船用齿轮箱结构强度分析及优化（开题报告）
1、课题的目的及意义（含国内外的研究现状分析或设计方案比较、选型分析等）
齿轮齿轮箱是机械传动的一个主要组成部分，在原动机和执行机构之间起匹配转速和传递转矩的作用。减速箱体作为齿轮箱的重要组成部分，其设计好坏直接影响传动性能以及制造成本。目前国内外学者对齿轮箱体的研究已经取得较多成果，主要集中在以下几个方面：
①运用现代的设计方法对箱体进行优化设计。其一般研究过程为： 提出优化目标——建立合理的数学模型——施加约束——求解——得出结果并进行分析。分析方法可以用内点罚函数法、外点罚函数法、牛顿法、黄金分割法、二次插值法、约束随机方向搜索法、鲍威尔法、复合形法等。还有部分学者利用MATLAB中的优化设计工具对所得的目标函数进行运算得到最优解。
②对箱体进行结构力学分析。这种方法主要是应用一些有限元软件对箱体进行有限元分析。根据分析结果对箱体结构进行合理优化，使其结构设计方案优于原方案。
③对箱体受热方面的研究。其研究方法是通过对不同尺寸齿轮箱箱体在不同温度下的数据的采集，运用数值分析的方法，得出箱体的某些参数与温度的关系。从而可以改变齿轮箱箱体的某些参数来改善箱体的受热状况。
@萋窒湎涮宓牟问墒踊芯俊 主要是在VisualC＋＋60环境下，利用OPenGL对齿轮箱箱体设计进行可视化编程，实现齿轮箱箱体的参数化三维建模和基本的动画显示。
⑤对箱体的振动方面进行的研究。利用箱体工作振型频率响应函数的分析方法，找出对噪声贡献最具有代表性的测点，为通过测试振动信号实现声压级的测量奠定了基础。
这些研究方法在箱体的结构优化、受热状况、振动噪声等方面取的重要成果 为箱体的结构设计、性能分析提供了科学依据，同时对箱体材料的选择提供理论参考。
本课题研究的是船用齿轮箱箱体的结构，箱体在实际工作时受到弯曲和扭转应力作用，受力情况较复杂，采用传统方法设计齿轮箱箱体时，为了保证齿轮箱的强度和结构刚度，设计安全系数的选择往往偏大，造成材料不必要的浪费。采用有限元对箱体进行分析，根据分析结果，对箱体设计进行优化改进，均衡应力场，可能的情况下减轻箱体重量，具有较好的工程实用价值。
