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2011 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)
外文文獻(xiàn)翻譯
學(xué) 院： 機(jī)械工程學(xué)院
專(zhuān) 業(yè)： 機(jī)械工程及自動(dòng)化(機(jī)械制造)
姓 名： 楊 堯
學(xué) 號(hào)： 070607109
(用外文寫(xiě))
外文出處： CHINESE JOURNAL OF
MECHNICAL ENGINEERING
Vol.22，No.5,2009
附 件： 1.外文資料翻譯譯文2.外文譯文
附件1：外文資料翻譯譯文
基于范例推理的兩級(jí)齒輪減速器設(shè)計(jì)系統(tǒng)的研究
Ji Aimin1，2，*HUANG Quansheng1，XU Huanmin1，andCHEN Zhengming3
1 College ofMechanical and Electrical Engineering,Hohai University,Changzhou 213022，China
2 StateKeyLab ofCAD&CG,Zh~iang University,Hangzhou 310058,China
3 College ofComputer and Information Engineering,Hohai University,Changzhou 213022，China
Received November 18，2008；revised May 22，2009；accepted August 10，2009；published electronically August 14，2009
摘要：兩級(jí)齒輪減速器的設(shè)計(jì)是一個(gè)繁瑣并且耗時(shí)的過(guò)程。為了提高設(shè)計(jì)過(guò)程的效率和智能化，兩級(jí)齒輪減速器的設(shè)計(jì)應(yīng)用了基于范例推理（CBR）技術(shù)。首先，分析兩級(jí)齒輪減速器目前的設(shè)計(jì)理論并描述CBR的原則。第二，根據(jù)減速器的特點(diǎn)，研究CBR的三項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)并提供如下相關(guān)理論：(a)一個(gè)面向?qū)ο蟮闹R(shí)表示方法 （b）一種與鄰近歸納索引相結(jié)合的檢索方法 （c）一個(gè)結(jié)合基于人工修正規(guī)則修正的自適應(yīng)算法案例。同樣，為了提高案例檢索的可信度，出現(xiàn)了一種新的確定特征權(quán)重的方法和一種相似的算法，即一種帶有層次分析法（AHP）的組合加權(quán)法和粗糙集理論。最后根據(jù)上面的分析結(jié)果，基于CBR的兩級(jí)齒輪減速器設(shè)計(jì)系統(tǒng)由VC++，UG和Access2003開(kāi)發(fā)完成。該項(xiàng)研究提供了一種設(shè)計(jì)兩級(jí)齒輪減速器的新方法。如果上述開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)應(yīng)用于設(shè)計(jì)兩級(jí)齒輪減速器，設(shè)計(jì)的效率將會(huì)得到提高，這使得設(shè)計(jì)者能夠從齒輪減速器繁瑣的設(shè)計(jì)中解脫出來(lái)，以便于將更多的努力放在創(chuàng)新設(shè)計(jì)上，該研究結(jié)果充分體現(xiàn)了在設(shè)計(jì)機(jī)械零件過(guò)程中，CBR技術(shù)的可行性和有效性。
關(guān)鍵詞：兩級(jí)齒輪減速器，基于范例推理（CBR），特征權(quán)重，相似性
1 簡(jiǎn)介
傳統(tǒng)的兩級(jí)齒輪減速器的設(shè)計(jì)方法是一個(gè)相當(dāng)耗時(shí)的過(guò)程。甚至目前CAD都被應(yīng)用于其設(shè)計(jì)過(guò)程，傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法的局限至今仍沒(méi)有得到消除。為了改變這種情況，許多人已經(jīng)做了關(guān)于減速器設(shè)計(jì)方法的研究，主要包括減速器的參數(shù)化設(shè)計(jì)和專(zhuān)家系統(tǒng)（ES）。這兩種方法都有其各自的缺點(diǎn)：在參數(shù)化設(shè)計(jì)中需要考慮每個(gè)部件之間的關(guān)系，因?yàn)橐粋€(gè)參數(shù)的變化可能使得減速器的參數(shù)或是結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，這就要求設(shè)計(jì)師來(lái)熟悉減速器，并能使用設(shè)計(jì)軟件包括參數(shù)化設(shè)計(jì)的功能。此外在減速器的專(zhuān)家系統(tǒng)中知識(shí)的獲取是非常困難的，這是因?yàn)橐恍?zhuān)家的知識(shí)很難用規(guī)則來(lái)表達(dá)?；诜独评恚–BR）可以改善這兩種缺點(diǎn)。在CBR中一個(gè)新的案例是在一個(gè)即存的案例的基礎(chǔ)上完成的，所以新的案例可以通過(guò)修改某些部分或直接使用即存案例，并且由于在CBR中基本的知識(shí)就是案例，因此案例的獲取要比規(guī)則的獲取容易的多[1-2]。事實(shí)上，案例通常要比規(guī)則或是模型提供更多的信息[3]。SUN， et al[4]開(kāi)發(fā)了一個(gè)基于CBR的智能夾具設(shè)計(jì)系統(tǒng)。KW0NG, et al[5]，介紹了一種由先進(jìn)的CBR系統(tǒng)來(lái)確定適當(dāng)?shù)淖⑺軈?shù)的方法。LIU, et al[6]，提出了一種與聚類(lèi)技術(shù)相結(jié)合的檢索算法來(lái)定位在基礎(chǔ)案例中的個(gè)案，并且給出了一個(gè)基礎(chǔ)案例來(lái)說(shuō)明CBR系統(tǒng)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的可行性。PETER[7]開(kāi)發(fā)了一種在接觸力學(xué)領(lǐng)域?qū)ν评眍A(yù)處理階段的工程分析提供智力支持的自動(dòng)化知識(shí)系統(tǒng)。XIONG，et al[8]提供了一個(gè)基于CBR的既實(shí)用又有創(chuàng)意的概念設(shè)計(jì)方法，其體現(xiàn)了工業(yè)設(shè)計(jì)方面的知識(shí)。這個(gè)系統(tǒng)縮短了概念設(shè)計(jì)的過(guò)程，幫助設(shè)計(jì)者們，并為后續(xù)開(kāi)發(fā)提供了一個(gè)案例。然而上述成果更注重于CBR的基礎(chǔ)研究而不是與機(jī)械產(chǎn)品相結(jié)合的CBR技術(shù)。因此，我們以?xún)杉?jí)齒輪減速器為例，對(duì)基于CBR的機(jī)械零件加工工藝進(jìn)行討論。
2 CBR的關(guān)鍵技術(shù)
CBR是一種類(lèi)似或類(lèi)比的方法。當(dāng)一個(gè)CBR系統(tǒng)解決一個(gè)新問(wèn)題，它會(huì)從先前的案例中重新獲取一個(gè)或多個(gè)與新問(wèn)題最相似的案例，并且在修改的情況下，使其滿(mǎn)足新的情況。CBR的流程被顯示在Fig.1中。根據(jù)CBR的流程，基于案例推理（CBR）的產(chǎn)品設(shè)計(jì)系統(tǒng)的發(fā)展需要解決一些問(wèn)題，包括案例描述，案例檢索，案例修正，案例研究和案例庫(kù)維護(hù)，其中案例描述，案例檢索以及案例修正被稱(chēng)作三大關(guān)鍵技術(shù)。
案例描述是指那些案例以一些電腦能夠識(shí)別的傳統(tǒng)標(biāo)志，并按照數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行編碼的功能。案例可以由一些方法進(jìn)行描述，其中包括幀、對(duì)象謂語(yǔ)、語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)和規(guī)則等等，其中幀和對(duì)象謂語(yǔ)是最常用的方法。
案例檢索是一個(gè)按照特征參數(shù)索引值及其相似性來(lái)發(fā)現(xiàn)一個(gè)相關(guān)聯(lián)的案例或是更多類(lèi)似的案例。Ref[9]將案例檢索分作三個(gè)部分：特征識(shí)別、初步匹配以及最優(yōu)選擇。而本文將案例檢索分作四部分：關(guān)鍵特征的提取、特征識(shí)別、初步匹配和最優(yōu)選擇。數(shù)據(jù)采集的觀測(cè)資料通常包括許多特征屬性，而有些屬性卻與數(shù)據(jù)采集無(wú)關(guān)。那些不相關(guān)的屬性會(huì)影響數(shù)據(jù)采集的效率。去除無(wú)關(guān)的屬性可以改善數(shù)據(jù)采集的效率，使數(shù)據(jù)采集的結(jié)果更容易理解。關(guān)鍵特征提取的目的是為了從案例庫(kù)中提取關(guān)鍵特性來(lái)確立有效的指標(biāo)。特征識(shí)別的目的是要選出新案例的關(guān)鍵特征。特征識(shí)別常指關(guān)鍵特征的提取。由于其包含了豐富的特征屬性，兩級(jí)齒輪減速器的關(guān)鍵特征的提取便更為重要。這些典型的實(shí)例檢索方法包括最鄰近法，索引歸納法，信息導(dǎo)引法，信息神經(jīng)元索引法和模板檢索法。
3 基于案例推理（CBR）的兩級(jí)齒輪減速器的設(shè)計(jì)
3.1 案例庫(kù)的建立
3.1.1 案例描述
本文使用的是面向?qū)ο髮拥囊粋€(gè)案例表示模型[11-12]，這向上一層的軟件提供了一個(gè)統(tǒng)一的面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)模型，即，提供各式面向?qū)ο蟮母拍?、?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、操作維護(hù)和靈活性的擴(kuò)張，并給出了具體的關(guān)系保護(hù)模型，并按照映射原理和轉(zhuǎn)換機(jī)理建立一個(gè)透明的對(duì)象，并對(duì)其進(jìn)行合理且有效的管理。映射原理的對(duì)象模型是上一層面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)模型和底層數(shù)據(jù)庫(kù)的關(guān)系模型之間的一種轉(zhuǎn)換關(guān)系。對(duì)象模型層，數(shù)據(jù)庫(kù)，以及其他功能模型間的關(guān)系顯示在Fig.2上。
兩級(jí)齒輪減速器是一個(gè)復(fù)雜的組合，為了案例表述的方便，我們將兩級(jí)齒輪減速器分成五個(gè)組件類(lèi)和兩個(gè)部分組。
五個(gè)組件類(lèi)是由高速齒輪組、低速齒輪組、高速軸和軸承、中速軸和軸承以及低速軸和軸承，兩個(gè)部分組是箱體蓋和箱體。這些組件類(lèi)可以拆分成部分組。最終每個(gè)部分組將會(huì)映射到其潛在關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中的位置。因此兩級(jí)減速器的對(duì)象知識(shí)模型顯示在Fig.3中。
3.1.2 案例庫(kù)的建立
根據(jù)Fig.3中顯示的兩級(jí)減速器的案例表述模型，兩級(jí)齒輪減速器的特征屬性值和他們的成分都投射到數(shù)據(jù)庫(kù)的底層，從而建立了案例庫(kù)。在底層的數(shù)據(jù)庫(kù)中，每個(gè)目錄都包括了“案例序號(hào)”。這種關(guān)系在每個(gè)部分的映射表和減速器的映射表之間由“案例序號(hào)”來(lái)建立的。Fig.4顯示了在兩級(jí)齒輪減速器的數(shù)據(jù)庫(kù)軟件的案例庫(kù)儲(chǔ)存模式是屬于Access的。由于空間有限，本文并不細(xì)述部分組在Access中的儲(chǔ)存模式。
3.2 案例檢索
本文運(yùn)用的是最鄰近法和索引歸納法相結(jié)合的檢索方法，這是因?yàn)閮杉?jí)齒輪減速器設(shè)計(jì)是一個(gè)有著長(zhǎng)時(shí)期的經(jīng)驗(yàn)過(guò)程，而且是在兩級(jí)齒輪減速器包括多種案例的情況下。因此最好使用索引歸納法來(lái)進(jìn)行完整的檢索，并且使用最鄰近法來(lái)得到一個(gè)良好的
檢索。Fig.5顯示了詳細(xì)的檢索過(guò)程。現(xiàn)在本文將依次描述基于案例推理的二級(jí)齒輪減速器設(shè)計(jì)的案例檢索的子過(guò)程和方法。
3.2.1關(guān)鍵特性的提取
源案例庫(kù)的特征是在關(guān)鍵特性的提取之前就得到預(yù)處理。 （1）數(shù)據(jù)的預(yù)處理。定量參數(shù)的離散歸一化的處理過(guò)程是通過(guò)相同頻率的區(qū)間轉(zhuǎn)化為定性參數(shù)[13]。等頻率區(qū)間處理的原理是為了在每個(gè)小的區(qū)間擁有大部分相同數(shù)量的數(shù)據(jù)時(shí)，將原區(qū)間分為N個(gè)小區(qū)間（N是由用戶(hù)提供的離散數(shù)據(jù)）。第一個(gè)和最后一個(gè)區(qū)間在本文中將會(huì)得到延長(zhǎng)：第一個(gè)區(qū)間的上限值改到零，最后一個(gè)區(qū)間的下限改為無(wú)窮，這是為了確保一個(gè)新案例的屬性值能有新的區(qū)間與之對(duì)應(yīng)，因?yàn)榛诎咐评恚–BR）是一個(gè)不斷研究的過(guò)程（案例的數(shù)量將會(huì)不斷增加），并且避免在增加一個(gè)新的案例和檢索新的案例而不超過(guò)源案例庫(kù)的屬性值時(shí)，將小的區(qū)間再次分割。N個(gè)區(qū)間被標(biāo)識(shí)為0,1,2,3，···，n-1。定性特征屬性以升序或是降序被分配到區(qū)間[0,1]中。例如，“精密級(jí)減速器”有三個(gè)可供用戶(hù)選擇的源案例庫(kù)：類(lèi)7，類(lèi)8和類(lèi)9。類(lèi)7,8,9分別按照上述方法表示為1，0.5，0.屬性值的布爾屬性也很容易確定，相同的是1，不相同的是0。
（2）關(guān)鍵特性的選擇。這些清晰的無(wú)關(guān)的特征在數(shù)據(jù)采集中并沒(méi)有被直接考慮到。然而許多特征在數(shù)據(jù)采集中的重要性卻很難被認(rèn)識(shí)到。這些特征是由有效的策略選擇出來(lái)的。另一方面本文使用決策樹(shù)技術(shù)按照信息量來(lái)選擇關(guān)鍵特性。決定指數(shù)樹(shù)是由關(guān)鍵特征建立的。該算法得到的信息可以用作決策屬性的參考。兩級(jí)減速器的關(guān)鍵特性選擇如下。Table.1給出了源案例庫(kù)。
首先，數(shù)據(jù)采集中顯著的無(wú)關(guān)特性會(huì)被直接剔除。其他由離散歸一化處理的特性轉(zhuǎn)化成了定性屬性，然后按照上述算法的信息增益進(jìn)行挑選。其次，根據(jù)上述的等頻率區(qū)間，傳遞功率的屬性大致可以非為三個(gè)小區(qū)間：（0,10），[10,20]，（20，+∞）。定性數(shù)值的范圍分別表示為0,1,2。傳動(dòng)比，壽命以及傳遞效率的屬性被分作幾個(gè)相對(duì)應(yīng)的小區(qū)間（傳動(dòng)比：（0,15），和（15，+∞）；壽命：（0,350000），（350000,420000）和（42000，+∞）；傳遞效率：（0，0.94）和（0.94,1））。每個(gè)數(shù)字范圍區(qū)間都由0,1…按照順序進(jìn)行排列。齒輪傳動(dòng)的布局的屬性被分為兩類(lèi)。已成型的用0表示，還在加工的用1表示。離散化處理的結(jié)果見(jiàn)Table.2。
排列形式的屬性被看作識(shí)別屬性，而其他屬性被看作決策屬性。按照識(shí)別屬性，案例庫(kù)被分為兩類(lèi)（m=2）。第一類(lèi)由六個(gè)案例組成，其排列形式是擴(kuò)大形式（r1=6），而第二類(lèi)是由其他案例所組成，這些案例的排列形式是同軸形式（r2=4）。根據(jù)信息增益算法，很容易獲得以下信息增益的所有屬性：Gp=0.29，Gt=0.12，GLh=0.29，Gη=0.01；這里，Gp表示的是傳遞功率的增益，Gi表示傳動(dòng)比的增益，GLh表示壽命的增益，Gη表示傳動(dòng)效率的增益。因此傳遞功率，傳動(dòng)比和壽命的屬性都可以以關(guān)鍵特性形式從所有特征屬性值中獲得。
3.2.1 初步匹配
初步匹配是這么一個(gè)過(guò)程，即從案例庫(kù)中選出與當(dāng)前設(shè)計(jì)實(shí)例相關(guān)的一組案例。這個(gè)過(guò)程是由所有關(guān)鍵特征和決策信息增益計(jì)算所建立的索引表所實(shí)現(xiàn)的。建立的索引表在Fig.6中顯示出來(lái)。案例的初步匹配完全是在索引表的基礎(chǔ)上建立起來(lái)的。
3.2.2 最優(yōu)選擇
最優(yōu)選擇是從初步匹配的案例中選出最佳案例的過(guò)程。最優(yōu)案例是由最鄰近法選擇的，所以它對(duì)關(guān)鍵特征權(quán)重的計(jì)算和案例相似性的是不可缺少的。
（1） 特征權(quán)重
特征權(quán)重是被用來(lái)計(jì)算特征的重要性。它可以影響邏輯結(jié)果的準(zhǔn)確性。根據(jù)原始信息源，確定特征權(quán)重的方法被分為兩類(lèi)：主觀法和客觀法。主觀法的信息來(lái)自于專(zhuān)家的經(jīng)驗(yàn)，而客觀發(fā)的信息來(lái)自于原始的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。兩類(lèi)方法中具有代表性的方法是層次分析法（AHP）[14-15]和粗糙集理論[12]。層次分析法（AHP）是一種決策問(wèn)題被分為一些包括目標(biāo)、規(guī)則、工程等的一些層次的決策方法，并且定性分析法和定量分析法是可以被引導(dǎo)的。使αij表示特征i與特征j比較的重要性的度量。由層次分析法（AHP）得到的特征i的權(quán)重ω1i可以由下面這個(gè)公式計(jì)算得到。
粗糙集理論是一種針對(duì)知識(shí)分類(lèi)的數(shù)據(jù)推理方法，主要適用于分析知識(shí)簡(jiǎn)約性和特征屬性之間的可靠性，并且能解決特征屬性權(quán)重的相似性度量的問(wèn)題。按照特定分類(lèi)，它能通過(guò)既存信息來(lái)評(píng)判所有特征的重要性。關(guān)于權(quán)重計(jì)算的相關(guān)公式如下：
這里 γ（C,D）—屬性即C和D的可靠度
|POS（C,D）|—合集中要素的序號(hào)
SGF（a，C,D）—屬性a屬性集D的重要性，a屬于C
SGF(C-{i},D)—屬性i的重要程度
ω2i—由粗糙集理論獲得的特征i的權(quán)重
本文運(yùn)用一種層次分析法（AHP）和粗糙集理論相結(jié)合的方法來(lái)彌補(bǔ)兩種方法的缺點(diǎn)。這種聯(lián)合法是根據(jù)線性疊加原理進(jìn)行組合。這種物質(zhì)合并方式顯示在公式(5)中。
這里 ω1i—按照層次分析法獲得的特征權(quán)重
ω2i—按粗糙集理論獲得的特征權(quán)重
α—系數(shù)
根據(jù)合并的方法，減速器關(guān)鍵特征的三個(gè)權(quán)重如傳遞功率的屬性，ω1=0.52；傳動(dòng)比的屬性，ω2=0.28；壽命屬性，ω3=0.20（假設(shè)α=0.5）
（2）相似性
兩級(jí)齒輪減速器的特征值是由定性參數(shù)和定量參數(shù)組成的。本文運(yùn)用公式（6）和（7）來(lái)計(jì)算定量特征的相似性[16]，而定性特征的相似性和布爾特性的有兩個(gè)條件：0（不同的）或者1（相同的）。所以本文提出了一種新的關(guān)于案例相似性的算法，表示如下。
相關(guān)距離：
特征相似性：
兩個(gè)案例間的相似性：
這里 dink—案例n和案例k的第i個(gè)屬性間的相關(guān)距離，
Vni—案例n的第i個(gè)屬性的特征值，
Vki—案例k的第i個(gè)屬性的特征值，
SDink —案例n和案例k第i個(gè)屬性的相似性，
sim（n，k）—案例n和案例k的相似性，
ωt—第i個(gè)特征的權(quán)重，
n—特征序號(hào)。
假設(shè)設(shè)計(jì)其設(shè)計(jì)條件顯示于Table.3中的兩級(jí)齒輪減速器，和檢索顯示在Table.4中的兩個(gè)案例。
每個(gè)關(guān)鍵特征權(quán)重分別為0.52，0.28，0.20。案例的相似性可以按照下列公式（6）-（8）計(jì)算得到 。
3.3 案例修正
本文應(yīng)用結(jié)合修改規(guī)則和人工修改的方法來(lái)修正案例。Fig.7給出了案例修正的流程。規(guī)則包括經(jīng)驗(yàn)公式，計(jì)算公式。例如，小齒輪通常是指齒寬在5-10mm的齒輪。而且條件限制是進(jìn)行設(shè)計(jì)可行性評(píng)價(jià)的主要措施，正如齒輪接觸疲勞強(qiáng)度的檢驗(yàn)公式，以及齒根彎曲疲勞強(qiáng)度等等。
4 系統(tǒng)開(kāi)發(fā)
基于CBR的第二類(lèi)箱體減速器設(shè)計(jì)系統(tǒng)的流程顯示在Fig.8中?；贑BR的兩級(jí)減速器的設(shè)計(jì)系統(tǒng)常使用VC++，UG和Access2002作為工具進(jìn)行開(kāi)發(fā)，這包括五個(gè)模塊：文件管理、案例檢索、案例修正、進(jìn)入U(xiǎn)G還有幫助模塊，如Fig.9所示。文件管理模塊是用來(lái)管理與案例相關(guān)文件的。案例檢索模塊是用來(lái)檢索案例和檢查被檢索到的案例的信息。案例修正模塊是用來(lái)按照案例序號(hào)修改檢索到的案例的。進(jìn)入U(xiǎn)G模塊是用來(lái)從案例庫(kù)中調(diào)用修改的參數(shù)和通過(guò)由ODBC技術(shù)及UG/Open++工具開(kāi)發(fā)的及系統(tǒng)來(lái)完成三維建模。
下面的一個(gè)實(shí)際的例子被給來(lái)詮釋基于CBR系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程。假設(shè)設(shè)計(jì)一個(gè)二級(jí)齒輪減速器，而它的設(shè)計(jì)需要有：傳遞功率 5.36kw，傳動(dòng)比為11.06，壽命為310 000h。該系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程如下。
（1）如Fig.10的登錄主界面所示，是進(jìn)入該系統(tǒng)和輸入用戶(hù)名和密碼。
（2）Fig。11顯示的是輸入檢索條件來(lái)檢索案例，并選出最相似的案例來(lái)檢查其信息。從檢索結(jié)果中選擇案例3，是因?yàn)樗南嗨菩宰畲?。按照分析，我們很容易發(fā)現(xiàn)案例3和準(zhǔn)備設(shè)計(jì)的案例的偏差小于5%。所以案例3可以作為新設(shè)計(jì)的結(jié)果。
如果檢索結(jié)果和將要設(shè)計(jì)的案例間的偏差大于5%，檢索的結(jié)果便需要修正。案例修正包括全部修正和局部修正。當(dāng)最大相似性的檢索結(jié)果和將被設(shè)計(jì)的案例之間的傳遞功率屬性的偏差大于5%時(shí)，它表示沒(méi)有最佳的相似案例，這就需要重新設(shè)計(jì)。在完成設(shè)計(jì)使，需要確定新案例的相對(duì)索引值，并且新案例將被保存在案例庫(kù)中作為下一次檢索的源案例。上述過(guò)程被稱(chēng)作案例研究。單最大相似性檢索結(jié)果和將要設(shè)計(jì)的案例間傳遞功率的屬性偏差小于5%，其他兩種屬性偏差可以超過(guò)允許的偏差范圍，我們通過(guò)調(diào)整齒輪傳動(dòng)比和相關(guān)齒輪參數(shù)來(lái)完成案例。調(diào)整原則是在保證其他部分參數(shù)不變的情況下，修改齒輪組和支撐軸的參數(shù)。并有必要檢查修改后的齒輪組和軸的強(qiáng)度。按照合并規(guī)則，即檢查齒輪疲勞強(qiáng)度公式，檢查軸的疲勞強(qiáng)度公式，以及人工修改等規(guī)則檢索出的案例中，這些部分將被修正。最后，修正的案例將保存在案例庫(kù)中。例如，給出的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)是傳遞功率6.50kw，傳動(dòng)比11.07，壽命310 000h。案例3被檢索到。眾所周知，通過(guò)計(jì)算檢索到的案例和將被設(shè)計(jì)的案例間傳遞功率的誤差是21.95%，這超出了誤差范圍5%。這就意味著案例3需要修正。修正的部分如Fig.12所示。
完成修正后，UG軟件是通過(guò)進(jìn)入U(xiǎn)G模塊運(yùn)行的，而三位建模是通過(guò)使用UG二次開(kāi)發(fā)程序來(lái)獲得修正模塊的相關(guān)參數(shù)。修正齒輪的參數(shù)在Fig.13中列出。
最后，修正的部分保存在案例庫(kù)中。在Fig.14中的對(duì)話(huà)框中輸入案例的名稱(chēng)，其這部分的命名原則在界面的注意事項(xiàng)可見(jiàn)。
5 結(jié)束語(yǔ)
（1）兩級(jí)齒輪減速器的案例由面向?qū)ο蟮男畔⒛Ｐ蛠?lái)表示的，這使得減速器表達(dá)的信息更為便利和準(zhǔn)確，并且有利于案例檢索。
（2）根據(jù)二級(jí)齒輪減速器設(shè)計(jì)的實(shí)際情形，我們提倡結(jié)合層次分析法（AHP）和粗糙集理論得到的組合加權(quán)法，這可以提高案例檢索的可信度。
（3）基于CBR的兩級(jí)齒輪減速器設(shè)計(jì)系統(tǒng)已成功地開(kāi)發(fā)出來(lái)。這個(gè)系統(tǒng)使得二級(jí)齒輪減速器設(shè)計(jì)更為容易，快速和更加的智能。這種途徑可作為CBR中其他組件開(kāi)發(fā)的參考。案例庫(kù)中擁有足夠的案例是基于CBR的兩級(jí)減速器設(shè)計(jì)系統(tǒng)運(yùn)行的先決條件。如果特定的兩級(jí)減速器的設(shè)計(jì)要求得到滿(mǎn)足，相關(guān)的案例必須添加到案例庫(kù)中。
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作者簡(jiǎn)介
JI Aimin．born in 1965．is currently a professor and a master
candidate supervisor in College of M echanical and Electnca1
Engineering．Hohai University,China．a(chǎn)nd State Key Lab of CAD&CG．Zheiiang University,China．He received his PhD degree from University of Science and Technology of China in
2001． His research interests include digital design and
manufacturing，Coriolis mass flow measurement system，etc．
Te1：+86-519—85l91959；E-mail：jam@ustc．edu
HUANG Quansheng，born in 1983，is currently a master
candidate in College of M echanical and Electrical Engineering，
Hohai University,China．E—mail：huanquans@126．com
XU Huanmin．born in 1974。is currently a lecmrer in College of
M echanical and Electrical Engineering，Hohai University,China．She received her PhD degree from Nanjing University of Scienceand Technology,China，in 2008．Her research interests includeprocess reasoning based on mathematical logic decision-makinglogic method，etc．
E-mail：alexandra xu2003( vahoo．corn．cn)
CHEN Zhengming，born in 1965，is currently a professor and a
PhD candidate supervisor in College of Computer and
Information Engineering，Hohai University,China．He received
his PhD degree from Zhejiang University,China，in 2001．His
research interests include in feature modeling and recognition，CAD／CAM integration，etc．
E-mail：zmchen@hhuc．edu．cn
附件2：外文原文
指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)：
簽名：
年 月 日
備注：畢業(yè)論文、開(kāi)題報(bào)告、文獻(xiàn)綜述封面填寫(xiě)要求：漢字用宋體，三號(hào)，阿拉伯?dāng)?shù)字用Times New Roman字體，三號(hào)，日期格式為：2007-05-12，字體Times New Roman，三號(hào)，對(duì)齊方式為橫線居中。
XX學(xué)院
09 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)任務(wù)書(shū)
系（部）：機(jī)械工程系 專(zhuān)業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)與制造（數(shù)控方向） 班級(jí)： 機(jī)械制造
學(xué)生姓名
指導(dǎo)教師
職稱(chēng)
助教
課題名稱(chēng)
軋鋼機(jī)減速器的設(shè)計(jì)
課 題 工 作 內(nèi) 容
1.課題介紹：
由于科技的進(jìn)步和人們生活水平的提高，生產(chǎn)設(shè)備和產(chǎn)品的更新，鋼材不斷提高產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量，提高生產(chǎn)率，降低原材料和能源的消耗及產(chǎn)品的成本提出了更高的要求。這也是和軋鋼設(shè)備制造水平有關(guān)的重型機(jī)械制造和自動(dòng)控制等科學(xué)技術(shù)的發(fā)展有密切關(guān)系.,
本文首先對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了介紹；并介紹了電動(dòng)機(jī)的選擇方法、箱體的設(shè)計(jì)、軸的設(shè)計(jì)、齒輪的設(shè)計(jì)、鍵的選擇等，然后簡(jiǎn)要介紹了減速器裝配的一些相關(guān)知識(shí)及技術(shù)說(shuō)明;最后列出了設(shè)計(jì)過(guò)程中翻閱及參考過(guò)的文獻(xiàn)。
2.任務(wù)要求及方案確定
a.傳動(dòng)方案：電動(dòng)機(jī)——帶傳動(dòng)機(jī)——齒輪傳動(dòng)——滾筒
傳動(dòng)簡(jiǎn)圖如圖所視：
b.該傳動(dòng)方案分析如下：
1.由于帶傳動(dòng)承載能力較低，結(jié)構(gòu)尺寸較其他形式大，故應(yīng)放在傳動(dòng)系統(tǒng)的高速級(jí)，此時(shí)轉(zhuǎn)速較高，在傳遞相同功率時(shí)的轉(zhuǎn)矩減小，從而使帶傳動(dòng)獲得較為緊湊的結(jié)構(gòu)尺寸，除此之外，帶傳動(dòng)工作平衡，能緩沖吸振，被廣泛應(yīng)用。
2.齒輪傳動(dòng)承載能力較高，傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確、平衡、傳遞功率和圓周速度范圍很大，傳動(dòng)效率高，結(jié)構(gòu)緊湊。
3.斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的平穩(wěn)性，較直齒圓柱齒輪傳動(dòng)好，故有平穩(wěn)性要求時(shí)，可采用斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)。
根據(jù)以上分析可得：將帶傳動(dòng)放在傳動(dòng)系統(tǒng)的高速級(jí)，齒輪傳動(dòng)放在傳動(dòng)系統(tǒng)的低速級(jí)，傳動(dòng)方案較為合理。
此外，根據(jù)本課題要求，該減速器采用展開(kāi)式。
指
標(biāo)
要
求
一、 減速器裝配圖、零件圖繪制
利用AutoCAD2004繪制裝配圖（1#，打印稿和電子稿各一份）和零件圖（3#，打印稿和電子稿）。
二、設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的撰寫(xiě)
1、畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)按學(xué)院規(guī)定的撰寫(xiě)格式、要求和紙張格式裝訂成冊(cè)，內(nèi)容順序?yàn)椋悍饷妗⒅杏⑽恼?、目錄、說(shuō)明書(shū)正文、參考書(shū)目錄、小結(jié)、封底。
2、設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的論證要有科學(xué)根據(jù)，要有說(shuō)服力；計(jì)算部分須指出公式來(lái)源并說(shuō)明公式中的符號(hào)所代表的意義，公式中所有常數(shù)或系數(shù)必須正確，計(jì)算結(jié)果要足夠準(zhǔn)確，計(jì)算中采用的數(shù)據(jù)及計(jì)算結(jié)果可列表表示
3、說(shuō)明書(shū)要求章節(jié)分明，層次清楚，文理通順，圖表、簡(jiǎn)圖規(guī)范、清晰，不得用徒手畫(huà)。
進(jìn)
程
安
排
1、根據(jù)畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)，收集、閱讀整理有關(guān)資料，擬訂并確定設(shè)計(jì)方案； 1周
2、設(shè)計(jì)減速器，繪制草圖，利用軟件繪制裝配圖、零件圖； 5周
3、編寫(xiě)說(shuō)明書(shū)，整理并完成畢業(yè)設(shè)計(jì)論文； 2周
4、畢業(yè)設(shè)計(jì)成果審閱、評(píng)閱、答辯。
主
要
參
考
文
獻(xiàn)
1.《機(jī)械工程手冊(cè)》第二版（傳動(dòng)設(shè)計(jì)卷）
2.《實(shí)用機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》
3.《機(jī)械設(shè)計(jì)》
4.《機(jī)械制造工藝學(xué)》
5.《機(jī)械制造工藝及專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì)指導(dǎo)》
6.《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》
注：以實(shí)際采用的參考文獻(xiàn)為準(zhǔn)
起止
日期
2009 —2009
系(部)蓋章： 教研室主任(簽字)：
年 月 日 年 月 日
說(shuō)明：畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)由指導(dǎo)教師根據(jù)課題的具體情況填寫(xiě)，經(jīng)系部審核蓋章后生效。此任務(wù)書(shū)要求按固定格式雙面打印,在畢業(yè)設(shè)計(jì)工作開(kāi)始前一周內(nèi)填寫(xiě)并發(fā)給學(xué)生。
XX學(xué)院
畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)
課 題： 軋鋼機(jī)減速器的設(shè)計(jì)
子課題:
同課題學(xué)生姓名:
專(zhuān) 業(yè) 機(jī)械制造與自動(dòng)化
學(xué)生姓名
班 級(jí)
學(xué) 號(hào)
指導(dǎo)教師
完成日期 2007-05-10
畢業(yè)設(shè)計(jì)資料目錄
04 級(jí) 機(jī)械制造與自動(dòng)化 專(zhuān)業(yè) 1 班
學(xué)生姓名 學(xué)號(hào)
指導(dǎo)教師 評(píng)閱教師
畢業(yè)設(shè)計(jì)類(lèi)型：＿＿＿＿＿＿畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) ＿＿ ＿＿
設(shè)計(jì)（論文）題目＿ 軋鋼機(jī)減速器的設(shè)計(jì) ＿
設(shè)計(jì)（論文）成績(jī)＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ ＿＿＿ ＿＿
編號(hào)
名 稱(chēng)
件 數(shù)
1
裝配圖(A0)
1
2
箱座(A0)
1
3
箱蓋(A1)
1
4
零件圖
7
5
說(shuō)明書(shū)
1
6
7
8
9
10
指導(dǎo)教師簽名 評(píng)閱教師簽名
2007 年 5 月 10 日
摘 要
由于科技的進(jìn)步和人們生活水平的提高，生產(chǎn)設(shè)備和產(chǎn)品的更新，鋼材不斷提高產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量，提高生產(chǎn)率，降低原材料和能源的消耗及產(chǎn)品的成本提出了更高的要求。這也是和軋鋼設(shè)備制造水平有關(guān)的重型機(jī)械制造和自動(dòng)控制等科學(xué)技術(shù)的發(fā)展有密切關(guān)系.,
本文首先對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了介紹；并介紹了電動(dòng)機(jī)的選擇方法、箱體的設(shè)計(jì)、軸的設(shè)計(jì)、齒輪的設(shè)計(jì)、鍵的選擇等，然后簡(jiǎn)要介紹了減速器裝配的一些相關(guān)知識(shí)及技術(shù)說(shuō)明;最后列出了設(shè)計(jì)過(guò)程中翻閱及參考過(guò)的文獻(xiàn)。
關(guān)鍵詞： 軋鋼機(jī) 減速器 設(shè)計(jì)方案 參考文獻(xiàn)
Abstract
As a result of the technical progress and the people living standard enhancement, the production equipment and the product renewal, the steel products enhance the volume of output and the quality unceasingly, enhances the productivity, reduced raw material and the energy consumption and the product cost set a higher request.This also is and the rolling mill equipment manufacture level related heavy duty machinery manufacture and the automatic control and so on the science and technology development has the close relation. This article first has carried on the introduction to the design proposal; And introduced the electric motor choice method, the box body design, the axis design, the gear design, the key choice and so on, then introduced briefly the reduction gear assembles some correlation knowledge and technical order; Finally has listed in the design process glances through and has referred the literature.
Key word: Mill reduction gear design proposal reference
目 錄
摘要………………………………………………………………………………Ⅰ
ABSTRACT………………………………………………………………………Ⅱ
第一章、傳動(dòng)方案的擬定及說(shuō)明
1.1傳動(dòng)方案…………………………………………………………… 1
第二章、電動(dòng)機(jī)的選擇
2.1電動(dòng)機(jī)的選擇……………………………………………………… 2
第三章、鑄造減速器箱體
3.1 鑄造減速器箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸………………………………… 4
第四章、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算
4.1 高速軸的計(jì)算…………………………………………………… 5
4.2 低速軸1的計(jì)算…………………………………………………… 7
4.3 中間軸1的計(jì)算…………………………………………………… 9
4.4 低速軸2的計(jì)算…………………………………………………… 11
4.5 中間軸2的計(jì)算…………………………………………………… 13
第五章、滾動(dòng)軸承的選擇及計(jì)算
5.1 滾動(dòng)軸承的選擇及計(jì)算……………………………………………14
第六章、傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算
6.1 選精度等級(jí)、材料及齒數(shù)……………………………………… 15
第七章 連接件的選擇及潤(rùn)滑
7.1 鍵連接的選擇及校核計(jì)算……………………………………… 19
7.2 連軸器的選擇…………………………………………………… 19
7.3 減速器附件的選擇……………………………………………… 20
7.4 潤(rùn)滑與密封……………………………………………………… 20
第八章 減速器裝配圖的繪制及技術(shù)說(shuō)明………………………………20
8.1 裝備圖的總體規(guī)劃……………………………………………… 21
8.2 繪制過(guò)程………………………………………………………… 21
8.3 完成裝配圖……………………………………………………… 23
8.4 相關(guān)技術(shù)說(shuō)明…………………………………………………… 23
結(jié)語(yǔ)……………………………………………………………………………… 24
參考資料目錄…………………………………………………………………… 25
致謝……………………………………………………………………………… 26
III