NGW型周转轮系的运动仿真研究.开题报告.docVIP

2013届毕业设计（论文）开题报告 毕业设计（论文）题目 NGW型周转轮系的运动仿真研究 学生姓名 专业班级 指导教师姓名 何毅斌 职称 教授 课题背景 传动装置是机器的重要组成部分，机器工作性能的好坏很大程度上取决于传动装置的优劣。因此，不断提高传动装置的设计和制造水平具有极其重要的意义。齿轮传动是最常采用的一种传动形式，其主要特点有： (1)效率高：在常用的机械传动中，齿轮传动的效率为最高； (2)结构紧凑：在同样的使用条件下，齿轮传动所占用的空间一般较小； (3)工作寿命长：设计合理、维护良好的齿轮传动，其使用寿命可长达二十年； (4)传动比稳定：常用的渐开线圆柱齿轮满足定比传动条件，且具有可分性。 由于具备了上述特点，因此齿轮传动被广泛应用。在齿轮传动中，当一系列互相啮合的齿轮把原动机的转速和扭矩传递给执行机构时，这种齿轮传动系统就称为轮系。当轮系中至少有一个齿轮轴线绕其它定轴齿轮的轴线回转，且机构的自由度为1，则轮系为行星轮系，即行星齿轮传动。其主要特点为： (1)体积小、重量轻：在承受相同载荷条件下，行星齿轮传动的外廓尺寸和重量通常仅为定轴齿轮传动的1/2~1/6； (2)传动效率高：行星齿轮传动的效率可高达99.4%； (3)工作可靠：行星齿轮传动平稳，抗冲击和振动能力强。 NGW型行星齿轮传动被广泛应用于各种机械传动系统中。例如，在航空发动机和直升机主传动系统中，由于要求其体积小、重量轻、结构紧凑和传动效率高，因此NGW型行星齿轮传动是主要的传动形式。随着现代工业的高速发展，齿轮减速器的功能结构日趋复杂，新减速器的更新换代周期不断缩短，其设计在整个生命周期中占据越来越重要的地位。在新减速器开发中，虽然设计本身的费用仅占总成本的5%，但是开发费用中的 80%取决于设计，因此设计对提高减速器整体的生产率起着举足轻重的作用。18世纪下半叶第一次工业革命促进了机械工程学科的迅速发展，运动学在原来的机械力学基础上发展成为一门独立的学科。生产力的高速发展使人们对机械产品的要求越来越趋于多样化和高层次化，对于产品设计的复杂性和精确性要求也日趋提高，采用传统的设计方法对行星轮系进行设计和运动分析非常费时，并常会导致机构设计的不准确性。而随着计算技术的发展而产生的计算机仿真技术，使机械设计人员在计算机屏幕上通过机构的动态显示，不仅可以直观地看到机构的整个运动过程，而且可以分析运动的完成时间、运动轨迹、运动干涉情况以及机构运动学参数等。这样，设计人员不需等待试制样机就可以提前对设计中可能出现的问题作出精确的预测、分析和改进，从而将设计中可能存在的问题消除在萌芽状态，减少试制样机的费用和时间，从而大大缩短产品的更新周期。因此，计算机仿真技术已经成为现代机械设计和分析的重要科研手段，在可行性论证、工程设计和寻求最佳方案等方面发挥着重要作用。因而，为计算机仿真提供准确数据来源的运动分析和动力分析也显得尤为重要。目前，计算机仿真技术已经向三维实体化方向发展。行星轮系的运动分析和动力分析一直就是研究其机械性能的重要组成部分。通过对其运动和动力分析，可以了解其运动特性和动力性能，便于更合理有效地进行设计或改进。所以说以强大的三维实体造型软件为支撑软件结合国内先进的分析方法，对行星轮系进行设计和运动仿真是十分有意义的。SolidWorks完整地继承了各种模块，如实体设计、曲面设计、机械装配、运动仿真、数控加工等。产品各零部件模型设计完成后，为保证实际装配效果，监测各零部件之间的装配关系和运动关系，可使用仿真模块模拟实际操作。它可快速、准确地检测零部件间的干涉、运动特性，指导设计者直接、快速的修改模型，从而缩短修改时间，提高设计效率。本文主要采用SolidWorks软件平台，进行NGW周转轮系的设计以及进行运动仿真研究，从而设计出更合理的设备。国内外研究状况和应用前景 优化设计是20 世纪60 年代初发展起来的一门新兴学科，它将数学中的最优化理论与工程设计领域相结合，使人们在解决工程设计问题时，可以从无数设计方案中找到最优或尽可能完善的设计方案，大大提高了工程的设计效率和设计质量。 工业化的社会需求，尤其是计算机技术的迅速发展，有关优化设计的数学方法和工具也突飞猛进，如共轭法、变尺度法、惩罚函数法、线性逼近和二次规划法等；为提高工作效率和预测设计产品的质量，推出了许多商业化的设计软件和优化工具箱；比如 Pro/E、SolidWorks 等软件，可以在计算机中进行虚拟设计和分析；Matlab 优化工具箱，可以采用软件提供的成熟的优化程序，对传动系统开展优化设计的分析和研究。目前，优化设计已是工程设计中的一种重要设计方法，广泛应用于各个工程领域——航空航天、机械、船舶、交通、电子、通讯、建筑、纺织、冶金、石油、管理等，并产