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FAHP-QFD方法的建立及其在行星齿轮传动优化设计的应用

作　者: 胡文超
导　师: 江擒虎
学　校: 合肥工业大学
专　业: 机械设计及理论
关键词: FAHP-QFD 多目标优化设计 质量屋 加权系数 NGW行星齿轮减速器
分类号: TH132.425
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 19次
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内容摘要


在产品开发过程中,如何设计主要功能最大限度地满足顾客需求、且综合质量高的产品,设计是关键,采取行之有效的方法是重点。质量功能配置(QFD)作为一种以顾客需求驱动的设计方法,可以将顾客的思想及主要需求,转化为设计中应考虑的要素及后续的产品方案及零部件特征,以最大限度地满足顾客的需求。QFD方法在一些领域的产品开发中得到了有效的应用。然而,随着对QFD的深入研究其缺陷也日益突显出来。本文基于传统的QFD方法及其在机械设计需求变换中的展开,提出了将模糊层次分析法(FAHP)与QFD方法相结合的策略方法,并将传统QFD的自相关矩阵加以运用,较好地的弥补了QFD的缺陷。同时针对产品多目标优化设计中分目标函数加权系数的选取,利用质量屋输出信息中的技术特性、重要度等构建多目标优化设计中分目标函数的加权系数选取模式,由此建立了一套系统的基于FAHP-QFD的产品设计及优化方法。在此基础上,以某种NGW型行星齿轮减速器的结构分析为应用研究对象,系统地阐述并建立了基于FAHP-QFD的优化设计在行星齿轮传动部分优化设计的应用,并利用MATLAB优化工具箱进行了优化计算,取得了较好的效果。并通过分析验算和仿真验证了其可靠度和传动比计算结果的合理可行性。最后,根据得到的算例结果,按照ASI四阶段分解模式,对方案设计后的零部件规划、工艺规划及质量控制阶段质量屋的建立做了分析和描述,为基于需求变换的全过程设计分析构建了可行、有效的新模式。本文研究建立的基于需求变换和FAHP-QFD方法相结合的典型的机械传动综合设计模式,在方法理论方面有所创新,在一些机械产品方案设计及优化设计中可以得到比较广泛的应用。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-8
致谢  8-13
第一章 绪论  13-20
  1.1 引言  13
  1.2 质量功能配置(QFD)方法概述  13-16
    1.2.1 QFD方法基本思想及发展  13-15
    1.2.2 QFD方法的实践意义及缺陷  15-16
  1.3 QFD方法研究及应用现状  16-17
  1.4 FAHP与QFD方法在行星齿轮传动设计中的应用分析  17-19
  1.5 研究内容及意义  19-20
    1.5.1 研究内容  19
    1.5.2 研究意义  19-20
第二章 质量功能配置方法及多目标优化设计  20-28
  2.1 QFD理论体系  20-25
    2.1.1 QFD的基本概念  20
    2.1.2 顾客需求的获取与分解  20-22
    2.1.3 质量屋的概念及基本结构  22-24
    2.1.4 基于需求变换的重要度的转换  24-25
  2.2 信息熵  25-26
  2.3 基于质量功能配置的多目标优化设计  26-27
  2.4 小结  27-28
第三章 模糊层次分析法及其在需求变换中的应用  28-36
  3.1 三角模糊数的基本概念  29-30
  3.2 模糊层次分析法的基本原理  30-34
  3.3 三角模糊数的清晰化  34-35
  3.4 小结  35-36
第四章 FAHP-QFD模型在行星齿轮减速器多目标优化设计中的应用  36-59
  4.1 顾客需求的层次结构  37-38
  4.2 顾客需求重要度分析  38-42
    4.2.1 第一层次顾客需求重要度  38-40
    4.2.2 第二层次相对于第一层次顾客需求重要度  40-41
    4.2.3 第三层次顾客需求相对于总需求重要度  41-42
    4.2.4 顾客需求的竞争性评价  42
  4.3 技术特性及其重要度  42-46
    4.3.1 相关关系矩阵的构建  43-45
    4.3.2 技术特性竞争性评价  45
    4.3.3 技术特性重要度  45-46
  4.4 优化设计模型建立与计算  46-50
    4.4.1 设计变量  46
    4.4.2 目标函数  46-48
    4.4.3 约束条件  48-49
    4.4.4 总体目标函数  49
    4.4.5 优化结果对比  49-50
  4.5 齿轮的可靠度计算与传动比分析  50-55
    4.5.1 齿轮的可靠性  50-52
    4.5.2 齿轮可靠度计算  52-54
    4.5.3 减速器的传动比分析  54-55
  4.6 基于需求变换过程质量屋建立简介  55-57
    4.6.1 零部件规划质量屋  56
    4.6.2 工艺规划质量屋  56-57
    4.6.3 质量控制规划  57
  4.7 小结  57-59
第五章 总结与展望  59-61
  5.1 本文工作总结  59
  5.2 后续工作展望  59-61
参考文献  61-65
攻读硕士期间发表的学术论文  65

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中图分类: > 工业技术 > 机械、仪表工业 > 机械零件及传动装置 > 机械传动机构 > 啮合传动 > 齿轮及齿轮传动 > 行星齿轮
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