可靠壽命進(jìn)行了點(diǎn)估計(jì)。 參數(shù)化設(shè)計(jì)和特征建模技術(shù)是CAD技術(shù)

5、繼續(xù)發(fā)展和適應(yīng)工業(yè)發(fā)展要求的兩項(xiàng)重要技術(shù)。所謂參數(shù)化設(shè)計(jì)是指在設(shè)計(jì)特征、零件和裝配件時(shí)是基于決定設(shè)計(jì)物理形狀的參數(shù)的造型技術(shù)。參數(shù)化設(shè)計(jì)有利于建立和管理產(chǎn)品零件庫(kù)，極大的提高產(chǎn)品的開發(fā)效率，能夠提供產(chǎn)品完整的信息。 作者所設(shè)計(jì)的威布爾分布下齒輪的可靠性設(shè)計(jì)系統(tǒng)是基于Pro/Engineer2001，采用面向?qū)ο蟮拈_發(fā)方法，利用VC++6.0作為開發(fā)平臺(tái)結(jié)合ADO和ODBC等數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，利用Pro/TOOLKIT工具包的一個(gè)用于分