威布爾分布下齒輪的可靠性設計方法研究.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，可靠性技術已貫穿到產(chǎn)品開發(fā)、設計、制造、試驗、使用、運輸、保管及維修保養(yǎng)等所有環(huán)節(jié)中。 概率設計是可靠性設計的重要組成部分，是應用概率統(tǒng)計理論進行機械零件或構件設計的方法，其實質(zhì)就是把強度設計中所有的變量如實地當作隨機變量來看待。極限狀態(tài)法是概率設計法中的一種設計方法，它將影響結構安全的各種因素作為隨機變量，應用概率論和數(shù)理統(tǒng)計原理，對結構的可靠性概率作

2、出近似的估計。 威布爾技術可用于檢驗產(chǎn)品失效分布，確定分布參數(shù)，驗證和確定可靠性指標，分析故障機理和比較設計、工藝、試驗方案等。通過查閱大量的文獻，我們發(fā)現(xiàn)，在機械及航空領域中應用威布爾失效模型來分析產(chǎn)品可靠度和可靠壽命時，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)是要耗費大量的人力物力的，而我國現(xiàn)在的實際情況決定這是不可能的，所以研究一種方法來解決失效數(shù)據(jù)未知的情況下，服從威布爾失效模型時產(chǎn)品的可靠度和可靠壽命是非常有

3、必要的，有其重要的實際應用價值。 齒輪傳動是機械傳動中應用最廣泛的一種傳動形式。其主要優(yōu)點是效率高，傳動比準確，結構緊湊，工作可靠，壽命長。在本文中，作者對標準直齒圓柱齒輪和標準斜齒圓柱齒輪做了深入研究，基于國家標準設計法編制了齒輪設計系統(tǒng)，為工程設計和科學研究提供了重要的參考。 本文在對所設計的齒輪的可靠度進行估計時，假設齒輪失效時的接觸疲勞強度——接觸應力和彎曲疲勞強度——彎曲應力服從兩參數(shù)威布爾分布；在對所設計的齒

4、輪進行可靠壽命點估計時，根據(jù)齒面接觸疲勞強度，假設齒輪失效時計算系數(shù)、彈性系數(shù)、切向力、動載系數(shù)、齒向載荷分布系數(shù)、齒間載荷分布系數(shù)、潤滑系數(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?；跈C械概率設計法，作者采用矩估計法及極限狀態(tài)法提出了一種計算齒輪可靠度的方法，并且利用蒙特卡洛模擬法產(chǎn)生失效的模擬隨機數(shù)，對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行了點估計。 參數(shù)化設計和特征建模技術是CAD技術

5、繼續(xù)發(fā)展和適應工業(yè)發(fā)展要求的兩項重要技術。所謂參數(shù)化設計是指在設計特征、零件和裝配件時是基于決定設計物理形狀的參數(shù)的造型技術。參數(shù)化設計有利于建立和管理產(chǎn)品零件庫，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。 作者所設計的威布爾分布下齒輪的可靠性設計系統(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)平臺結合ADO和ODBC等數(shù)據(jù)庫技術，利用Pro/TOOLKIT工具包的一個用于分