液压联轴器的设计与优化方法研究

摘要

与传统联轴器相比，液压联轴器具有结构简单、装拆方便和传扭能力强等优点，对提高传动设备的安全性和可靠性具有重要意义，目前已广泛应用于工程实践。本文对多层组合筒液压联轴器进行了分析研究，建立了多层组合筒液压联轴器理论模型，并利用ANSYS软件对其受力特性和应力分布进行了分析，同时研究了结构参数对其受力特性的影响，最后采用遗传算法对结构参数进行了优化设计，得到了液压联轴器的最佳设计方案。
　　本文基于厚壁圆筒理论并考虑锥度的影响下，建立了液压联轴器的理论模型。推导了液压联轴器内外套间的轴向结合压力、传递扭矩以及装拆油压的计算公式等，完善了其设计理论。
　　文章应用ANSYS软件，比较分析了单层、多层组合筒外套液压联轴器应力分布状况，得出多层组合筒外套的环向应力在层间分布的更均匀。研究了液压联轴器内套与外套之间的配合锥度、过盈量对最大等效应力和接触压力影响，得出过盈量改变接触压力水平，不改变接触压力的分布规律；锥度改变了接触压力沿轴向的分布规律。探讨了多层组合筒外套液压联轴器连接空心轴时的结构应力和接触压力分布。
　　文章基于最大剪应力理论，研究了双层不同材料、三层同种材料组合筒外套的最大承载内压，并确定最优分层原则。同时基于第四强度理论，并结合遗传算法，对多层组合筒液压联轴器进行了最大承载能力的单目标优化设计。
　　本文将参数化有限元分析法与遗传算法相结合，在固定工艺参数的条件下，以降低多层组合筒液压联轴器各层综合应力为目标，建立了有限元-遗传算法联合优化模型，完成了多层组合筒液压联轴的结构参数优化设计，得到了多层组合筒液压联轴器最优化设计方法。

目录

声明

1 绪论

1.1 研究背景与意义

1.2 国内外液压联轴器研究概况

1.3 过盈配合及多层组合圆筒理论

1.4 智能优化理论与方法

1.5 文献总结

1.6 本文的主要研究内容

2 液压联轴器结构特性与受力分析

2.1 液压联轴器的结构特点与工作原理

2.2 厚壁圆筒理论

2.3 液压联轴器理论计算

2.4 液压联轴器装拆油压

2.5本章小结

3 液压联轴器有限元分析

3.1 接触问题有限元法

3.2 液压联轴器应力仿真分析

3.3 液压联轴器配合面影响因素

3.4 连接空心轴时应力分布

3.5 本章小结

4 多层组合筒液压联轴器结构优化设计

4.1 多层组合筒

4.2 多层组合筒强度理论

4.3 液压联轴器极限承载力

4.4 本章小结

5 多层组合筒液压联轴器多目标优化

5.1 有限元-遗传算法程序实现

5.2 有限元-遗传算法优化流程

5.3 本章小结

6 总结与展望

6.1 全文总结

6.2 全文展望

致谢

参考文献