螺旋输送机参数设计及其优化方法研究

摘要

螺旋输送机是一种没有挠性的输送设备，在各行各业中都有应用。由于其工作环境恶劣，会产生堵塞、磨损等问题，其能否安全可靠地运行，与其参数的设计及选取有很大关系。本文就此类问题，以传统螺旋输送机为对象，进行其参数设计及优化方面的研究。本文针对螺旋输送机的结构和其工作原理，分析了输送机的设计依据，建立其参数设计的数学模型;确定优化的主要变量（参数）、约束条件及目标函数建立优化数学模型，对主要参数进行优化，寻找到最佳的参数组合。
　　本文基于Java语言的优越性，运用Java语言结合优化数学模型，编写出“人机对话”的操作界面，用户可根据需求设定物料的相关参数，就能获得螺旋输送机的主要设计参数，并且能够检验计算出的参数是否合理，节省了时间、提高了效率。通过螺旋输送机的设计计算后，在UG中建立螺旋输送机叶片及U型槽的三维模型，将零件体和装配体导入Ansys中进行流体仿真分析，将仿真分析的结果同理论分析的结果比较，可知叶片上的应力小于许用应力，符合安全设计指标。在参数优化设计中，本文以遗传算法为基础，以螺旋输送机叶片表面应力和输送效率双目标作为优化对象，采用基于正交试验设计响应面的结构参数优化设计方法，对螺旋输送机进行优化设计，最终获得最优的结构参数;并用实例证明，优化之后的螺旋输送机提高了其效率，改善了其叶片的表面应力分布，延长了使用寿命。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 螺旋输送机研究背景

1．2 螺旋输送机的种类、特点及发展趋势

1．2．1 螺旋输送机的种类

1．2．2 螺旋输送机的特点

1．2．3 螺旋输送机的发展趋势

1．3 国内外对螺旋输送机设计的研究方法

1．4 国内外对螺旋输送机参数优化的研究现状

1．5 课题研究的意义和内容

1．5．1 课题研究的意义

1．5．2 课题研究的内容

1．6 论文的技术路线

第二章 螺旋输送机的常规设计与优化

2．1 螺旋输送机常规设计

2．1．1 螺旋输送机的结构组成

2．1．2 螺旋输送机的工作原理

2．1．3 螺旋输送机的设计依据

2．1．4 螺旋输送机参数设计的数学模型

2．2 螺旋输送机的优化方法

2．2．1 螺旋输送机优化的主要变量

2．2．2 确定参数优化的目标函数

2．2．3 确定参数优化的约束条件

2．3 本章小结

第三章 螺旋输送机参数的计算机设计方法

3．1 计算机程序设计概述

3．1．1 计算机程序编程的一般步骤

3．1．2 Java语言的特点

3．1．3 计算机在机械设计中的应用

3．2 基于Java语言的螺旋输送机参数的计算机设计系统

3．2．1 系统的整体功能和程序流程设计

3．2．2 系统各功能模块的实现

3．2．3 参数设计实例

3．3 本章小结

第四章 螺旋输送机的实体模拟及性能分析

4．1 实体模拟的概述

4．1．1 实体三维模拟设计的优点

4．1．2 UGNX的广泛应用

4．1．3 三维模拟软件的发展趋势

4．2 螺旋输送机实体建模的步骤

4．2．1 螺旋输送机壳体部件的设计计算

4．2．2 螺旋叶片轴的实体模拟

4．2．3 U型槽零件的模拟与组装

4．2．4 工程图的生成

4．3 螺旋输送机的建模实例与性能分析

4．3．1 螺旋输送机的实体建模

4．3．2 输送机性能分析

4．3．3 输送机仿真分析

4．4 本章小结

第五章 基于遗传算法的螺旋输送机的参数优化研究

5．1 遗传算法

5．1．1 遗传算法基本原理

5．1．2 遗传算法的工作步骤

5．2 基于遗传算法的螺旋输送机参数优化方法

5．2．1 优化设计参数选择

5．2．2 优化目标确定

5．2．3 数据拟合计算

5．2．4 遗传算法参数优化

5．3 本章小结

第六章 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

致谢

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附录