【正文】 ????（）為了便于使用正態(tài)分布表，將上式化為標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布。pu 式（）為標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布，因此，根據(jù)式（）計(jì)算的 up 值查詢正態(tài)分布表，就可以求得失效概率 Pf 。優(yōu)化設(shè)計(jì)正是在這樣的客觀要求下產(chǎn)生并發(fā)展起來(lái)的，優(yōu)化設(shè)計(jì)建立在最優(yōu)化數(shù)學(xué)理論和現(xiàn)代計(jì)算技術(shù)的基礎(chǔ)之上，借助計(jì)算機(jī)運(yùn)算尋求設(shè)計(jì)的最優(yōu)化方案。優(yōu)化設(shè)計(jì)實(shí)質(zhì)上就是運(yùn)用計(jì)算機(jī)高質(zhì)量、高速度地完成設(shè)計(jì)方案的“設(shè)計(jì)評(píng)價(jià) 再設(shè)計(jì) ”過(guò)程，是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的核心技術(shù)之一。由于機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)是采用數(shù)學(xué)的方法尋求機(jī)械設(shè)計(jì)的最優(yōu)方案，所以首先要根據(jù)實(shí)際的機(jī)械設(shè)計(jì)問(wèn)題建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型。通常情況下，優(yōu)化設(shè)計(jì)問(wèn)題可以這樣描述：恰當(dāng)選擇設(shè)計(jì)變量，在滿足約束的條件下，使目標(biāo)函數(shù)取得最優(yōu)值。若所有設(shè)計(jì)變量只能取整數(shù)，那么就屬于整數(shù)規(guī)劃問(wèn)題。從工程實(shí)用性角度來(lái)看，可靠性設(shè)計(jì)優(yōu)化方法是較傳統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法更為合理的設(shè)計(jì)模式，并且它可以明顯地提高設(shè)計(jì)質(zhì)量以及獲得顯著的經(jīng)濟(jì)效益，因此可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)的研究已成為目前國(guó)內(nèi)外學(xué)者積極探索和研究的重要課題之一。??ju?圖 清楚地顯示確定性優(yōu)化和可靠性設(shè)計(jì)優(yōu)化之間的差異。西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）10可行域確定性優(yōu)化可靠性設(shè)計(jì)優(yōu)化β1β2約束邊界約束邊界圖 可靠性設(shè)計(jì)優(yōu)化示意圖 本章小結(jié)本章介紹了可靠性設(shè)計(jì)和優(yōu)化設(shè)計(jì)的相關(guān)理論，在此基礎(chǔ)上提出了較前兩者更為合理的全新設(shè)計(jì)方法——可靠性設(shè)計(jì)優(yōu)化方法。即1Zd?? ????11234TTnXmZxx???， ， ， ， ， ， 目標(biāo)函數(shù)的確定 考慮齒輪傳動(dòng)的中心距在工程應(yīng)用的重要意義，中心距減小時(shí)，可以減小齒輪傳動(dòng)的質(zhì)量和體積，從而使傳動(dòng)系統(tǒng)得到優(yōu)化，帶來(lái)相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)效益和優(yōu)良效果。西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）13（1）接觸應(yīng)力的均值及標(biāo)準(zhǔn)差根據(jù) GB348083，齒輪節(jié)圓處的平均計(jì)算接觸應(yīng)力為 ()11AVHtHEKFuZdb????????變異系數(shù)為 ()1222222( )4HE AVHtZZKKKFCCCC?? ???? ????? ?? ?標(biāo)準(zhǔn)差為 ()HHS???式中， ， ，……為相應(yīng)參數(shù)的均值； ， ，……為相應(yīng)參數(shù)的變異EKEZ?系數(shù)。 ——試驗(yàn)齒輪的接觸疲勞極限，均值薦用常規(guī)取值的 倍，limH?=～? ——接觸強(qiáng)度計(jì)算的壽命系數(shù)，均值按國(guó)標(biāo)線圖查出， =；NZ NZC ——潤(rùn)滑劑系數(shù)，均值按國(guó)標(biāo)線圖查出， =；L LZ ——速度系數(shù)，均值按國(guó)標(biāo)線圖查出， =；V V ——粗糙度系數(shù)，均值按國(guó)標(biāo)線圖查出， =；RZ RZC ——工作硬化系數(shù)，均值按國(guó)標(biāo)線圖查出， =；W W ——尺寸系數(shù)，均值按國(guó)標(biāo)線圖查出， =0。 K——計(jì)算系數(shù)，均值 =1，直齒輪傳動(dòng)變異系數(shù) =，斜齒輪傳動(dòng)KKC變異系數(shù) = ——名義切向力，均值為tF西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）16 120tTFd?式中， 是小齒輪傳遞的名義轉(zhuǎn)矩均值，變異系數(shù) =0；T tFC ——使用系數(shù)，當(dāng)工作載荷長(zhǎng)期處于不滿載條件下時(shí)，則名義轉(zhuǎn)矩應(yīng)最A(yù)K大的長(zhǎng)期工作載荷，且 =1，變異系數(shù) =。XYC彎曲疲勞極限的均值為： limFSSTNXY??（）變異系數(shù)為： ()1222lim()FSSTNTXYYC????標(biāo)準(zhǔn)差為： ()FSSF?(3)可靠性指數(shù)的計(jì)算根據(jù)式彎曲疲勞強(qiáng)度可靠性計(jì)算的聯(lián)結(jié)方程 212()FSRu????若設(shè)計(jì)要求的可靠度為 R，與之對(duì)應(yīng)的可靠度指數(shù)為 可由標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布表2RU查得，則有約束函數(shù)： ()22()0RGXUu??? 模數(shù)約束在齒輪傳動(dòng)中，模數(shù)太小會(huì)降低齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度，模數(shù)太大會(huì)導(dǎo)致齒的體積和質(zhì)量增加，中心矩也會(huì)隨之增大，不符合經(jīng)濟(jì)效益，因此模數(shù)一般取值為 2mm 到 8mm。則有約束函數(shù)： 73()???（） （） 螺旋角約束一般螺旋角可取 ，螺旋角過(guò)大會(huì)造成齒輪上的軸向力過(guò)大，所825???:以螺旋角常取 之間。第四章 實(shí)例分析20第四章 實(shí)例分析本章通過(guò)上述的可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)方法對(duì)一對(duì)圓柱直齒輪進(jìn)行設(shè)計(jì)本章通過(guò)上述的可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)方法對(duì)一對(duì)圓柱斜齒輪進(jìn)行設(shè)計(jì)。KKC使用系數(shù) =1，變異系數(shù)為 =；AA動(dòng)載系數(shù) =1，變異系數(shù)為 =0。().8NZ??NZC3）潤(rùn)滑劑系數(shù)潤(rùn)滑劑系數(shù)為 ，變異系數(shù)為 。1WZ?.WZC7）尺寸系數(shù)尺寸系數(shù)為 ，變異系數(shù)為 。97Y??C?根據(jù)式（）齒輪彎曲應(yīng)力均值為：1 1AVFtFFSnKYbm????? ????? 1783ndbm?2 2AVFtFFSnKY??????? ???? 17632nd??變異系數(shù)為： 1222222( )FAVFFtFSKKKYYCCCC????????? ? ?西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）25 ?標(biāo)準(zhǔn)差為： 11FFSC??1598ndbm?22 146FFn???（2）確定彎曲疲勞極限的值及標(biāo)準(zhǔn)差1）試驗(yàn)齒輪的齒根名義彎曲疲勞極限 limF?根據(jù)齒輪材料查得，小齒輪試驗(yàn)試驗(yàn)彎曲疲勞極限的對(duì)數(shù)標(biāo)準(zhǔn)差均值為，試驗(yàn)彎曲疲勞極限為 450MPa；??對(duì)數(shù)標(biāo)準(zhǔn)差均值為 ，試驗(yàn)彎曲疲勞極限為 400MPa。tKd??2）計(jì)算小齒輪轉(zhuǎn)矩 Nmn???西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）283）查圖得區(qū)域系數(shù) ，彈性系數(shù) 。?8）計(jì)算接觸疲勞強(qiáng)度的許用應(yīng)力選取失效概率為 1％，安全系數(shù) ，得：1S??????2li2 40?????????（3）計(jì)算1）試算小齒輪的分度圓直徑 ， m?????????? 2）計(jì)算圓周速度 1./06tdnvs??? 3）計(jì)算齒寬及模數(shù) 17dtbm?????? 4）計(jì)算縱向重合度 ?????????5）計(jì)算載荷系數(shù) K查表得， , , , , ，?.5FK?.4HFK?荷系數(shù)為：西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）29?????? 6)按實(shí)際載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，根據(jù)公式得 7）計(jì)算模數(shù) nm195B?????? 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為： ??2132(cos)FandKTYSmZ???????(2)確定試中各計(jì)算數(shù)值 1)查得小齒輪的彎曲疲勞極限 ，大齒輪的彎曲疲勞極限為1450FEMP?。8）查得應(yīng)力校正系數(shù)為： , 。于是由 ????取 ， 。表 齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)結(jié)果分析1()dm2()()am1Z()??()nm常規(guī)設(shè)計(jì) 29 10 3可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì) 21 14 從計(jì)算結(jié)果可以看出，可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)方案與常規(guī)設(shè)計(jì)方案相比，中心距減少了 （％） ，切強(qiáng)度均符合求，的中心距，從而還減小了齒輪傳動(dòng)裝置的體積和重量，為實(shí)際生產(chǎn)帶來(lái)方便的同時(shí)，還創(chuàng)造了經(jīng)濟(jì)效益。結(jié)果證明，該模型是合理的。在論文的完成過(guò)程中，我不止一次的遇到各種問(wèn)題，每每遇到問(wèn)題的時(shí)候，都是在老師和同學(xué)的幫助下得以解決。在此，我要向我的導(dǎo)師表示真摯的感謝和崇高的敬意！其次，要感謝我的家人在我十幾年的求學(xué)生涯中給予我的支持和鼓勵(lì)，你們的關(guān)心與期望永遠(yuǎn)是我不斷進(jìn)取的動(dòng)力。西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）34參考文獻(xiàn)[1]趙彥茹,圓柱齒輪傳動(dòng)的可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].1995；18(1)：8790[2]張佩文,復(fù)雜工況下齒輪接觸強(qiáng)度的可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)[j]．1996；(9)：911[3]李成剛，余俊，陳繼平．特種圓錐滾子軸承的可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)[j]．1991；(3)：1112[4]曹煥亞,：江蘇理工大學(xué)，1996[5]彭程，:湖南工學(xué)院,2022[6]姜培剛，. 青島： 青島建筑工程學(xué)院，1995[7]趙少華，薄玉成，. 山西：中北大學(xué),2022[8]：東營(yíng)職業(yè)學(xué)院，2022 [9]周紅橋，周子瑾，陳繼紅，：湖北工業(yè)大學(xué)，2022[10]：武漢理工大學(xué)，2022[11]：重慶大學(xué)，2022[12]：南京航空航天大學(xué)，2022[13]基于 Kriging ：吉林大學(xué)，2022[14][J]. 年 2 月第 13卷第 4 期[15]吳偉,[J].新余高專(zhuān)學(xué)報(bào). 2022/02第12卷第1期[16]：中國(guó)科學(xué)技術(shù)出版社，1995.[17]濮良貴，：高等教育出版社，2022.[18]孫桓，陳作模，：高等教育出版社，2022.[19]. 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