毕业设计（论文）开题报告-汽车起重机起升机构卷筒的优化设计.pdfVIP

城南学院 毕业设计(论文)开题报告 题目： 汽车起重机起升机构卷筒优化设计 课 题 类 别：设计� 论文 □ 学 生 姓 名： 许 磊 学 号： 200679250137 班 级： 机制 0604 专业（全称）： 机械设计制造及其自动化 指 导 教 师： 梁波 何建军 2010 年 3 月 一、本课题设计（研究）的目的： 一、本课题设计（研究）的目的： 一一、、本本课课题题设设计计（（研研究究））的的目目的的：： 卷筒是起升机构中用来缠绕钢丝绳的部件。卷筒由卷筒轴、法兰式内齿圈、卷筒 毂、轴承和轴承座等组成，作用是卷绕钢丝绳，传递动力，把旋转运动转换成直线运 动，一般存在体积、重量较大，效率低,寿命短等缺点。因此本次设计主要是对其进 行优化设计，以达到最佳的工作效率。 通过对该结构的工作原理和特点分析，确定机构优化设计的设计变量、约束条件、 目标函数，以建立优化设计的数学模型。利用 MATILAB 及其优化工具箱对优化模型进 行求解，得到相关构件的结构参数，即提高了机构的性能，又可为进一步的优化和设 计打下基础。 二、设计（研究）现状和发展趋势（文献综述）： 二、设计（研究）现状和发展趋势（文献综述）： 二二、、设设计计（（研研究究））现现状状和和发发展展趋趋势势（（文文献献综综述述））：： 起升机构是起重机的重要组成部分，它的性能在很大程度上影响整个起重机的性 能和工作效率。但目前在机械设备如汽车起重机起升机构的设计上多采用传统设计方 法，这会带来很多的弊病，因此已有一些文献研究采用现代设计方法如优化设计等来 改善该类机构的性能。 卷筒的形式卷筒在起升机构中用来缠绕钢丝绳以传递动力。卷筒组由卷筒、 卷筒轴、齿轮联轴节、轴承支架等部件组成。卷筒轴通过齿轮联轴节与减速器连接。 铸造卷筒一般用HT200,特殊需要时可用ZG25H、ZG35E制造。焊接卷筒采用Q235等 钢板卷成筒状焊接而成,大大减轻了卷筒重量。 钢丝绳在卷筒上卷绕时,有单层卷绕与多层卷两种卷绕方式。桥架类型起重机多 采用单层卷绕,在起重机卷筒的工作表面上加工有螺旋槽,以增加钢丝绳与卷筒的接 触面积,降低了其间的接触应力,同时还能使钢丝绳有规律的卷绕,减少钢丝绳的摩 损,延长使用寿命。多层卷绕多用于起升高度较大或结构尺寸受限制的地方,如汽车起 重机常制成不带螺旋槽光面卷筒,钢丝绳可以紧密排列。 方案优化是比参数优化层次更高的优化设计。现在通用的以数学规划论为理论的 最优化设计是在产品原理方案已定的情况下, 对其局部进行参数优化的方法。由于参 数优化未涉及到更高层次的原理方案优化, 不能代表产品的整个设计, 说明不了产 品设计的全过程。为此, 采用功能分析法与层次分析法对汽车起重机的起升机构进行 方案优化设计, 构成“功能—技术矩阵”, 得到系统总体解析的全部方案, 并通过科 学的评价和决策, 从定性和定量两个方面得出最优方案。功能分析法是方案优化决策 的一种有效方法,其以事物的多样性为客观基础, 以工程和用户需要为准则, 以事实 为依据, 对产品及其构成要素的功能和实现功能的方法进行具体分析, 从而构成“功 能—技术矩阵”, 寻找系统总体解析的全部方案;并根据任务、目标及约束条件进行 方案评价和决策, 得出最佳方案。 如在满足承载能力和传动比分配要求条件下,以起升机构的减速器中心距最小为 优化目标,建立了该问题的模糊优化设计的数学模型。由于传统的优化方法存在着求 解过程复杂和寻优过程容易陷入局部最优解的题,故应用matlab 遗传算法工具箱寻求 问题最优解,可使求解过程得到简化,能可靠地获得全局最优解。采用的优化方法合 理, 与问题的实际非常接近, 经过实例的计算, 反映了优化设计较常规设计的优点, 得到了更优越的起升机构的设计方案。 模糊优化设计综合考虑了影响机构传动性能的各种