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产品的可靠性直接影响到资源的合理利用。因为最佳可靠性设计可以使产品体积小、重量轻、可靠度合理,降低材料消耗和加工工时。
本论文为大型减速机制造业引入可靠性优化设计方法,以达到提高产品质量、缩短研制周期、节约产品开发费用的目的。
本论文用SolidWorks软件,建立齿轮减速机整个装置的虚拟样机,在建造真实齿轮传动装置之前模拟减速机的运动过程。在减速机的开发过程中发现设计中存在的不足和缺陷,为进一步优化设计齿轮减速机提供依据。通过该软件特有的仿真运动功能,检查、优化设计方案,实现了减速机的运动仿真,完成了减速机在计算机中的虚拟装配。
一般优化设计是按照常规的设计准则、设计规范,把设计变量处理成确定型变量,建立常规的数学模型。这种不够完善的数学处理致使常规的优化设计难以反映产品运行的真实工况,影响优化技术的效果。
可靠性设计是将设计中的有关变量看成随机变量,依据数理统计理论,按照可靠性设计准则,建立数学模型。这种处理反映了各变量的随机性,符合工程实际情况。
将优化设计及可靠性设计二者结合起来,便形成可靠性优化设计。可靠性优化设计考虑了设计中各变量的随机性,因此其优化模型和优化方案更接近客观实际。它既能保证产品在运行中的可靠度,又能使产品的功能参数获得优化解,是一种更具工程实用价值的综合设计方法。
MATLAB优化工具箱具有编程工作量少、语法符合工程设计要求等特点。以减速机箱体壁厚作为自变量,以箱体体积最小为目标函数,在约束函数中充分考虑可靠性的要求,对该减速机进行可靠性优化设计。
实施结果分析证明:该方法应用到工程实际中会大幅地节约成本,提高经济效益。