现代设计方法课程考查—论文题目及要求(2009-2010学年).doc

现代设计方法课程考查论文题目及要求（2009-2010学年）论文撰写总体要求1 论文采用word排版，单面打印。同时上交打印和电子文档。2 应有中文摘要（含目的、方法、结果、结论四要素）、关键词（3-8个）。3引用的公式和数据应注明所引用文献的出处，并列入参考文献，参考文献不少于4篇(未公开发表、出版的文献不得列入参考文献)。参考文献编排格式：（1）期刊：序号作者姓名（姓前名后).论文名J.刊名（外文刊名可缩写），出版年份，卷号（期号）：起止页码。（2）专著：序号作者姓名（姓前名后）书名M.版本（第一版不写）.出版地：出版者，出版年.起止页码。4 图、表应有标号、文字注释。表格采用三线表5 公式中的英文、阿拉伯字符应有中文注释，物理量应标量纲单位，量纲单位采用ISO国际标准。6 一级、二级、三级标题的示例分别为“1”、“1.1”、“1.1.1”7论文全文采用宋体；论文题目采用3号字加粗；一级标题采用小3号字加粗；二级标题采用4号字加粗；三级标题采用小4号字加粗；正文采用小4号字；摘要、关键词、参考文献采用5号字。采用1.5倍行距。8 文笔流畅、语句通顺。未按以上规范要求撰写的论文一律退回修改。论文上交截止日期为本课程结束后二周内。以下各类题型论文中学生任选一小题.一 齿轮传动模糊可靠性设计（本类题型论文起评分为90分）本类题型论文，齿轮的齿根弯曲应力和齿面接触应力均视为遵循正态分布的随机变量，齿轮材料的许用应力（强度）均视为模糊变量。本类题型论文撰写内容与规范要求：1） 引言（描述齿轮传动中的模糊性、随机性及概念、描述齿轮传动模糊可靠性设计的意义，字数不少于500字）； 2） 齿轮强度的模糊可靠度数学计算模型（齿根弯曲应力均值的计算公式和标准差的计算公式、齿面接触应力均值的计算公式和标准差的计算公式、弯曲许用应力隶属函数、接触许用应力隶属函数、模糊可靠度计算公式。字数不少于3000字）；3） 实例计算（根据已知条件进行模糊可靠度计算和常规设计方法的设计计算。字数不少于1000字）；4） 结束语（分析比较模糊可靠性设计与常规设计方法的结果。字数不少于200字）。本类题型论文推荐的参考文献：1 林国湘等.齿轮强度的模糊可靠性设计.现代机械,1994,22 胡铃风等.渐开线圆柱齿轮传动的模糊可靠性设计.现代机械,2002,43 刘风冕等.齿轮传动的模糊可靠性设计研究.华东船舶工业学院学报,2004,44 魏连江等.圆弧圆柱齿轮传动的模糊可靠性设计.现代机械,2000,35 董玉革.机械模糊可靠性设计.北京:机械工业出版社,20016 陈举华.机械结构模糊优化设计.北京:机械工业出版社,20027 谢庆生.机械工程模糊优化方法. 北京:机械工业出版社,20021 直齿轮强度的模糊可靠性设计已知条件：传递功率N=303 KW,转速n=970rpm,齿宽b=400.10mm,齿数z1=25,模数m=3mm, 齿数比u=3,材料为40Cr,齿面淬火，弯曲许用应力s1290MPa, 接触许用应力s2 1150MPa, 齿轮制造精度为8级,中等冲击,单向传动,求齿轮强度的模糊可靠度。2 直齿轮强度的模糊可靠性设计已知条件：传递功率N=303 KW,转速n=970rpm,齿数z1=25,模数m=3mm, 齿数比u=3,材料为40Cr,齿面淬火，弯曲许用应力s1290MPa, 接触许用应力s2 1150MPa, 齿轮制造精度为8级,中等冲击,单向传动,要求齿轮强度的模糊可靠度为0.999以上,求齿轮的齿宽b。3 直齿轮强度的模糊可靠性设计已知条件：传递功率N=151.5 KW,转速n=700rpm,齿宽b=300.10mm,齿数z1=30,模数m=3mm, 齿数比u=3,材料为40Cr,齿面淬火，弯曲许用应力s1 = 29020MPa, 接触许用应力s2 =1150115MPa, 齿轮制造精度为8级,中等冲击,单向传动,求齿轮强度的模糊可靠度。4 直齿锥齿轮强度的模糊可靠性设计已知条件：传递功率N=303KW,转速n=950rpm,齿宽b=460.20mm, 小齿轮齿数z1=24,模数m=4mm，齿数比u=3,材料为40Cr，齿面淬火，弯曲许用应力s1290MPa, 接触许用应力s2 1150MPa, 齿轮制造精度为8级，载荷稳定，无冲击，单向传动，求齿轮强度的模糊可靠度。5 直齿锥齿轮强度的模糊可靠性设计已知条件：传递功率N=303KW,转速n=950rpm, 小齿轮齿数z1=24,模数m=4mm，齿数比u=3,材料为40Cr，齿面淬火，弯曲许用应力s1290MPa, 接触许用应力s2 1150MPa, 齿轮制造精度为8级，载荷稳定，无冲击，单向传动，要求齿轮强度的模糊可靠度为0.999以上,求齿轮的齿宽b。6 直齿锥齿轮强度的模糊可靠性设计已知条件：传递功率N=151.5KW,转速n=950rpm,齿宽b=400.20mm, 小齿轮齿数z1=26,模数m=3.5mm，齿数比u=3,材料为40Cr，齿面淬火，弯曲许用应力s1290MPa, 接触许用应力s2 1150MPa, 齿轮制造精度为8级，载荷稳定，无冲击，单向传动，求齿轮强度的模糊可靠度。7 圆弧圆柱齿轮强度的模糊可靠性设计已知条件：传递功率N=757.5KW,转速n=75075rpm,齿宽b=900.25mm,小齿轮齿数z1=35,模数m=4mm，齿数比u=3,小齿轮材料为38SiMnMo，调质处理HB=260280,大齿轮材料为ZG35SiMn, 调质处理，HB=220240,小齿轮弯曲许用应力s1=22022MPa, 接触许用应力s2 =60060MPa;大齿轮弯曲许用应力s3=16016MPa, 接触许用应力s4 =50050MPa齿轮制造精度为8级，中等冲击,单向传动，求齿轮强度的模糊可靠度。8 圆弧圆柱齿轮强度的模糊可靠性设计已知条件：传递功率N=757.5 KW,转速n=75075rpm,齿宽b=700.10mm,齿数z1=35,模数m=4mm, 齿数比u=3,大小齿轮材料均为40Cr,齿面淬火，弯曲许用应力s1=29020MPa, 接触许用应力s2 =1150115MPa, 齿轮制造精度为8级,中等冲击,单向传动,求齿轮强度的模糊可靠度。9 圆弧圆柱齿轮强度的模糊可靠性设计已知条件：传递功率N=757.5 KW,转速n=75075rpm,齿数z1=35,模数m=4mm, 齿数比u=3,大小齿轮材料均为40Cr,齿面淬火，弯曲许用应力s1=29020MPa, 接触许用应力s2 =1150115MPa, 齿轮制造精度为8级,中等冲击,单向传动, 要求齿轮强度的模糊可靠度为0.999以上,求齿轮的齿宽b。二 传动轴刚度、强度的模糊可靠性设计（本类题型论文起评分为90分）本类题型论文，轴的挠度(变形)、扭转剪切应力视为遵循正态分布的随机变量，轴的许用挠度(变形)、剪切许用应力视为模糊变量。本类题型论文撰写内容与规范要求：1） 引言（描述轴传动的模糊性、随机性及概念，描述传动轴刚度模糊可靠性设计的意义，字数不少于500字）；2） 传动轴刚度的模糊可靠度数学计算模型（传动轴变形的均值计算公式和标准差的计算公式、传动轴许用变形（刚度）的隶属函数、刚度模糊可靠度计算公式。字数不少于3000字）；3） 实例计算（根据已知条件进行模糊可靠度计算和常规设计方法的设计计算。字数不少于1000字）；4） 结束语（分析比较模糊可靠性设计与常规设计方法的结果。字数不少于200字）。本类题型论文推荐的参考文献：1 巫少龙等.机床主轴模糊可靠性设计方法.机械设计与研究,2004,62 李明喜等.机床主轴的模糊可靠性设计.洛阳工学院学报,2002,13 董玉革.机械模糊可靠性设计.北京:机械工业出版社,20014 陈举华.机械结构模糊优化设计.北京:机械工业出版社,20025 谢庆生.机械工程模糊优化方法. 北京:机械工业出版社,200210 机床主轴模糊可靠性设计已知条件：机床主轴受力如图1所示，F1=2500250N，F2=1200120N，空心轴外径D=80mm，内径=40mm，C处许用挠度Y=（0.00010.0002）L,L=3800.1mm,a=220mm0.05, 主轴材料弹性模量E=20000200MPa.求机床主轴刚度的模糊可靠度. 图111 机床主轴模糊可靠性设计已知条件：机床主轴受力如图1所示，F1=1500150N，F2=80080N，空心轴外径D=75mm，内径=40mm，C处许用挠度Y=（0.00010.0002）L,L=4000.1mm,a=2500.05 mm, 主轴材料弹性模量E=20000200MPa.求机床主轴刚度的模糊可靠度. 12 传动轴强度模糊可靠性设计已知条件：机床主轴受力如图1所示，F1=2500250N，F2=1200120N，空心轴外径D=80m，内径=40mm，C处许用挠度Y=（0.00010.0002）*L,a=2200.05 mm, 主轴材料弹性模量E=20000200MPa.要求传动轴刚度的模糊可靠度为0.999以上,求传动轴的支撑距离L.13 传动轴强度模糊可靠性设计已知条件：机床主轴受力如图1所示，F1=1500150N，F2=80080N，空心轴外径D=75m，内径=40mm，C处许用挠度Y=（0.00010.0002）*L, L=4000.1mm,主轴材料弹性模量E=20000200MPa.要求传动轴刚度的模糊可靠度为0.999以上,求传动轴的悬臂距离a .14 传动轴强度模糊可靠性设计已知条件：传动轴长L=840mm，传递扭矩M=1200120N*m,空心轴外径D=64mm，内径=58mm，主轴材料剪切许用应力T=22020MPa.求传动轴强度的模糊可靠度. 15 传动轴强度模糊可靠性设计已知条件：传动轴长L=840mm，传递扭矩M=1500120N*m,空心轴外径D=66mm，内径=60mm，主轴材料剪切许用应力T=22020MPa.求传动轴强度的模糊可靠度. 三 齿轮传动的可靠性优化设计（本类题型论文起评分为90分）本类题型论文，齿轮的齿根弯曲应力、齿面接触应力、齿轮材料的许用应力（强度）均视为遵循正态分布的随机变量。本类题型论文撰写内容与规范要求：1） 引言（描述齿轮传动的随机性极其概念，描述齿轮传动可靠性优化设计的意义，字数不少于500字）；2） 齿轮传动可靠性优化设计模型（设计变量、目标函数、约束条件。字数不少于3000字）；3） 优化方法（描述所采用的优化方法。字数不少于400字）；4） 实例计算（根据已知条件进行可靠性优化设计和常规设计方法的设计计算。字数不少于1000字）；5） 结束语（分析比较可靠性优化设计与常规设计方法的结果。字数不少于200字）。本类题型论文推荐的参考文献：1 韩泽光.等强度圆柱齿轮传动的可靠性优化设计.机械科学与技术,1998,11 2 王剑彬等. 弧齿锥齿轮传动的可靠性优化设计.机械传动,2002,43 董玉革.机械模糊可靠性设计.北京:机械工业出版社,20014 钱松荣.齿轮传动的可靠性优化设计.贵州工业大学学报,2004,55 龚小平.高速齿轮传动可靠性优化设计.机械设计与制造,2000,216齿轮传动的可靠性优化设计设计一对齿轮传动(目标函数为体积或质量最小),已知条件：传递功率N=20 KW,小齿轮转速n=1000rpm,传动比u=3,小齿轮材料为40Cr,齿面淬火，大齿轮材料为45钢,调质处理, 齿轮制造精度为8级,中等冲击,单向传动, 每年工作300天,工作十年,要求齿轮强度的可靠度为0.98以上。17 齿轮传动的可靠性优化设计设计一对齿轮传动(目标函数为体积或质量最小),已知条件：传递功率N=3 KW,小齿轮转速n=750rpm,传动比u=3.46,小齿轮材料为40Cr,齿面淬火，大齿轮材料为45钢,调质处理, 齿轮制造精度为8级,中等冲击,单向传动, 每年工作300天,工作十年,要求齿轮强度的可靠度为0.999以上。四 蜗杆减速器的可靠性优化设计本类题型论文，蜗轮的齿根弯曲应力、齿面接触应力、材料的许用应力（强度）、蜗杆的变形均视为遵循正态分布的随机变量。本类题型论文撰写内容与规范要求：1） 引言（描述蜗杆传动中的随机性极其概念、描述蜗杆传动可靠性优化设计的意义，字数不少于500字）； 2） 蜗杆传动的可靠性优化设计数学模型（设计变量、目标函数、约束条件，含蜗轮齿根弯曲强度可靠性约束条件、齿面接触强度可靠性约束条件、蜗杆刚度可靠性约束条件、其他约束条件。字数不少于3000字）；3） 实例计算（根据已知条件进行蜗杆传动可靠性优化设计和常规设计方法的设计计算。字数不少于1000字）；4） 结束语（分析比较可靠性优化设计与常规设计方法的结果。字数不少于200字）。本类题型论文推荐的参考文献：1 张鄂等.直线弧面蜗杆减速器的可靠性优化设计及研究.机械科学与技术,1999,3 2 杨九瑞等. ZA型蜗杆传动的可靠性优化设计.北京服装学院学报,2002,13 董玉革.机械模糊可靠性设计.北京:机械工业出版社,20014 顾灿春.普通圆柱蜗杆减速器的可靠性优化设计.电子机械工程,2003,318 蜗杆减速器的可靠性优化设计设计一对蜗杆蜗轮传动蜗杆减速器(目标函数为体积或质量最小),确定蜗杆模数、蜗杆升角、蜗杆头数、蜗轮直径。已知条件：传递功率N=5.50.5 KW,转速n=96060rpm,传动比u=13, 蜗杆材料为42MNB,齿面淬火，硬度RRC4555,蜗轮材料为ZCuSn10Pb1, 传动效率0.85,每年工作300天,每天8小时,工作5年,要求蜗杆蜗轮传动的弯曲强度、接触强度、刚度可靠度均为0.98以上。19 蜗杆减速器的可靠性优化设计设计一对蜗杆蜗轮传动蜗杆减速器(目标函数为体积或质量最小),确定蜗杆模数、蜗杆升角、蜗杆头数、蜗轮直径。已知条件：传递功率N=60.3 KW,转速n=145072rpm,传动比u=20, 蜗杆材料为40Cr,齿面淬火，硬度RRC4555,蜗轮材料为ZCuSn10Pb1,许用弯曲应力为384.2MPa, 许用接触应力为15011MPa,传动效率0.85,每年工作300天,每天8小时,工作5年,要求蜗杆蜗轮传动的弯曲强度、接触强度、刚度可靠度均为0.98以上。20 蜗杆减速器的可靠性优化设计 设计一对蜗杆蜗轮传动蜗杆减速器(目标函数为体积或质量最小),确定蜗杆模数、蜗杆升角、蜗杆头数、蜗轮直径。已知条件：传递功率N=36010 KW,转速n=135010rpm,传动比u=13, 蜗杆材料为40Cr ,齿面淬火，硬度RRC4555,蜗轮材料为ZCuSn10Pb1, 许用弯曲应力为384.2MPa, 许用接触应力为15011MPa,传动效率0.85,每年工作300天,每天8小时,工作5年,要求蜗杆蜗轮传动的弯曲强度、接触强度、刚度可靠度均为0.98以上。五 行星齿轮减速器的可靠性优化设计（本类题型论文起评分为100分）本类题型论文，齿轮的齿根弯曲应力、齿面接触应力、材料的弯曲许用应力（强度）、接触许用应力（强度）均视为遵循正态分布的随机变量。本类题型论文撰写内容与规范要求：1） 引言（描述行星齿轮传动中的随机性极其概念、描述行星齿轮传动可靠性优化设计的意义，字数不少于500字）； 2） 行星齿轮传动的可靠性优化设计数学模型（设计变量、目标函数、约束条件，含齿轮齿根弯曲强度可靠性约束条件、齿面接触强度可靠性约束条件、其他约束条件。字数不少于3000字）；3） 实例计算（根据已知条件进行行星齿轮传动减速器可靠性优化设计和常规设计方法的设计计算。字数不少于1000字）；4） 结束语（分析比较可靠性优化设计与常规设计方法的结果。字数不少于200字）。本类题型论文推荐的参考文献：1 王世杰等.NGW型潜油行星减速器可靠性优化设计.机械传动,2003,1 2 韩翔. 2K-H行星减速器可靠性优化设计.重型机械,2003,53 董玉革.机械模糊可靠性设计.北京:机械工业出版社,20014 朱文予等.HZT型工程机械行星减速器可靠性优化设计.机械工程学报,1998,121行星齿轮减速器的可靠性优化设计 设计一2K-H行星齿轮减速器(目标函数为体积或质量最小),取太阳轮（中心轮）齿数、模数、宽度、变位系数、太阳轮与行星轮的啮合角、行星轮与内齿轮啮合角、行星轮数为设计变量。已知条件：传递功率N=15KW,转速n=750rpm,传动比i=8, 压力角200，制造精度6级，太阳轮和行星轮材料均为18CrMnTi ,渗碳淬火；内齿轮材料为40Cr,调质处理； 18CrMnTi材料的许用弯曲应力约为400MPa、许用接触应力约为1500MPa。40Cr 材料的许用弯曲应力约为290 MPa。每年工作300天,每天8小时,工作10年,可靠度大于0.99。22 行星齿轮减速器的可靠性优化设计 设计一HZT行星齿轮减速器(目标函数为体积或质量最小),取太阳轮的齿数、模数、宽度、变位系数；内齿轮的变位系数为设计变量。已知条件：传递功率N=180KW,转速n=750rpm,传动比i=80,制造精度7级，太阳轮和行星轮材料均为18CrMnTi ,渗碳淬火；内齿轮材料为40Cr,调质处理； 18CrMnTi材料的许用弯曲应力约为400MPa、许用接触应力约为1500MPa。40Cr 材料的许用弯曲应力约为290 MPa。每年工作300天,每天8小时,工作10年,可靠度大于0.99。23 行星齿轮减速器的可靠性优化设计 设计一NGW行星齿轮减速器(目标函数为体积或质量最小),取太阳轮的齿数、模数、宽度、变位系数；内齿轮的变位系数为设计变量。已知条件：传递功率N=10KW,转速n=1440rpm,传动比i=8,行星轮个数取4个。制造精度7级，太阳轮和行星轮材料均为18CrMnTi ,渗碳淬火；内齿轮材料为40Cr,调质处理； 18CrMnTi材料的许用弯曲应力约为400MPa、许用接触应力约为1500MPa。40Cr 材料的许用弯曲应力约为290 MPa。每年工作300天,每天8小时,工作10年,可靠度大于0.99。六 模糊可靠性优化设计（本类题型论文起评分为100分）本类题型论文，齿轮的齿根弯曲应力和齿面接触应力均视为遵循正态分布的随机变量，齿轮材料的许用应力（强度）均视为模糊变量。本类题型论文撰写内容与规范要求：1） 引言（描述所选问题的模糊性、随机性极其概念、描述模糊可靠性优化设计的意义，字数不少于500字）； 2） 模糊可靠性优化设计数学模型（字数不少于3000字）；3） 实例计算（根据已知条件进行模糊可靠性优化设计和常规设计方法的设计计算。字数不少于1000字）；4） 结束语（分析比较模糊可靠性优化设计与常规设计方法的结果。字数不少于200字）。本类题型论文推荐的参考文献：1 王廷和等.直齿圆柱齿轮传动的模糊可靠性优化设计.机械设计与制造,2000,32 余顺年.直齿锥齿轮传动模糊可靠性优化设计.集美大学学报,1999,33 陈颖.直齿锥齿轮传动的模糊可靠性优化设计.机械设计与技术,1999,44 高振斌.直齿圆柱齿轮传动的模糊可靠性优化设计.机械与电子,2004,35 谢江.圆弧齿圆柱齿轮传动的模糊可靠性优化设计.机械设计与研究,1999,36 周红桥.圆弧齿轮传动的模糊可靠性优化设计.武汉大学学报,2004,67 赵彦茹等.模糊可靠性优化设计方法在蜗杆传动设计中的应用.水利电力机械,1996,48 李广强等.模糊可靠性优化设计极其在蜗杆传动中的应用.洛阳工学院学报,1999,19 毕春长等.弧齿锥齿轮传动的模糊可靠性优化设计.起重运输机械,1999.1110 张慧贤等.基于MATLAB的圆柱螺旋压缩弹簧模糊可靠性优化设计.机械制造与研究,2005,311 李秀莲等.基于遗传算法的圆柱螺旋压缩弹簧模糊可靠性优化设计.机械设计,2004,112 董玉革.机械模糊可靠性设计.北京:机械工业出版社,200113 陈举华.机械结构模糊优化设计.北京:机械工业出版社,200214 谢庆生.机械工程模糊优化方法. 北京:机械工业出版社,200224 24直齿圆柱齿轮传动的模糊可靠性优化设计设计一对直齿齿轮传动(目标函数为体积或质量最小)。取小齿轮齿数、齿宽系数、模数为设计变量。已知条件：传递功率N=20KW,转速n=750rpm,传动比i=4,制造精度7级，大小齿轮材料为40Cr,调质处理；硬度HB240260，40Cr 材料的许用弯曲应力约为290 MPa，接触许用应力约为1150MPa。每年工作300天,每天8小时,工作10年,可靠度大于0.99。25 25直齿圆柱齿轮传动的模糊可靠性优化设计设计一对直齿齿轮传动(目标函数为体积或质量最小)。取小齿轮齿数、齿宽系数、模数为设计变量。已知条件：传递功率N=20KW,转速n=750rpm,传动比i=4,制造精度7级，大小齿轮材料为45钢,调质处理；小齿轮硬度HB240260，大齿轮硬度HB200230。每年工作300天,每天8小时,工作10年,可靠度大于0.99。26 26直齿锥齿轮传动模糊可靠性优化设计设计一对直齿锥齿轮传动(目标函数为体积或质量最小)。取小锥齿轮齿数、齿宽系数、模数为设计变量。已知条件：传递功率N=20KW,转速n=750rpm,传动比i=2,制造精度7级，大小齿轮材料为45钢,调质处理；小齿轮硬度HB240260，大齿轮硬度HB200230。每年工作300天,每天8小时,工作10年,可靠度大于0.99。27 27直齿锥齿轮传动模糊可靠性优化设计设计一对直齿锥齿轮传动(目标函数为体积或质量最小)。取小锥齿轮齿数、齿宽系数、模数为设计变量。已知条件：传递功率N=10KW,转速n=960rpm,传动比i=3,制造精度7级，大小齿轮材料为45钢,调质处理；小齿轮硬度HB240260，大齿轮硬度HB200230。每年工作300天,每天8小时,工作10年,可靠度大于0.99。28 圆弧齿圆柱齿轮传动的模糊可靠性优化设计设计一对圆弧齿圆柱齿轮传动(目标函数为体积或质量最小)。取小齿轮齿数、齿宽系数、模数、螺旋角为设计变量。已知条件：传递功率N=100KW,转速n=750rpm,传动比i=3,制造精度7级，大小齿轮材料均为45钢,调质处理；小齿轮硬度HB240260，大齿轮硬度HB200230。每年工作300天,每天8小时,工作10年,可靠度大于0.99。29 圆弧齿圆柱齿轮传动的模糊可靠性优化设计设计一对圆弧齿圆柱齿轮传动(目标函数为体积或质量最小)。取小齿轮齿数、齿宽系数、模数、螺旋角为设计变量。已知条件：传递功率N=100KW,转速n=750rpm,传动比i=3,制造精度7级，大小齿轮材料均为40Cr,调质处理；硬度HB240260，40Cr 材料的许用弯曲应力约为290 MPa，接触许用应力约为1150MPa。每年工作300天,每天8小时,工作10年,可靠度大于0.99。30 弧齿锥齿轮传动的模糊可靠性优化设计 设计一对弧齿锥齿轮传动(目标函数为体积或质量最小)。取小齿轮齿数、齿宽、模数、螺旋角为设计变量。已知条件：传递功率N=10KW,转速n=750rpm,传动比i=2.27,制造精度7级，大小齿轮材料均为18CrMnTi, 18CrMnTi材料的许用弯曲应力约为700 MPa，接