【正文】 擺線輪 4 的轉(zhuǎn)動，通過帶銷軸套 8 的銷軸 7 傳遞到輸出軸 10 上。針齒銷 5 與針齒套 6 之間為滑動摩擦，由于它們之間的接觸面 積大、潤滑條件好，所以摩擦和破損較小。 (3)針輪 針銷齒輪的齒形是圓柱面。 圖 32 擺線針輪傳動的結(jié)構(gòu) 1—— 輸入軸； 2—— 雙偏心套； 3—— 轉(zhuǎn)臂軸承； 4—— 擺線輪； 5—— 針齒銷； 6—— 針齒套； 7—— 銷軸； 8—— 銷軸套； 9—— 真齒殼； 10—— 輸出軸。它主要有四個(gè)部分。因?yàn)閿[線輪與針輪的齒數(shù)相差為一個(gè)齒，所以擺線針輪傳動即是一齒差擺線針輪行星齒輪傳動。 擺線針輪減速器所傳遞的最大功率為 132KW，輸入軸最高轉(zhuǎn)速為 1800r/min。擺線針輪減速技術(shù)至今，雖在品種、規(guī)格等方面做了不少改進(jìn)，但再沒有作本質(zhì)、原理上的創(chuàng)新。 江蘇科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 第三章 擺線針輪減速器的概況及其設(shè)計(jì)計(jì)算 減速器是各種機(jī)械設(shè)備中最常見的部件 ,它的作用是將電動機(jī)轉(zhuǎn)速減少或增加到機(jī)械設(shè)備所需要的轉(zhuǎn)速 , 擺線針輪行星減速器由于具有減速比大、體積小、重量輕、效率高等優(yōu)點(diǎn)，在 許多情況下可代替二級、三級的普通齒輪減速器和渦輪減速器，所以使用越來越普及，為世界各國所重視。由泰勒級數(shù)展開，所得的方差近似計(jì)算式為 2222212 )()( xnxxxnxxnxy Cnnn ??????? ??? ? ? 2222222 )()(xyyynx ynxy CnC ???? ?????? 因此有 222 xy CnC ? （ 230） 或 xy CnC ||? （ 231） 推廣到多元冪函數(shù) nnnnn xxxny ?21 210? 則有 21222222222221 in xni ixnxxy CnCnCnCnC ??????? ?（ 232） 在函數(shù)的隨機(jī)性分析中，應(yīng)用離差系數(shù)進(jìn)行計(jì)算，可使計(jì)算簡化，減少計(jì)算程序量，且計(jì)算結(jié)果與按設(shè)計(jì)變量間函數(shù)關(guān)系的計(jì)算結(jié)果很接近。引入離差系數(shù)可使這些函數(shù)由其多個(gè)隨機(jī)變量的 乘除關(guān)系，轉(zhuǎn)化為離差系數(shù)間的相加的簡單關(guān)系，使計(jì)算多維隨機(jī)變量函數(shù)均值和標(biāo)準(zhǔn)差的過程顯著簡化。既可用于連續(xù)設(shè)計(jì)變量的約束最優(yōu)化問題，又可用于具體整數(shù)型設(shè)計(jì)變量、離散設(shè)計(jì)變量及這兩種變量與連續(xù)變量都存在的混合型求解。它的具體做法如下： 把每個(gè)隨機(jī)變量 nxxx , 21 ? 都離散化為 m 個(gè)離散網(wǎng)格，則網(wǎng)格總數(shù)為 0n ＝nm 。 設(shè)已知 n 個(gè)隨機(jī)變量的均值為nxxxx ???? , 321 ?，標(biāo)準(zhǔn)差為nxxxx ???? , 321 ?，將函數(shù) ),( 21 nxxxy ? 在其各隨機(jī)變量的均值),2,1( niix ??? 處展成泰勒級數(shù)，即有 njixjninjxiinixixxxxRxx yxxxyxyyjxixjiixin??? ?????????? ??? ????????????21 11)()(21)(),(321?（ 221） 式中， nR —— 展開式余項(xiàng)；所有一階和二階導(dǎo)數(shù)均代入 ),2,1( niix ???取值。 由概率論可知，除了一些簡單的概率測度和簡單函數(shù)可以從理論上得到因變量的概率密度函數(shù)外，在一般情況下，特別是對于非線性程度較高的多元函數(shù)，是較為困難的。 （ 6） 確定試驗(yàn)方案，進(jìn)行試驗(yàn) （ 7） 對試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析。 （ 4） 制定因素水平表 根據(jù)選取的因素及因素的水平取值，制定一張反映試驗(yàn)所要考察研究的因素及各因素的水平的“因素水平綜合表”。 （ 3） 確定各因素的水平值 因素的水平分為定性和定量兩種，水平的確定包含兩個(gè)含義，即水平個(gè)數(shù)的確定和水平數(shù)量的確定。在試驗(yàn)數(shù)據(jù)獲得之后，由于試驗(yàn)數(shù)據(jù)具有重復(fù)性和隨機(jī)性的特點(diǎn)，試驗(yàn)誤差越大，試驗(yàn)結(jié)果及其計(jì)算結(jié)果的不可靠程度就越大，故在試驗(yàn)設(shè)計(jì)后必須要輔以方差分析，才能得到有效的、正確的試驗(yàn)結(jié)論。 這時(shí)的質(zhì)量損失函數(shù)可由式（ 217）將 y 用其倒數(shù)替代，則 )1()( 2yKyL ? （ 218） 質(zhì)量損失函數(shù)圖如圖 27 所示。 由式（ 213）可以看出，可以從兩個(gè)方面降低產(chǎn)品質(zhì)量損失，一是使產(chǎn)品質(zhì)量特性的期望值盡可能達(dá)到目標(biāo)值，二就是要控制由于各種干擾因素引起的功能特性波動的方差，使其盡可能小。 由上式可知，功能波動所造成的損失與偏離目標(biāo)值的偏差平方成正比。對于一般情況這兩者的關(guān)系為 pkC = pCk)1( ? （ 210） 其中 K 為非對稱正態(tài)分布時(shí)的偏置度 2/)( || 0 LU yy yyk ???（ 211） 質(zhì)量損失函數(shù) 由于產(chǎn)品質(zhì)量具有波動性，而且產(chǎn)品經(jīng)用戶使用一段時(shí)間后，由于磨損和精度下降，都會使產(chǎn)品質(zhì)量的輸出特性達(dá)不到目標(biāo)值，這些都會給用戶帶來損失，由于情況的復(fù)雜性，要確定質(zhì)量損失的確切數(shù)值是很困難的，為此引進(jìn)質(zhì)量損失函數(shù)（ quality loss function）來描述質(zhì)量損失。 如圖 23 所示，設(shè)已知質(zhì)量特性的允許上限值為 Uy ，下限值為 Ly ，當(dāng)功能特性 y 的均值 y 與中點(diǎn) 2/)(0 UL yyy ?? 重合時(shí)，其功能特性指數(shù) pC 定義為 yyyLUp SyS yS yyC 3626 ??????（ 24） 其中 yS 為質(zhì)量特性值的統(tǒng)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)差。 ，設(shè)產(chǎn)品質(zhì)量的特性目標(biāo)值為y， ],[ 00 yyyyy ????? 為合格品，則廢品率記為 ?? ?? ?????? ?? yyyyd dyyfdyyfp 00 )()( （ 22） 式中 f ( y)為質(zhì)量特性 y 的分布函數(shù)； Δ y 為質(zhì)量特性 y 的容差。為了保證設(shè)計(jì)解的可行穩(wěn)健性，就必須考慮到由可控和不可控因素變差引起的約束變差，使在可行穩(wěn)健性的條件下求得設(shè)計(jì)解，這可以通過計(jì)入滿足約束的概率值方法來實(shí)現(xiàn)。 為依據(jù)設(shè)計(jì)要求所定義的穩(wěn)健準(zhǔn)則函數(shù)， x 為 n 維設(shè)計(jì)變量，是一組可控參數(shù)， z 為 k 維噪聲因素，是一組不可控參數(shù)。此圖解設(shè)計(jì)模型表明，產(chǎn)品輸出 y 必須有相應(yīng)的輸入 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 其中， 不可控因素 通常是造成產(chǎn)品功能特性偏離的主導(dǎo)因素，它是產(chǎn)品生命周期中不可避免的因素， 不可控因素與可控因素相互作用，至使產(chǎn)品特性偏離目標(biāo)值并造成質(zhì)量損失。外噪聲是指那些由于產(chǎn)品使用環(huán)境或運(yùn)行因素的差異或變化而影響產(chǎn)品質(zhì)量特性穩(wěn)定性的因素。在設(shè)計(jì)時(shí)所確定的名義值由于制造條件、工藝方法的差異會產(chǎn)生一定的變差，因此在設(shè)計(jì)時(shí)要確定其變差的范圍，即確定其容差。 穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計(jì)基本原理 功能參數(shù)分類 在產(chǎn)品質(zhì)量設(shè)計(jì)過程中，對產(chǎn)品質(zhì)量特性（輸出特性）有影響的因素，我們稱為功能因素，這些因素主要來自于設(shè)計(jì)、制造和使用三個(gè)方面。 第六章： 擺線針輪減速器關(guān)鍵零件的 CAE 分析。 第四章：擺線針輪減速器的穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計(jì)。 第二章：穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計(jì)的理論體系。 將目標(biāo)函數(shù)及約束條件的靈敏度最小作為附加目標(biāo)函數(shù)引入擺線針輪行星減速器的優(yōu)化設(shè)計(jì)模型中，通過實(shí)例計(jì)算表明該方法能夠保證最優(yōu)點(diǎn)的可行穩(wěn)健性，達(dá)到穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計(jì)的要求。 (4) 穩(wěn)健設(shè)計(jì)中一般要計(jì)算產(chǎn)品的加工成本，盡管已有些成本估算的研究，但由于國內(nèi)還沒有完善的機(jī)械加工成本模型，如何進(jìn)行實(shí)用成本計(jì)量，是實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)研究解決的問題。但是運(yùn)用三次設(shè)計(jì)法時(shí)需要準(zhǔn)確確定設(shè)計(jì)參數(shù)的水平值，否則試驗(yàn)結(jié)果并不與實(shí)際相符。文獻(xiàn)[6]將模糊理論和穩(wěn)健設(shè)計(jì)理論相結(jié)合，提出模糊穩(wěn)健設(shè)計(jì)。由于信噪比是田口出于計(jì)算上的方便而對質(zhì)量損失函數(shù)的簡化，為此對信噪比的改進(jìn)還主要采用了盡量避免直接使用信噪比，而返回到對質(zhì)量損失函數(shù)的處理上，如文獻(xiàn) [3]中將工程模型與三次設(shè)計(jì)相結(jié)合，以質(zhì)量損失模型代替信噪比作為三次設(shè)計(jì)的目標(biāo)值， 更好的考慮了設(shè)計(jì)變量和設(shè)計(jì)參數(shù)變化的影響。應(yīng)用機(jī)械概率設(shè)計(jì)方法處理變量，從而保證穩(wěn)健設(shè)計(jì)的完成。變差傳遞法是指可控因素和不可控因素所發(fā)生的變差值都傳遞給反映產(chǎn)品質(zhì)量的性能函數(shù)，引起質(zhì)量性能指標(biāo)的波動，該法可確定可控因素和不可控因素的值以使質(zhì)量性能指標(biāo)波動較小。其核心是尋求一個(gè)能嵌入設(shè)計(jì)空間內(nèi)的由設(shè)計(jì)變量及其最大容差所定義江蘇科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 的多面體，多面體的中心就是所求的穩(wěn)健設(shè)計(jì)解。靈敏度分析法是估計(jì)出設(shè)計(jì)變量變差或約束變差對質(zhì)量性能指標(biāo)影響大小的一種方法?，F(xiàn)代穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計(jì)是以數(shù)學(xué)模型為基礎(chǔ)，與計(jì)算機(jī)技術(shù)，優(yōu)化技術(shù)相結(jié)合，通過合理調(diào)整設(shè)計(jì)變量及控制其公差，使設(shè)計(jì)因素對產(chǎn)品特性的影響在可以承受的范圍內(nèi)，優(yōu)選出既提高產(chǎn)品質(zhì)量又降低成本的設(shè)計(jì)方案的一種方法。此法的缺點(diǎn)是具體問題中方差函數(shù)和連系函數(shù)如何尋找尚無一般有效方法，故可能遇到比建立響應(yīng)面法中的回歸模型還要大的困難。此法在數(shù)學(xué)上的提法嚴(yán)格，影響因素不一定必須是正態(tài)分布，且可以考慮影響因素間相互作用；求解江蘇科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 精度較高。因此現(xiàn)時(shí)流行使用的是計(jì)算機(jī)試驗(yàn)設(shè)計(jì)和分析的策略。 2）基于 響應(yīng)面模型的穩(wěn)健設(shè)計(jì) 響應(yīng)面法（ Response Surface MethodologyRSM）是以統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)和方差分析為基礎(chǔ)的用于處理多變量問題建模和分析的一套統(tǒng)計(jì)處理技術(shù)。 目前 在我國 該技術(shù)普遍應(yīng)用于醫(yī)藥、石化、電子、化工、機(jī)械、輕工等各種工業(yè)，不僅可用于提高新產(chǎn)品的開發(fā)設(shè)計(jì)質(zhì)量，還可用于改進(jìn)現(xiàn)有老產(chǎn)品的質(zhì)量。容差設(shè)計(jì)的目的是確定各個(gè)參數(shù)誤差范圍的大小。國外又將三次設(shè)計(jì)稱做健壯設(shè)計(jì)或魯棒設(shè)計(jì)。 傳統(tǒng)穩(wěn)健設(shè)計(jì)方法 （ 1） 三次設(shè)計(jì)法 穩(wěn)健設(shè)計(jì)方法的研究與使用始于第二次世界大戰(zhàn)后的日本 ,田口玄一博士（ Dr. Genichi Taguchi） 于本世紀(jì) 70 年代創(chuàng)立了三次設(shè)計(jì)法 (Three stage design)，確立了穩(wěn)健設(shè)計(jì)的基本原理，奠定了穩(wěn)健設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，并將穩(wěn)健設(shè)計(jì)方法廣泛地應(yīng)用于各種問題，成為日本工業(yè)迅速發(fā)展的重要因素。穩(wěn)健設(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn)是力圖將產(chǎn)品質(zhì)量與設(shè)計(jì)過程有機(jī)地結(jié)合在一起，在設(shè)計(jì)階段盡可能準(zhǔn)確地把握用戶需求，及早地考慮到產(chǎn)品全壽命周期內(nèi)下游階段的眾多質(zhì)量因素，以減少由于設(shè) 計(jì)質(zhì)量問題帶來的反復(fù)修改所造成的人力、物力和時(shí)間上的巨大浪費(fèi)，確保產(chǎn)品質(zhì)量，縮短開發(fā)周期，降低產(chǎn)品的成本。由此可見，質(zhì)量首先是設(shè)計(jì)出來的，這是產(chǎn)品質(zhì)量保證的首要環(huán)節(jié)，是質(zhì)量保證得以實(shí)施的源頭，是生產(chǎn)質(zhì)量實(shí)現(xiàn)的前提。后來隨著統(tǒng)計(jì)技術(shù)的利用，人們開始發(fā)展和采用統(tǒng)計(jì)過程控制（ SPC： Statistical Process Control）技術(shù)來控制生產(chǎn)過程，并保證在生產(chǎn)過程中獲得人們期望的質(zhì)量。因此，產(chǎn)品質(zhì)量成為判別企業(yè)競爭力高低和企業(yè)能否在全球競爭中生存的決定性因素。 sensitivity analysis江蘇科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） VIII 目 錄 第一章 緒論 ............................................................................................................ 1 課題的背景及意義 .......................................................................................... 1 穩(wěn)健設(shè)計(jì)的研究概況 ...................................................................................... 2 傳統(tǒng)穩(wěn)健設(shè)計(jì)方法 ................................................................................ 2 現(xiàn)代穩(wěn)健設(shè)計(jì)方法 ................................................................................ 4 研究現(xiàn)狀 .......................................................................................................... 5 課題研究內(nèi)容及章節(jié)安排 .............................................................................. 6 課題研究內(nèi)容 ........................................................................................ 6 章節(jié)安排 ................................................................................................ 7 小結(jié) .......................................................