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机械传动系统可靠性设计模型Ⅲ-东北大学学报
第2 4 卷第9 期 东 北 大 学 学 报 ( 自 然 科 学 版 ) Vol 24 ,No . 9
2 0 0 3 年 9 月 Journal of Nort heastern U niver sity (N at ural Science) Sep . 2 0 0 3
文章编号 : (2003)
( )
机械传动系统可靠性设计模型 Ⅲ
以单级圆柱齿轮减速器为例
孙志礼 , 陈良玉 , 何恩山 , 丁津原
( 东北大学 机械工程与自动化学院 , 辽宁 沈阳 110004)
摘 要 : 在建立了机械传动系统可靠性设计模型后 ,介绍了相关变量的处理方法 在此基础
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上以单级圆柱齿轮减速器为例 ,考虑影响减速器工作的各种随机因素 ,进行可靠性优化设计 以变
·
量独立变换理论为基础建立可靠性设计的目标函数 ,通过独立变换 ,把各个零件间相关的强度转
化为相互独立的变量 ,保证了计算的正确性和准确性 ;再确定各种约束条件 ,采用外点罚函数法求
解 利用外点罚函数法不限制初始点的优点 ,通过优化得到很好的结果 最后 ,通过蒙特卡罗法验
· ·
证本方法的可靠性和准确性 ,可知本方法与蒙特卡罗法的结果大致接近 ·
关 键 词 : 机械传动系统 ;相关性 ;独立变换 ;可靠性 ;减速器
中图分类号 : TH 122 文献标识码 : A
目前多数的优化设计是按照常规的设计准则 255 HB S ;高速轴材料为 45 钢调质处理 ,低速轴
和设计规范 ,把设计变量处理成确定性变量 ,建立 材料为 45 钢调质处理 设计要求 :在满足齿轮强
·
常规的数学模型 这是一种不完善的数学处理优化 度可靠度 ≥099 ,轴的强度可靠度 ≥099 的条件
·
方法 ,影响优化技术的效果 而可靠性设计是将设 下 ,传动系统可靠度最大
· ·
计中的有关变量作为随机变量 ,依照数理统计理
论 ,按照可靠性设计准则 ,建立概率数学模型[ 1~3 ] ·
这反映了各变量的随机性 ,符合实际情况 将两种
·
方法结合起来组成可靠性优化设计 ,则既能定量确
定运行中的可靠度 ,又能得到参数的最优解 ,是一
种更具工程实用价值的综合设计方法[4 ] 本文将以
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文献[5 ,6 ] 中提出的模型为基础 , 以齿轮减速器为
例 ,考虑各种因素的随机性 ,进行可靠性优化设计 ·
1 可靠性优化设计的数学模型
图 1 单级圆柱齿轮减速器
1. 1 问题的描述[7~9 ] Fig . 1 Single cylindrical ge ar re ducer
图 1 所示为一由电机驱动的单
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