微小型變厚齒輪減速裝置的關鍵技術研究

目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 研究目的和意義 1
1.2 傳動裝置的研究現(xiàn)狀 2
1.2.1 諧波傳動裝置研究現(xiàn)狀 2
1.2.2 少齒差傳動裝置研究現(xiàn)狀 3
1.2.3 RV傳動裝置研究現(xiàn)狀 5
1.3 齒輪動力學研究現(xiàn)狀 6
1.4 基于神經(jīng)網(wǎng)絡的可靠性分析研究現(xiàn)狀 8
1.4.1 結構可靠性的研究現(xiàn)狀 8
1.4.2 神經(jīng)網(wǎng)絡的研究現(xiàn)狀 9
1.5 多目標優(yōu)化算法的研究現(xiàn)狀 10
1.5.1 多目標優(yōu)化問題的研究現(xiàn)狀 10
1.5.2 多目標粒子群優(yōu)化算法的研究現(xiàn)狀 12
1.6 變齒厚漸開線齒輪的發(fā)展現(xiàn)狀 12
第2章 微小型減速裝置方案設計及結構設計 17
2.1 微小型減速裝置方案設計分析 17
2.1.1 微小型減速裝置的技術要求（樣機） 17
2.1.2 諧波減速裝置 17
2.1.3 少齒差減速裝置 18
2.1.4 RV減速器 19
2.1.5 微小型可調隙內嚙合變厚齒輪RV減速器 21
2.2 微小型減速裝置部分關鍵參數(shù)分析與計算 24
2.2.1 傳動比的計算 24
2.2.2 輸入軸和輸出軸的初步設計 24
2.2.3 弧齒錐齒輪初步設計 25
2.2.4 關鍵部件強度分析 26
2.2.5 微小型減速裝置的效率計算 27
2.2.6 微小型減速裝置回差的分析和計算 28
2.3 微小型減速裝置有限元強度分析和模態(tài)分析 30
2.3.1 微小型減速裝置部分關鍵零部件的有限元強度分析 31
2.3.2 微小型減速裝置部分關鍵零部件的有限元模態(tài)分析 32
2.4 內嚙合變厚齒輪副智能化設計軟件的研制 34
2.5 基于Pro/ENGINEER的弧齒錐齒輪參數(shù)化設計 36
2.6 本章小結 36
第3章 多目標優(yōu)化算法的研究和應用 38
3.1 文化算法 39
3.1.1 文化算法的基本理論 39
3.1.2 文化算法模型 39
3.2 基于雙群體差分進化算法的改進文化算法 44
3.2.1 差分進化算法 44
3.2.2 基于雙群體的差分進化算法 45
3.2.3 改進的雙群體差分進化算法 46
3.3 基于雙群體差分進化算法的改進文化粒子群優(yōu)化算法 48
3.3.1 文化粒子群優(yōu)化算法的基本思想 48
3.3.2 交叉操作和小生境競爭機制 49
3.3.3 改進算法在多目標測試函數(shù)中的應用 52
3.4 基于CPSA算法的微小型減速裝置多目標優(yōu)化設計 53
3.4.1 設計變量 53
3.4.2 目標函數(shù)的確定 54
3.4.3 約束條件的建立 56
3.5 優(yōu)化程序設計 59
3.6 優(yōu)化實例 60
3.7 本章小結 61
第4章 計及齒側間隙、時變嚙合剛度的弧齒錐齒輪動力學分析 62
4.1 弧齒錐齒輪系統(tǒng)非線性動力學微分方程的建立 62
4.2 間隙非線性函數(shù)的多項式擬合 66
4.3 齒輪系統(tǒng)的剛度激勵 67
4.4 Gear方法求解齒輪系統(tǒng)動力學微分方程概述 70
4.5 齒輪系統(tǒng)力學方程的數(shù)值計算 72
4.5.1 系統(tǒng)的基本性質 72
4.5.2 跳躍現(xiàn)象 78
4.6 本章小結 79
第5章 基于ICPSDPNN和Monte Carlo的微小型減速裝置可靠性分析 80
5.1 改進的混沌粒子群動態(tài)過程神經(jīng)網(wǎng)絡 80
5.1.1 動態(tài)過程神經(jīng)網(wǎng)絡 80
5.1.2 改進的混沌粒子群優(yōu)化算法 84
5.1.3 改進的混沌粒子群動態(tài)過程神經(jīng)網(wǎng)絡算法 89
5.1.4 改進的混沌粒子群動態(tài)過程神經(jīng)網(wǎng)絡仿真試驗 90
5.2 微小型減速裝置可靠性分析 92
5.2.1 微小型減速裝置系統(tǒng)故障樹的建立 92
5.2.2 減速裝置系統(tǒng)故障樹的分析 94
5.2.3 基于ICPSDPNN和Monte Carlo的減速裝置可靠性分析仿真 96
5.3 本章小結 98
第6章 相交軸非漸開線變厚齒輪的嚙合分析 99
6.1 坐標系的建立與變換 99
6.2 漸開線變厚齒輪的齒面方程 101
6.3 非漸開線變厚齒輪的齒面方程推導及接觸線方程的確定 102
6.4 變厚齒輪幾何參數(shù)的確定 105
6.5 非漸開線變厚齒輪的修形量分析 107
6.5.1 齒形差的計算方法 107
6.5.2 齒向差的計算方法 110
6.6 變厚齒輪齒形差與齒向差的數(shù)值計算分析 112
6.7 相交軸非漸開線變厚齒輪副誘導法曲率的計算 115
6.8 本章小結 118
第7章 交錯軸非漸開線變厚齒輪的空間嚙合分析 120
7.1 交錯軸變厚齒輪實現(xiàn)線接觸的新思想 120
7.2 坐標系的建立與變換 121
7.3 交錯軸非漸開線變厚齒輪嚙合方程、齒廓方程和接觸線方程 123
7.4 交錯軸非漸開線變厚齒輪副的三維實體仿真和誘導法曲率的計算 125
7.5 非漸開線變厚齒輪齒形差和齒向差的計算與分析 127
7.5.1 齒形差的計算與分析 127
7.5.2 齒向差的計算與分析 129
7.6 實例計算與分析 131
7.7 本章小結 136
第8章 非漸開線變厚齒輪齒面修形及優(yōu)化 137
8.1 非漸開線變厚齒輪齒面修形簡介 137
8.2 大平面砂輪磨齒機的磨削原理 137
8.3 大平面砂輪磨齒機的改進 139
8.4 非漸開線變厚齒輪擬合齒向曲線 139
8.5 擬合曲線的優(yōu)化 144
8.5.1 目標函數(shù)的確定 144
8.5.2 *優(yōu)化求解 144
8.6 本章小結 147
第9章 非漸開線變厚齒輪傳動接觸區(qū)分析 148
9.1 錐面砂輪磨齒坐標系的變換 148
9.2 輪齒修形后的齒廓方程 150
9.3 實際接觸區(qū)計算 153
9.3.1 兩齒輪在固定坐標系中的齒面方程 154
9.3.2 接觸跡線的計算 155
9.3.3 接觸橢圓的計算 156
9.4 輪齒接觸強度計算 158
9.5 非漸開線變厚齒輪三維接觸的有限元分析 159
9.5.1 非漸開線變厚齒輪三維實體模型的建立 161
9.5.2 單元劃分及前處理 162
9.5.3 施加載荷 163
9.5.4 輪齒接觸分析的有限元求解 165
9.5.5 輪齒接觸分析的有限元實例 166
9.6 利用Pro/ENGINEER的截面圖功能檢查接觸狀態(tài) 167
9.7 本章小結 169
第10章 微小型減速裝置的制造及試驗研究 170
10.1 微小型減速裝置樣機的設計與制造 170
10.2 微小型減速裝置的試驗研究 172
10.2.1 試驗準備 173
10.2.2 微小型RV減速裝置樣機的傳動效率試驗 173
10.2.3 微小型RV減速裝置樣機的動力學性能試驗 176
10.3 本章小結 179
參考文獻 180