航空发动机星型齿轮传动系统优化设计
【摘要】：
本文主要研究了航空发动机星型齿轮传动系统的优化设计，对单级齿轮传动和两级星型传动都进行了深入的分析和探讨，分别以系统体积最小和中心距最小为目标函数，以齿轮的接触强度、弯曲强度、胶合强度等为约束条件，建立了完整的数学模型。并运用Matlab软件为开发平台，结合其优化工具箱和成熟的优化设计理论，开发出一套齿轮传动系统参数优化的设计软件。
在齿轮传动系统优化的研究中，确定了齿轮的结构形式和几何尺寸计算，对设计变量的选取和约束条件的确立进行了较为详细的论述，建立了问题的数学模型。给出了参数的圆整和变位系数的优选方法。经过对成熟机种设计参数的优化分析，验证了程序的可靠性和完整性等。
在软件开发的研究中，确定了该软件的总体结构和功能剖析，对各模块的设计开发进行了说明，并编制了相应的计算机软件，设计了良好的人-机对话界面。
【关键词】：齿轮传动 优化设计 接触强度 弯曲强度 胶合强度 Matlab
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2004
【分类号】：V231
【DOI】：CNKI:CDMD:2.2004.051173
【目录】：
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2004
【分类号】：V231
【DOI】：CNKI:CDMD:2.2004.051173
【目录】：
- 第一章 绪论8-12
- 1.1 论文的背景8-9
- 1.2 优化设计在齿轮传动中的研究现状9-10
- 1.3 星型齿轮传动的特点和研究现状10-11
- 1.4 本文的研究内容11-12
- 第二章 优化设计的理论基础12-23
- 2.1 引言12-13
- 2.2 优化设计问题的数学描述及基本概念13-16
- 2.2.1 泰勒展开式和Hessian矩阵13-14
- 2.2.2 设计空间和可行域14-15
- 2.2.3 优化设计数学模型的三要素15
- 2.2.4 全局最优解和局部最优解15-16
- 2.3 优化算法的基本理论16-21
- 2.3.1 优化算法的分类16-17
- 2.3.2 最优化方法的选择17-18
- 2.3.3 优化算法的基本数学原理18-21
- 2.4 机械系统优化的一般过程21-23
- 第三章 单级齿轮传动系统的优化设计23-38
- 3.1 引言23
- 3.2 数学模型的建立23-30
- 3.2.1 齿轮传动系统的结构设计23-25
- 3.2.2 设计变量和设计空间的选取25-26
- 3.2.3 目标函数的建立26-27
- 3.2.4 约束条件的建立27-30
- 3.3 程序中有关线图的处理30-31
- 3.4 齿数和模数的选择31
- 3.5 优化参数的圆整和变位系数的优选31-35
- 3.5.1 参数的圆整31-32
- 3.5.2 变位系数的优选32-35
- 3.6 单级圆柱齿轮传动参数优化算例35-38
- 第四章 两级星型齿轮传动系统的优化设计38-50
- 4.1 引言38
- 4.2 数学模型的建立38-42
- 4.2.1 两级星型传动系统的结构设计38-39
- 4.2.2 设计变量的选择和设计空间的形成39-40
- 4.2.3 目标函数的建立40-41
- 4.2.4 约束条件的建立41-42
- 4.3 模数和齿数的选择42-44
- 4.3.1 两级星型传动系统齿数的选择42-44
- 4.3.2 模数的选择44
- 4.3.3 参数圆整44
- 4.4 变位系数的优选44-47
- 4.4.1 变位系数的选择标准44-45
- 4.4.2 变位系数的选择程序设计45-47
- 4.5 参数优化及匹配算例分析47-50
- 第五章 星型齿轮传动系统优化设计的软件设计50-60
- 5.1 优化设计程序的开发环境50-51
- 5.2 优化设计软件系统的总体设计51-54
- 5.2.1 优化设计软件系统的主要内容51
- 5.2.2 优化设计软件系统的界面设计51-52
- 5.2.3 优化设计软件系统的组织结构52-53
- 5.2.4 优化设计软件系统的纠错处理53-54
- 5.3 齿轮传动优化设计软件系统的模块化设计54-60
- 5.3.1 优化类型选择模块设计54-55
- 5.3.2 参数输入模块设计55-58
- 5.3.3 优化结果输出处理模块设计58-60
- 第六章 星型齿轮传动系统优化设计的参数分析60-69
- 6.1 引言60
- 6.2 星轮个数对优化结果的影响分析60-61
- 6.3 压力角对优化结果的影响分析61-63
- 6.4 齿轮精度对优化结果的影响分析63-64
- 6.5 强度计算安全系数对优化结果的影响分析64-69
- 6.5.1 接触强度安全系数的影响分析64-65
- 6.5.2 弯曲强度安全系数的影响分析65-67
- 6.5.3 胶合强度安全系数的影响分析67-69
- 第七章 结论69-71
- 7.1 论文的主要工作与结论69-70
- 7.2 进一步的研究工作70-71
- 致谢71-72
- 在学期间发表的论文72-73
- 参考文献73-74
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| 【同被引文献】 | ||
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| 【二级引证文献】 | ||
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| 【二级参考文献】 | ||
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| 【相似文献】 | ||
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