减速器优化设计论文
减速器的优化设计
西京学院本科毕业设计(论文)二级圆柱齿轮减速器的优化设计院、系：机电工程系学科专业：机械设计制造及其自动化学生：学号：指导老师：2010年4月二级圆柱齿轮减速器的优化设计摘要减速器属于传动装置，它用来传递和改变原动机的运动形式以满足工作装置的需要。
减速器是否合理将直接影响机器的工作性能、重量和成本。
合理的传动方案除满足工作装置的功能外，还要求结构简单、制造方便、成本低廉、传动效率高和使用维护方便。
本文利用机械设计的相关知识和已给定的工作要求首先进行了电动机的选择，确定电动机型号，然后根据传递功率和扭矩设计了轴、轴承、齿轮和箱体的参数，最后根据所得参数对减速器进行了优化设计。
选择的最佳参数是提高承载能力，要求在不改变原箱体，轴和轴承结构的条件下，通过优选啮合参数，充分提高各级齿轮的承载能力，并使高速级和低速级达到等强度。
通过对参数设计变量的选取、目标函数和约束条件的确定，建立了二级圆柱齿轮减速器的优化设计数学模型，最后借助MATLAB 的优化工具进行了寻优计算。
关键词：二级圆柱齿轮；减速器；优化设计；MATLAB优化工具箱；Optimal Design for Two—Grade Cylindrical Gear ReductorAbstractMechanical design knowledge and the work has been given the choice of motor requirements, determine the motor type transmission power and torque based upon the design reducer in shafts, bearings, gears and the box of the parameters, when determined after the needs of part size. After the part size when determining the parameters through the selection of design variables, objective function and constraints identification, set up a two optimal design of cylindrical gear reducer model. Finally using the optimization tools of MATLAB optimization calculation. The results show that this method is not only dependable and effective, and simple programming, design efficiency can be improved.Keywords：Two-grade cylindrical;gear reductor；MATLAB optimization toolbox；Optimization design.目录中文摘要 (i)英文摘要................................................................................................... i i 主要符号表.. (v)第1章绪论 (1)1.1作用及意义 (1)1.2传动方案规划 (1)第2章电机的选择及主要性能参数计算 (2)2.1电动机的选择 (2)2.1.1电动机类型的选择 (2)2.1.2电动机的功率计算 (2)2.1.3确定电动机的转速 (2)2.2 传动比的确定 (3)2.3传动装置的运动和动力参数计算 (3)第3章结构设计 (5)3.1 V带的选择与计算 (5)3.2 齿轮的计算 (6)3.3 轴与轴承的选择和计算 (10)3.4 轴的校核及计算 (12)3.5 键的计算 (14)3.6箱体的结构设计 (15)3.6.1减速器箱体的结构设计 (15)3.6.2减速器附件的结构设计 (16)第4章优化设计 (17)4.1 优化数学模型 (17)4.1.1接触承载能力 (17)4.1.2设计变量的确定 (17)4.1.3目标函数的确定 (17)4.1.4约束条件的建立 (18)4.2 参数优化模型的应用 (19)第5章加工使用说明 (21)5.1 技术要求 (21)5.2 使用说明 (21)致谢 (22)参考文献 (23)主要符号表η效率p功率n转速i传动比T转矩m模数K接触疲劳寿命系数σ弯曲疲劳强度Z齿数西京学院学士学位论文第1章绪论第1章绪论1.1作用及意义机器一般由原动机、传动装置和工作装置组成。
载货汽车双极主减速器设计毕业论文
载货汽车双极主减速器设计毕业论文一、概览随着物流行业的快速发展，载货汽车的需求与日俱增，其性能和设计质量对于运输效率和安全性至关重要。
作为载货汽车的核心部件之一，双极主减速器在车辆动力传输和性能优化方面扮演着举足轻重的角色。
本文旨在深入探讨载货汽车双极主减速器的设计研究，以期提高减速器的性能，满足现代载货汽车的高效、安全、可靠等要求。
本文首先概述了研究背景和意义，介绍了载货汽车双极主减速器在车辆传动系统中的作用及其发展现状。
阐述了研究的主要内容和目标，包括减速器的设计原理、结构特点、性能参数等。
在此基础上，本文的重点是探讨双极主减速器的设计优化方案，以提高其承载能力和传动效率，降低能耗和噪音，并增强其可靠性和耐用性。
文章还将对设计过程中遇到的关键问题和解决方法进行深入剖析，展示研究成果的实用价值和理论意义。
在论文的结构安排上，本文将遵循科学严谨的研究方法和技术路线。
首先进行文献综述，梳理国内外相关研究现状和进展；其次进行理论分析和数学建模，研究双极主减速器的设计理论和优化方法；然后进行实验验证和性能评估，确保设计的减速器的性能和可靠性；最后进行总结和展望，对研究成果进行总结评价，并提出未来研究的方向和展望。
本文的研究成果将为载货汽车双极主减速器的设计提供理论支持和技术指导，对于提高载货汽车的性能和运输效率具有重要意义。
本文的研究成果也可以为其他类型车辆的减速器设计提供参考和借鉴。
本文旨在通过深入研究和实践，推动载货汽车双极主减速器设计的进步和发展。
1. 研究背景及意义随着经济的飞速发展，物流行业在中国乃至全球范围内都呈现出蓬勃发展的态势。
作为物流行业的重要组成部分，载货汽车在其中扮演着至关重要的角色。
它们承载着大量的货物，穿梭于城市的各个角落，为人们的生产和生活提供了便利。
随着物流需求的不断增加，载货汽车的载重、速度、效率等性能要求也在不断提高。
主减速器作为载货汽车传动系统中的重要组成部分，其性能直接影响到整车的动力性、经济性和安全性。
RV减速器优化设计
ＲＶ减速器优化设计余永康① 熊禾根（武汉科技大学机械自动化学院 湖北武汉４３００８１）摘 要 研究了ＲＶ减速器某指定工况下的承载能力和传动误差，并基于ＲｏｍａｘＤｅｓｉｇｎｅｒ软件，采用遗传算法对该减速器进行了综合修形优化。
结果表明：减速器高速级行星齿轮传动各齿轮的接触强度安全系数不满足要求，部分齿轮的弯曲强度安全系数也偏低；太阳轮和行星轮之间的传动误差较大，影响传动的平稳性；经优化修形，接触强度和弯曲强度安全系数分别提高了２９ ４％和４２ ３％；齿面峰值载荷降低了５１％，传动误差减小了８３ ３１％，减速器性能得到了明显改善。
关键词 ＲＶ减速器 安全系数 传动误差 修形 遗传算法中图法分类号 ＴＦ３５１ ＴＨ１３２．４１ 文献标识码 ＡＤｏｉ：１０ ３９６９／ｊ ｉｓｓｎ １００１－１２６９ ２０２２ ０５ ００３ＯｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎＤｅｓｉｇｎＯｆＲＶＲｅｄｕｃｅｒＹｕＹｏｎｇｋａｎｇ ＸｉｏｎｇＨｅｇｅｎ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＡｕｔｏｍａｔｉｏｎ，ＷｕｈａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｗｕｈａｎ４３００８１）ＡＢＳＴＲＡＣＴ ＴｈｅｌｏａｄｃａｐａｃｉｔｙａｎｄｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｅｒｒｏｒｏｆＲＶｒｅｄｕｃｅｒｕｎｄｅｒａｓｐｅｃｉｆｉｅｄｗｏｒｋｉｎｇｃｏｎｄｉｔｉｏｎａｒｅｓｔｕｄｉｅｄ，ａｎｄｂａｓｅｄｏｎＲｏｍａｘＤｅｓｉｇｎｅｒ，ｔｈｅｒｅｄｕｃｅｒｉｓｍｏｄｉｆｉｅｄａｎｄｏｐｔｉｍｉｚｅｄｂｙｇｅｎｅｔｉｃａｌｇｏｒｉｔｈｍ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｓａｆｅｔｙｆａｃｔｏｒｏｆｃｏｎｔａｃｔｓｔｒｅｎｇｔｈｏｆｅａｃｈｇｅａｒｏｆｐｌａｎｅｔａｒｙｇｅａｒｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｏｆｓｐｅｅｄｒｅｄｕｃｅｒｄｏｅｓｎｏｔｍｅｅｔｔｈｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ，ａｎｄｔｈｅｓａｆｅｔｙｆａｃｔｏｒｏｆｂｅｎｄｉｎｇｓｔｒｅｎｇｔｈｏｆｓｏｍｅｇｅａｒｓｉｓａｌｓｏｌｏｗ．Ｔｈｅｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｅｒｒｏｒｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｓｕｎｗｈｅｅｌａｎｄｔｈｅｐｌａｎｅｔｗｈｅｅｌｉｓｌａｒｇｅ，ｗｈｉｃｈａｆｆｅｃｔｓｔｈｅｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ．Ｔｈｅｓａｆｅｔｙｆａｃｔｏｒｏｆｃｏｎｔａｃｔｓｔｒｅｎｇｔｈａｎｄｂｅｎｄｉｎｇｓｔｒｅｎｇｔｈｉｎｃｒｅａｓｅｄｂｙ２９ ４％ａｎｄ４２ ３％，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｔｈｅｐｅａｋｌｏａｄｏｆｔｏｏｔｈｓｕｒｆａｃｅｉｓｒｅｄｕｃｅｄｂｙ５１％，ｔｈｅｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｅｒｒｏｒｉｓｒｅｄｕｃｅｄｂｙ８３ ３１％，ａｎｄｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｒｅｄｕｃｅｒｉｓｉｍｐｒｏｖｅｄｏｂｖｉｏｕｓｌｙ．ＫＥＹＷＯＲＤＳ ＲＶｒｅｔａｒｄｅｒ Ｓａｆｅｔｙｆａｃｔｏｒ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｅｒｒｏｒ Ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｇｅｎｅｔｉｃａｌｇｏｒｉｔｈｍ１ 前言作为工业机器人的核心部分，ＲＶ减速器由一级渐开线行星齿轮和二级摆线针轮共同构成，由于ＲＶ减速器一般放置于机座、大臂、肩部等重负载位置，需具备相当的精度要求才能保证工业机器人的正常运行，但由于重载工况下的减速器中的轴，轴承和齿轮等受载变形，容易导致两配对啮合的齿轮间产生错位量，错位量的产生会造成齿轮左右两侧偏载严重、受力不均匀、产生较大噪声等现象，且难以保证高传动精度的要求，基于此类需求，运用Ｒｏｍａｘｄｅｓｉｇｎｅｒ软件对某型号的ＲＶ减速器进行建模分析，对齿轮采用组合修形的方式来改善齿轮啮合的综合性能。
二级减速器优化设计论文最终版.doc
毕业设计(论文)正文题目减速器优化设计与制造-设计专业机械设计制造及其自动化班级汽车服务0811班姓名代军军学号08130033指导教师职称刘海生副教授2012年5月16 日减速器优化设计与制造-设计摘要：传统的减速器设计一般通过反复的试凑、校核确定设计方案，虽然也能获得满足给定条件的设计方案，实践证明，按照传统设计方法作出的设计方案，大部分都有改进的余地，不是最佳方案。
本文将对二级斜齿圆柱齿轮减速器进行优化设计。
考虑到以中心距最小为目标，在此采用了惩罚函数法。
通过设计变量的选取、目标函数和约束条件的确定，建立了斜齿圆柱齿轮减速器设计的数学模型。
编写了优化设计程序，通过在计算机上运行和计算，得出优化设计各参数的大小。
结果表明，采用优化设计方法后，在满足强度要求的前提下，减速器的尺寸大大降低了，减少了用材及成本，提高了设计效率和质量。
关键词：斜齿轮；减速器；优化设计；惩罚函数法；中心距Reducer to optimize the design and manufacturing - design Abstract：Traditionally, in order to get satisfied design data of reducer, you must cut and try again and again. Although this design can satisfy conditions given. Proved by the practice, according to the traditional design method to the design, most of them have room for improvement, it is not optimal.In this article we will two-grade helical cylindrical gear redactor conduct optimal design . Taking account the minimum distance of center into the goal, penalty function used in this method . In this paper, by the way of selecting design variable , setting up goal function and restriction condition , the mathematical model of cylindrical gear reducer is established . The preparation of the optimal design program , run by the computer and calculating the optimal design parameters . The results show that the optimal design methods , strength requirements are met under the premise of the size reducer greatly reduced, reducing the timber and the cost , improve the design efficiency and quality.Key words:Helical Cylindrical Gear Redactor ；optimal design ；penalty function ；Center distance；Conventional Design目 录1绪 论 ...........................................................................................1 2概 述 . (2)2.1机械优化设计与减速器设计现状 (2)2.2课题的主要任务 .......................................................................3 3二级斜齿圆柱齿轮减速器的优化设计 . (4)3.1原始数据及优化目标 (4)3.1.1原始数据 (4)3.1.2优化目标 (4)3.2减速器优化方案的确定 (4)3.3减速器的数学模型 (5)3.3.1确定变量 (5)3.3.2建立目标函数 (5)3.3.3建立约束函数 (6)3.3.4标准数学模型 (7)3.4算法的选取与建立 (8)3.5 matlab 语言程序编辑 (9)3.5.1 Matlab 简介 (9)3.5.2 matlab 编程 (10)3.5.3优化结果处理 .............................................................. 13 4轴的设计计算 .. (14)4.1高速轴的设计 (14)4.1.1求输入轴上的功率P1，转速n1，转矩T1 (14)4.1.2求作用在齿轮上的力 (14)4.1．3初步确定轴的最小直径 (14)4.2中间轴的设计 (16)4.2.1计算作用在齿轮上的力 (16)4.2.2初步估算轴的直径 (17)4.2.3轴的结构设计 (17)4.3低速轴的设计 (18)4.3.1求输出轴上的功率3P ,转速3n ，转矩3T (18)4.3.2求作用在齿轮上的力 (18)4.3.3初步确定轴的最小直径 (18)4.3.4轴的结构设计 .............................................................. 19 5轴校核 .. (21)5.1高速轴的校核 (21)5.2中间轴的校核 (24)5.3输出轴的校核 ........................................................................ 26 6键和联轴器的选择 .. (30)6.1键的设计和计算 (30)6.1.1高速轴上键的设计 (30)6.1.2中间轴上键的设计 (30)6.2联轴器的选择 (32)6.2.1类型选择 (32)6.2.2载荷计算 (32)7电动机的选择 (33)7.1电动机类型和结构形式 (33)7.2电动机容量 (33)8箱体结构及附件的设计 (34)8.1箱体结构的设计 (34)8.2附件设计 (34)8.3 润滑密封设计 (36)结论 (37)【参考文献】 (38)致谢 (39)湖北文理学院毕业设计（论文）报告纸1绪论齿轮减速器在各行各业中十分广泛地使用着，是一种不可缺少的机械传动装置。
基于MATLAB的行星减速器优化设计
基于MATLAB的行星减速器优化设计摘要：本文采用MATLAB优化工具箱解决了行星减速器的优化问题，通过给出的优化实例可以看出，应用MATLAB软件在解决行星减速器的优化设计上是有效的。
关键词：MATLAB 行星减速器优化设计Abstract: this paper researched optimum tool of MATLAB. The paper solves optimum design for planet speed reducer of construction machinery. Through a practical example, it is concluded that using MATLAB can availably solve optimum design for planet speed reducer.Key word: MATLAB, planet speed reducer,optimum design工程机械是一种运行缓慢，体积大，承受的载荷也大的设备。
它的行走驱动系统有两种方案：一为高速方案，即用高速液压马达和齿轮减速器组合驱动；二是低速方案，即采用低速大扭矩液压马达驱动。
后者可省去减速装置，使机构大为简化，但由于低速大扭矩液压马达的成本较高，维修困难，所以一般的工程机械都采用前者。
又因行星减速器相对于其它类型的齿轮减速器具有较大减速比，所以工程机械的行驶系统驱动中多采用行星减速器实现减速增扭的目的。
1、MATLAB语言及优化设计简介MATLAB语言是由美国Mathworks公司开发的集科学计算、数据可视化和程序设计为一体的工程应用软件，现已成为工程学科计算机辅助分析、设计、仿真以至教学等不可缺少的基础软件，它由MATLAB主包、Simulink组件以及功能各异的工具箱组成。
MATLAB优化工具箱的应用包括：线性规划和二次规划，求函数的最大值和最小值，多目标优化，约束优化，离散动态规划等，其简洁的表达式、多种优化算法的任意选择、对算法参数的自由设置，可使用户方便地使用优化方法。
减速器论文
减速器张艺博河南科技大学机械制造及自动化河南洛阳 471000摘要:20世纪70－80年代，世界上减速器技术有了很大的发展，且与新技术革命的发展紧密结合。
减速器是各类机械设备中广泛应用的传动装置。
减速器设计的优劣直接影响机械设备的传动性能。
本文通过对减速器的发展及优化设计方法的分析，提出了减速器设计中应考虑的约束条件、目标函数和变量等。
关键词：减速器的发展、优化设计减速器是原动机和工作机之间的独立的闭式传动装置，是一种相对精密的机械，使用它的目的是用来降低转速和增大转矩，以满足工作需要，在某些场合也用来增速，称为增速器。
减速器主要由传动零件(齿轮或蜗杆)、轴、轴承、箱体及其附件所组成。
其基本结构有三大部分：1.齿轮、轴及轴承组合。
2.箱体：箱体是减速器的重要组成部件。
它是传动零件的基座，应具有足够的强度和刚度。
箱体通常用灰铸铁制造，对于重载或有冲击载荷的减速器也可以采用铸钢箱体。
单体生产的减速器，为了简化工艺、降低成本，可采用钢板焊接的箱体。
3.减速器附件：为了保证减速器的正常工作，除了对齿轮、轴、轴承组合和箱体的结构设计给予足够的重视外，还应考虑到为减速器润滑油池注油、排油、检查油面高度、加工及拆装检修时箱盖与箱座的精确定位、吊装等辅助零件和部件的合理选择和设计。
减速器按用途可分为通用减速器和专用减速器两大类，两者的设计、制造和使用特点各不相同。
其主要类型：齿轮减速器；蜗杆减速器；齿轮—蜗杆减速器；行星齿轮减速器。
一般的减速器有斜齿轮减速器(包括平行轴斜齿轮减速器、蜗轮减速器、锥齿轮减速器等等)、行星齿轮减速器、摆线针轮减速器、蜗轮蜗杆减速器、行星摩擦式机械无级变速机等等。
减速器特点：蜗轮蜗杆减速器的主要特点是具有反向自锁功能，可以有较大的减速比，输入轴和输出轴不在同一轴线上，也不在同一平面上。
但是一般体积较大，传动效率不高，精度不高。
谐波减速器的谐波传动是利用柔性元件可控的弹性变形来传递运动和动力的，体积不大、精度很高，但缺点是柔轮寿命有限、不耐冲击，刚性与金属件相比较差。
单级直齿圆柱齿轮减速器的优化设计[五篇]
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单级直齿圆柱齿轮减速器的优化设计[五篇]第一篇：单级直齿圆柱齿轮减速器的优化设计单级直齿圆柱齿轮减速器的优化设计一、问题描述设计如图所示的单级圆柱齿轮减速器。
减速器的传动比u=5，输入功率P=75+5⨯44=295kW，输入轴转速n=980r/min。
要求在保证齿轮承载能力的条件下，使减速器的质量最小。
xbxz1xmX=[x1 x2 x3 x4 x5 x6]T =xl1X5d1X6d2二、分析减速器的体积主要决定于箱体内齿轮和轴的尺寸三、数学建模积v可近似的表示为根据齿轮几何尺寸及结构尺寸的计算公式，单极圆柱齿轮减速器箱体内齿轮和轴的总体v=π(d42s221-db1+2s1)π⎛π2⎫+d(l1+l2)-D-D(b2-c)-4 d0c⎪44⎝4⎭'22'21ππ((d422-d2s2)b2+π4ds2 1(l1+l3))由上式克制，单极标准直齿圆柱齿轮减速器优化设计的设计变量可取为这里近似取b1=b2=b0根据有关结构设计的经验公式将这些经验公式有δ=5m、D2=d2-2δ、、c=0.2b，并取l2=32mm、l3=28mm将这些经验公式及数据代入式d0=0.25（D2-D1）（2-1）且用设计变量来表示，整理得目标函数的表达式为222222f(x)=0.785398154.75x1x2x3+85x1x2x3-85x1x3+0.92x1x6-x1x52222+0.8x1x2x3x6-1.6x1x3x6+x4x5+x4x6+28x5+32x6() 1）为避免发生根切，应有Z1≥Zmin=17应有于是得约束函数（2-1）g1(x)=17-x2≤0（2-2）2）根据工艺装备条件，跟制大齿轮直径d2不超过1500mm故小齿轮直径d1不应超过300mm即mz1≤30cm于是有约束函数（2-3）g2(x)=x2x3-30≤0（2-4）足16≤b≤35，由此得m-1g(x)=xx-35≤0（2-5）3133）为保证齿轮承载能力同时又避免载荷沿齿宽分布严重不均，要求齿宽系数Φm=-1g4(x)=16-x1x3≤0（2-6）b满m4）对传递动力的齿轮，模数不能过小，一般m≥2mm,且取标准系列值，故有() g5x=0.2-x3≤0（2-7）5）按经验，主、从动轴直径的取值范围为10cm≤d≤15cm，故有() g6x=10-x5≤0（2-8）() g7x=x5-15≤0（2-9）() g8x=13-x6≤0（2-10）() g9x=x6-20≤0（2-11）6）按结构关系，轴的支承跨距满足：l1≥b+2∆+0.5ds2，其中∆为箱体内壁到轴承中心线的距离，现取∆=2cm，则有约束函数g10(x)=x1+0.5x6+4-x4≤0（2-12）7）按齿轮的接触疲劳强度和弯曲疲劳强度条件，应有：336KT1(u+1)σH=≤[σH]abu（2-13）3σF=12KT1≤σF1bd1mYF111[]（2-14）σF=1σFYFYF2≤σF2[]（2-15）式中，a为齿轮传动的标准中心距，单位为cm，a=0.5mz1(u+1)；K为载荷系数，这里取K=1.3；T1为小齿轮传递扭矩，单位为N•cm，T1=955000P/n1=95500⨯295/980N•cm≈287474N•cm；为齿轮的许用接触应力，单位为MPa，这里取；σF1、σF2分别为小齿轮与大齿轮的许用弯曲应力，单位为MPa，这里取σF1=261MPa、σF2=213MPa；YF1、YF2分别为小齿轮、大齿轮的齿形系数，对标准齿轮：[][][][]YF1=0.169+0.006666z1-0.000854z12（2-16）（2-17）2YF2=0.2824+0.003539z1-0.000001576z2对以上公式进行代入、运算及整理，得到满足齿轮接触强度与弯曲强度条件的约束函数：（2-18）2(0.169+0.6666⨯10-2x2-0.854⨯10-4x22)-261≤0（2-19）g12(x)=7474/x1x2x32(0.2824+0.177⨯10-2x2-0.394⨯10-4x22)-21 3≤0（2-20）g13(x)=7474/x1x2x3[][]根据主动轴（本例即小齿轮轴）刚度条件，轴的最大弯曲挠度ymax应小于许用值[y]，即xxx g11(x)=45002（2-21）1--1-12231-855≤0ymax-[y]≤0其中取[y]=0.003l1；ymax则由下式计算：3y=Fl/(48EJ)（2-22）maxn式中，Fn为作用在小齿轮齿面上的法相载荷，单位为N，Fn=2T1/(mz1cosα)，α为齿轮压力角，α=20︒；E为轴的材料的弹性模数，E=2⨯105MPa；J为轴的惯性矩，单位为cm，对圆形截面，J=πds41/64。
15-汽车主减速器的优化设计
σ w1 ≤ [σ w ] σ w 2 ≤ [σ w ]
齿轮的接触强度约束为:
σj ≤ σ j
式中 σ w1 为主动齿轮弯曲应力； σ w 2 为从动齿轮弯曲应力； σ j 为主动齿轮接触应力； [σ w ] 为 齿轮材料的许用弯曲应力； σ j 为齿轮材料的许用接触应力。 综合上述约束条件，按优化设计方法可得出 9 个约束函数表达式，即： s.t
3 优化设计实例及结果分析
本文设计选特拉卡汽车，总重为 2580kg，轮胎半径 0.376m，主减速器传动比 4.743，发 动机最大功率 90 kw，最大扭矩 200N·m。主减速器为双曲面齿轮传动，齿轮材料为 20Cr。 根据前面建立的汽车主减速器传动比的优选模型，应用黄金分割法，编制计算程序，求 出最佳汽车主减速器传动比为 4.463。从结构上考虑小齿轮齿数为 9，大齿轮齿数为 41，则优 选后的主减速器传动比应调整为 4.56。主减速器传动比优选前、后的汽车整车性能对比如表 2 所示。
பைடு நூலகம்
1 汽车汽 汽车汽主减速器传动比优化模型 主减速器传动比优化模型
优化设计最关键的一步是建立反映客观工程实际的、完善的数学模型，因此，建模时要 抓住主要矛盾，适当忽略不重要的因素，尽量使问题合理简化，这样既可节省时间，也会改 善优化结果。
1.1 设计变量
本文主要研究的是在不改变汽车变速器传动比的情况下，针对汽车主减速器传动比的优 化选择。因此，只以主减速器传动比 io 为优化模型的设计变量，即： X = io （1）
1.3 约束条件
既然选择了经济性作为目标函数，那么为了满足汽车的动力性能的要求，就应以动力性 要求作为约束条件。以原地起步连续换档加速时间 t 代表汽车的动力性，使时间 t 不得大于设 计要求值 t0 ，即约束条件为： g ( X ) = t − t0 ≤ 0 （ 3） 式中 t0 按汽车定型试验标准对汽车动力性要求：原地起步连续换档加速通过400m所需时 间不大于37秒。 汽车原地起步连续换档加速时间 t 为：
优化设计论文
机械优化设计论文项目名称：汽车减速器优化设计汽车减速器优化设计摘要汽车主减速器是驱动桥最重要的组成部分，其功用是将万向传动装置传来的发动机转矩传递给驱动车轮，是汽车传动系中减小转速、增大扭矩的主要部件。
对发动机纵置的汽车来说，主减速器还有改变动力传输方向的作用。
与国外相比，我国的车用减速器开发设计不论在技术上、制造工艺上，还是在成本控制上都存在不小的差距，尤其是齿轮制造技术缺乏独立开发与创新能力，技术手段落后。
目前比较突出的问题是，行业整体新产品开发能力弱、工艺创新及管理水平低，企业管理方式较为粗放，相当比例的产品仍为中低档次，缺乏有国际影响力的产品品牌，行业整体散乱情况依然严重。
总体来说，车用减速器发展趋势和特点是向着六高、二低、二化方向发展，即高承载能力、高齿面硬度、高精度、高速度、高可靠性、高传动效率，低噪声、低成本，标准化、多样化。
第1章绪论 31.1 引言31.2 国内车桥主减速器发展现状31.3 设计背景5第2章主减速器结构方案分析62.1 主减速器齿轮的类型分析62.1.1 螺旋锥齿轮传动62.1.2 双曲面齿轮传动72.1.3 圆柱齿轮传动92.1.4 蜗杆传动102.2.1 单级主减速器122.2.2双级主减速器132.2.3贯通式主减速器152.2.5 单双级减速配轮边减速器18第3章主减速器主、从动锥齿轮的支承方案213.1 主动锥齿轮的支承213.2 从动锥齿轮的支承23第4章主减速器齿轮基本参数的选择244.1 齿数的选择244.2 从动锥齿轮大端分度圆直径和端面模数。
244.3 主、从动锥齿轮齿面宽和254.5 双曲面齿轮副偏移距E 254.5 中点螺旋角264.6 螺旋方向274.7 法向压力角27第5章锥齿轮齿面上作用力285.1 齿面宽中点处圆周力F 285.1.1 从动齿轮圆周力285.1.2 主动齿轮圆周力285.2 锥齿轮上轴向力和径向力29第6章主减速器锥齿轮载荷计算34第7章主减速器锥齿轮的强度计算367.1 单位齿长圆周力P 367.2 轮齿弯曲强度377.3 轮齿接触强度38第8章锥齿轮的材料40第9章主减速器润滑与密封429.1 润滑方式确定429.2 润滑油的选取429.3 主减速器的密封43结束语44致谢46参考文献：47第1章绪论1.1 引言汽车主减速器是驱动桥最重要的组成部分，其功用是将万向传动装置传来的发动机转矩传递给驱动车轮，是汽车传动系中减小转速、增大扭矩的主要部件。
减速器车间改善毕业论文
年产10000台减速器车间设计王开伟（江西理工大学应用科学学院机电系工业工程071班，江西，赣州）指导老师：徐支凤摘要：高效性、高柔性、易于重构已成为现今车间布局设计中的主要方向，是为了适应生产和生产模式不断改变的需要。
归纳了车间布局的必要性及原则。
本设计是以年产10000台减速器工艺车间设计为主要任务，在设计过程中，通过对减速器箱盖零件的分析。
运用机械制造技术及相关课程的知识，对零件的机械加工工艺规程进行设计，并制定了加工方案，确定相关的工艺尺寸及选择合适的机床和刀具，保证零件的加工质量。
在生产工艺设计的基础上，进行物料的衡算、经济效益分析，并以此根据进行设备的选择、配置，对车间劳动人员的计算后进行了车间的平面布置。
在完成此设计说明的基础上，对车间进行规划及优化并绘制车间的工艺流程图及车间平面图。
关键词：减速器箱盖，工厂设计，优化，工艺流程。
目录摘要Abstract第一章绪论1.1选题背景和意义1.2设计思路和方案1.3论文结构第二章机械加工工艺路线设计2.1箱盖机械加工工艺路线2.1.1确定生产类型2.1.2基面的选择（1）粗基准选择①粗基准选择原则②选择粗基准（2）精基准选择①精基准选择原则②选择精基准2.1.3工艺路线拟定（1）加工工序安排原则（2）工艺路线拟定2.2本章小结第3章工序设计根据第二章2.1.3“工艺路线拟定”的结果，由后向前进行以下工作（不含热处理等工序）。
3.1箱盖工序设计3.1.1加工余量确定3.1.2工艺尺寸的确定3.1.3加工设备选择3.1.3.1机床3.1.3.2刀具3.1.3.3检具3.1.4切削用量及工时定额的计算3.2本章小结第4章车间设计4.1车间布局形式4.2车间布局（同学A做箱体（含箱盖、）机群式布局、同学B做箱体（含箱盖、）机群式布局、同学C做轴齿机群式布局、同学D做轴齿流水线布局）4.2.1设备数汇总4.2.2车间人员编制4.2.2物流量计算4.2.3物流辅助设备汇总4.2.4经济效益分析1、车间占地面积2、设备购置费、安装费、折旧费用3、人员工资4、年均费用计算4.4本章小结第5章总结致谢参考文献第1章：绪论1.1选题背景和意义毕业设计是我们在学校学习的最后的一门课程，也是对自己在大学中所学知识的一个全面的总结和运用。
单级圆柱齿轮减速器的优化设计
单级圆柱齿轮减速器的优化设计单级圆柱齿轮减速器是一种常见的机械传动装置，广泛应用于各种工业领域。
然而，随着科技的不断进步和实际应用需求的提高，对减速器的性能和效率也提出了更高的要求。
因此，对单级圆柱齿轮减速器进行优化设计具有重要的现实意义。
在传统的单级圆柱齿轮减速器设计中，主要传动比、扭矩和效率等指标。
然而，随着工业领域的不断发展，对减速器的要求也越来越高，包括更小的体积、更轻的重量、更高的强度和更低的噪音等。
为了满足这些要求，必须对减速器进行优化设计。
单级圆柱齿轮减速器的基本原理是利用齿轮的啮合传递动力，实现减速的目的。
在优化设计中，我们可以从以下几个方面进行分析和改进：齿轮强度：提高齿轮的强度是优化设计的关键之一。
可以采用更优质的材质、精确的齿形设计和适当的热处理工艺来提高齿轮的强度和寿命。
传动效率：通过优化齿轮的几何尺寸、降低齿轮副的摩擦系数和提高齿轮的制造精度，可以降低功率损失，提高传动效率。
噪音控制：采用低噪音齿轮、优化齿轮副的动态特性、避免共振等方法，可以有效降低减速器的噪音。
根据上述原理分析，可以采用以下优化设计方案：采用高强度材料，如渗碳或淬火钢，以提高齿轮强度和寿命。
通过计算机辅助设计软件，精确设计齿轮几何形状和尺寸，以降低啮合冲击和振动。
采用润滑性能良好的材料和精确的加工工艺，以减小摩擦损失。
通过改变齿轮宽度、改变齿轮副的动态特性和优化减震装置等措施，以降低减速器噪音。
为了验证优化设计方案的有效性，可进行实验验证。
实验中，可以测量减速器的传动效率、扭矩、噪音等指标，并将其与原设计进行对比分析。
实验结果表明，优化后的减速器在各方面均有所改善，具体数据如下：传动效率提高：优化后的减速器传动效率较原设计提高了10%以上。
扭矩增加：在相同的输入功率下，优化后的减速器输出扭矩增加了20%以上。
噪音降低：优化后的减速器噪音降低了20分贝以上。
通过对单级圆柱齿轮减速器的优化设计，可以显著提高其传动效率、增加输出扭矩并降低噪音。
二级齿轮减速器的优化设计
二级齿轮减速器的优化设计在机械传动领域，二级齿轮减速器是一种常见的传动装置，广泛应用于各种工业领域。
然而，随着科技的不断进步和实际应用需求的提高，对于二级齿轮减速器的优化设计也变得越来越重要。
本文将就二级齿轮减速器的优化设计进行探讨。
我们来了解一下二级齿轮减速器的基本结构。
它主要由输入轴、一级齿轮传动、中间轴、二级齿轮传动和输出轴等部分组成。
其中，一级齿轮传动和二级齿轮传动分别起到了初步减速和进一步减速的作用，以满足整体传动系统的需求。
针对二级齿轮减速器的优化设计，我们主要以下几个方面：传动比是衡量减速器性能的一个重要指标，它决定了减速器的减速能力。
在优化设计过程中，我们需要根据实际应用需求，选择合适的传动比，以实现最佳的减速效果。
同时，还需要考虑传动比的稳定性和可靠性，以保证减速器在长时间运行中保持稳定。
效率是衡量减速器能耗的另一个重要指标。
在优化设计过程中，我们需要减速器的效率，通过采用高性能的材料、优化齿轮形状、降低摩擦等措施，以减少能量损失，提高效率。
结构优化主要是指对减速器的整体结构和零部件进行优化设计，以提高其稳定性和可靠性。
例如，我们可以对齿轮的结构进行优化，以提高其承载能力和使用寿命；也可以对轴承进行优化设计，以减小运转过程中的摩擦和磨损。
维护优化主要是指简化维护流程、提高维护效率等方面。
通过优化设计，我们可以使减速器的维护变得更加简便，同时也可以降低维护成本，提高设备的整体可靠性。
二级齿轮减速器的优化设计是提高整个传动系统性能和稳定性的关键环节。
我们应当从传动比、效率、结构和维护等多个方面进行优化设计，以提升减速器的综合性能，并降低能耗和维护成本。
只有不断追求卓越和进步，才能满足日益严格的工业需求，为我国的机械制造业发展贡献力量。
本文旨在探讨二级斜齿轮减速器的优化设计，旨在提高其性能、效率和寿命。
我们将简要介绍二级斜齿轮减速器的基本概念及其在各个领域中的应用，然后提出优化方案，最后对优化方案进行效果评估和总结。
汽车主减速器的优化设计
汽车主减速器的优化设计汽车主减速器是汽车传动系统的重要组成部分，它承担着降低转速、增加扭矩以及传递动力的任务。
在追求汽车性能与舒适性的今天，对汽车主减速器进行优化设计显得尤为重要。
本文将围绕汽车主减速器的优化设计展开讨论，旨在提升其动力传输效率、降低噪音以及减少振动。
汽车主减速器位于发动机与变速器之间，主要作用是减速增扭，将发动机的高转速、低扭矩转化为低转速、高扭矩，以便于车辆的行驶与加速。
主减速器还承担着调整动力输出、改变扭矩分布等任务，以确保车辆在不同工况下的平稳行驶。
针对汽车主减速器的优化设计，我们从以下几个方面展开讨论：优化的目标主要包括提高动力传输效率、降低噪音和振动、增加疲劳寿命以及减小外形尺寸等。
为了实现这些目标，我们需要对主减速器的结构设计、材料选择、齿轮参数等进行细致的研究。
通过查阅相关文献和资料，了解主减速器优化设计方面的最新研究成果和技术发展趋势，为后续的优化工作提供理论支持。
通过建立主减速器的数学模型，进行理论研究或数值模拟，以探究主减速器在不同设计方案下的性能表现。
例如，采用有限元分析法对主减速器的结构进行静态和动态分析，以评估其强度、刚度和振动特性。
在理论研究或数值模拟的基础上，结合实际应用情况对主减速器进行优化设计。
例如，通过实验测试调整齿轮参数、结构改进等措施，以达到最优的性能表现。
为了评估主减速器优化设计的效果，我们需要制定一套评价标准。
具体来说，可以从以下几个方面进行评价：动力传输效率：通过对比优化前后的动力输出、扭矩分布等数据，评价主减速器在提高动力传输效率方面的表现。
噪音与振动：采用噪音测试和振动分析等方法，对比优化前后的噪音和振动水平，以评价主减速器在降低噪音和振动方面的效果。
疲劳寿命：通过进行疲劳寿命实验，对比优化前后主减速器的疲劳寿命数据，以评估其耐久性。
外形尺寸与重量：对比优化前后主减速器的外形尺寸和重量数据，以评估其在减小外形尺寸和降低重量方面的优势。
减速器设计方法优化策略论文解读
减速器设计方法优化策略论文摘要：减速器是各类机械设备中广泛应用的传动装置。
减速器设计的优劣直接影响机械设备的传动性能。
本文通过对两种减速器主要优化设计方法的分析，提出了减速器设计中应考虑的约束条件、目标函数和变量等。
关键词：减速器优化设计传统的减速器设计一般通过反复的试凑、校核确定设计方案，虽然也能获得满足给定条件的设计效果，但一般不是最佳的。
为了使减速器发挥最佳性能，必须对减速器进行优化设计，减速器的优化设计可以在不同的优化目标下进行。
除了一些极为特殊的场合外，通常可以分为从结构形式上追求最小的体积(重量)、从使用性能方面追求最大的承载能力、从经济效益角度考虑追求最低费用等三大类目标。
第一类目标与第二类目标体现着减速器设计中的一对矛盾，即体积(重量)与承载能力的矛盾。
在一定体积下，减速器的承载能力是有限的；在承载能力一定时，减速器体积(重量)的减小是有限的。
由此看来，这两类目标所体现的本质是一样的。
只是前一类把一定的承载能力作为设计条件，把体积(重量)作为优化目标；后一类反之，把一定的体积(重量)作为设计条件，把承载能力作为优化目标。
第三类目标的实现，将涉及相当多的因素，除减速器设计方案的合理性外，还取决于企业的劳动组织、管理水平、设备构成、人员素质和材料价格等因素。
但对于设计人员而言，该目标最终还是归结为第一类或第二类目标，即减小减速器的体积或增大其承载能力。
一、单级圆柱齿轮减速器的优化设计单级主减速器可由一对圆锥齿轮、一对圆柱齿轮或由蜗轮蜗杆组成，具有结构简单、质量小、成本低、使用简单等优点。
但是其主传动比i0不能太大，一般i0≤7，进一步提高i0将增大从动齿轮直径，从而减小离地间隙，且使从动齿轮热处理困难。
单级主减速器广泛应用于轿车和轻、中型货车的驱动桥中。
单级圆柱齿轮减速器以体积最小为优化目标的优化设计问题，是一个具有16个不等式约束的6维优化问题，其数学模型可简记为：minf(x)x=[x1x2x3x4x5x6]T∈R6S.t.gj(x)≤0(j=1，2，3∧，16)采用优化设计方法后，在满足强度要求的前提下，减速器的尺寸大大地降低，减少了用材及成本，提高了设计效率和质量。
行星齿轮减速器传动机构优化设计
摘要行星齿轮减速器是原动机和工作机之间的独立封闭传动装置，用来降低转速和增大转矩以满足各种工作机械的要求，行星齿轮传动与普通齿轮传动相比, 具有结构紧凑、体积小、重量轻、效率高、传动比大等优点, 因此得到了广泛的应用。
但是在国内在研究生产行星齿轮减速器方面还存在一定局限，为了适应生产发展需要，本论文通过初步分析行星齿轮减速器的总体结构设计，为行星齿轮减速器的进一步研制和开发提供理论依据。
论文首先介绍了行星齿轮减速器的特点和要求，并对国内外行星齿轮减速器的发展现状和发展前景作了分析。
结合目前存在的行星齿轮传动原理以及生产上对行星齿轮减速器技术要求进行了初步分析，并通过设计和计算，完成了减速器的零件设计，整体设计，初步确定了行星齿轮减速器总体结构设计。
为行星齿轮减速器产品的开发和性。
能评价，实现行星齿轮减速器规模化生产提供了参考和理论依据。
关键词: 减速器行星齿轮优化设计Title Planetary gear-type speed reducerAbstractPlanetary gear reducer is the prime mover and an independent closed between gear to reduce speed and increase torque in order to meet the requirements of a variety of mechanical work, planetary gear transmission as compared with ordinary gear drive with compact structure, small size, light weight, high efficiency, the transmission ratio advantages, it has been widely used. However, in domestic production in the study of planetary gear reducer that there are still some limitations, in order to meet the development needs of production, a preliminary analysis of this thesis through the planetary gear reducer overall structural design, planetary gear reducer for further research and development and provide a theoretical basis.Paper introduces the characteristics of planetary gear reducer and demands at home and abroad and the development of planetary gear reducer and development prospects of the status quo analyzed. Combination of existing principles of planetary gear transmission and the production of planetary gear reducer on the technical requirements of a preliminary analysis, and through the design and calculation of the parts to complete the design of the reducer, the overall design, initially set the overall structure of planetary gear reducer design . Planetary gear reducer for product development and performance evaluation of planetary gear reducer to achieve large-scale production to provide a reference and theoretical basis.Keywords: Reducer planetary gear reducer planetary gear drive.目录摘要 (I)ABSTRACT........................................................... I I 绪论.. (1)1．1 齿轮传动的发展简介 (1)1．2 行星齿轮的发展及特点 (1)1．3 机械优化设计的发展概况 (4)1．4行星齿轮的设计任务 (5)2、行星轮系的设计 (6)2. 1 行星轮系类型的选择 (6)2.2 行星轮系各轮齿数的确定 (6)2.3 行星轮系的均载装置 (9)2.4 行星齿轮传动的受力分析及强度计算 (9)2.5 行星齿轮的传统设计 (12)3、行星齿轮减速器优化设计 (14)3.1 行星齿轮减速器的数学模型 (14)3.2 优化方法及原理 (16)3.3 行星齿轮的约束优化方法 (18)4、VISUAL BASIC程序简要说明 (23)4.1 变量和数组 (23)4.2 Visual Basic控制结构 (24)4.3优化程序的简要说明 (28)5、结果与分析 (29)结构计算 (30)致谢........................................... 错误！未定义书签。
轮边减速器设计毕业设计论文
XXXXXXXX学院全日制普通本科生毕业论文轮边减速器设计学生姓名：XXXX学号：XXXXX年级专业及班级：XXXXX指导老师及职称：XXXX学部：XXXXXXXX提交日期：XXXX年X月目录摘要 (1)关键词 (1)第一章绪论 (2)1.1 课题设计的目的和意义 (4)1.2 本设计所要完成的主要任务 (4)第二章减速器的方案设计 (5)2.1 减速器的功用及分类 (5)2.2 减速器方案的选择及传动方案的确定 (6)2.2.1 减速器方案的选择 (7)2.2.2 行星减速器传动方案的选定 (8)2.2.3 减速器传动比的分配 (8)2.2.4 传动比公式推导 (8)2.3 行星减速器齿轮配齿与计算 (9)2.3.1 行星排齿轮的配齿 (9)2.3.2 行星齿轮模数计算与确定 (10)2.4 啮合参数计算 (11)2.5 变位系数选取 (12)2.6 各行星齿轮几何尺寸计算 (13)2.6.1 第Ⅰ排行星齿轮的几何尺寸 (13)2.6.2 第Ⅱ排行星轮的几何尺寸 (16)2.7 各行星齿轮强度校核 (19)2.7.1 太阳轮和行星轮接触疲劳强度校核 (19)2.7.2 太阳轮和行星轮弯曲疲劳强度校核 (21)2.7.3 内齿轮材料选择 (22)第三章减速器结构的设计 (23)3.1 齿轮轴的设计计算 (23)3.2 传递连接 (24)3.3 轴承选用与校核与其他附件说明 (24)3.3.1 轴承选用与校核 (24)3.3.2 其他附件说明 (26)第四章设计工作总结 (26)参考文献 (27)致谢.................................................. 2错误！未定义书签。
附录.................................................. 错误！未定义书签。
28摘要轮边减速器是传动系中最后一级减速增扭装置，采用轮边减速器可满足在总传动比相同的条件下，使变速器、传动轴、主减速器、差速器、半轴等部件的载荷减少，尺寸变小以及使驱动桥获得较大的离地间隙等优点，它被广泛应用于载重货车、大型客车、越野汽车及其他一些大型工矿用车。
减速器设计论文
第一章绪论1.1 行星齿轮传动的发展历史行星齿轮在我国已有了许多年的发展历史，很早就有了应用。
然而，自20世纪60年代以来，我国才开始对行星齿轮传动进行了较深入、系统的研究和试制工作。
无论是设计理论方面，还是试制和应用实践方面，均得了较大的成就，并获得了许多研究成果。
近20多年来，尤其是我国改革开放以来，随着科技技术水平的进步和发展，我国已从世界上许多工业发达国家引进了大量的先进设备和技术，进过我国科技人员的不断吸收和消化，与时俱进，开拓创新地努力奋进，是我国行星传动技术有了迅速的发展。
行星齿轮减速机主要传动结构为：行星轮，太阳轮，外齿圈。
行星减速机因为结构原因，单级减速最小为3，最大一般不超过10，常见减速比为：3.4.5.6.8.10，减速机级数一般不超过3，但有部分大减速比定制减速机有4级减速。
相对其他减速机，行星减速机具有高刚性、高精度(单级可做到1分以内)、高传动效率(单级在97%-98%)、高的扭矩/体积比、终身免维护等特点。
因为这些特点，行星减速机多数是安装在步进电机和伺服电机上，用来降低转速，提升扭矩，匹配惯量。
行星减速机额定输入转速最高可达到18000rpm(与减速机本身大小有关，减速机越大，额定输入转速越小)以上，工业级行星减速机输出扭矩一般不超过2000Nm，特制超大扭矩行星减速机可做到10000Nm以上。
工作温度一般在-25℃到100℃左右，通过改变润滑脂可改变其工作温度。
起重机用双速差动行星齿轮减速装置是自由度为1的差动轮系所得到的单自由度行星齿轮减速装置，该变速器由两个行星轮系组成，该行星齿轮减速装置采用两级变速，使起重机在不同的载荷下不同的速度，满足工作需要。
同时，行星齿轮传动具有体积小、结构紧凑、传动功率大、承载能力高等优点，并且只要选择行星传动的类型和配齿方案，便可利用少数几个齿轮而得到很大的传动比。
此外，行星齿轮传动由于它的三个基本构件都可以转动，故可以实现运动的合成与分解，以及有级和无级变速传动等复杂的运动。
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1 前言 (2)1.1复合形法减速器优化设计的意义 (2)1.1．1 机械优化设计与减速器设计现状 (2)1.1.2优化设计的步骤 (3)1.1.3减速器优化设计的分析 (5)1.1.4减速器的研究意义与发展前景 (6)1.2国内外发展状况 (7)1.2.1、国内减速器技术发展简况 (7)1.2.2、国内减速器技术发展简况 (8)1.3论文的主要内容 (9)2 齿轮啮合参数优化设计的数学模型的建立 (9)2.1设计变量的确定 (9)2.2目标函数的确定 (10)2.3约束条件的建立 (11)3优化设计方法-复合形法调优 (12)3.1复合形法介绍 (12)3.2复合形法计算步骤 (13)3.3单级圆柱齿轮减速器复合形法FORTRAN优化目标函数和约束函数子程序 (14)3.4优化结果 (16)4 减速器的常规设计 (16)4.1减速器的结构与性能介绍 (16)4.2.带传动零件的设计计算 (17)4.3齿轮的设计计算及结构说明 (18)4.4.联轴器的选择 (21)4.5.轴的设计及校核 (21)4.5.1.从动轴结构设计 (21)4.5.2.主动轴的设计 (22)4.5.3.危险截面的强度校核 (23)4.6.键的选择及校核 (25)4.7.轴承的选择及校核 (25)4.8.减速器润滑方式、密封形式 (25)4.8.1.密封 (26)4.8.2．润滑 (26)5优化结果分析 (26)6减速器3D简略设计过程（UG） (26)6.1.减速器机盖设计 (26)6.2减速器机座设计 (28)6.3轴的设计 (28)6.3.1传动轴的设计 (28)6.3.2齿轮轴的设计 (29)6.4齿轮的设计 (30)6.5轴承的设计（以大轴承为例） (32)6.5减速器的装配（其它零部件说明省略） (33)7 总结 (34)8 参考文献 (35)9 致谢 (36)1 前言1.1 复合形法减速器优化设计的意义1.1．1 机械优化设计与减速器设计现状机械优化设计是在电子计算机广泛应用的基础上发展起来的一门先进技术。
它是根据最优化原理和方法，利用电子计算机为计算工具，寻求最优化设计参数的一种现代设计方法。
实践证明，优化设计是保证产品具有优良的性能、减轻重量或体积、降低成本的一种有效设计方法。
机械优化设计的过程是首先将工程实际问题转化为优化设计的数学模型，然后根据数学模型的特征，选择适当的优化设计计算方法及其程序，通过计算机求得最优解。
概括起来，最优化设计工作包括两部分内容：（1）将设计问题的物理模型转变为数学模型。
建立数学模型时要选取设计变量，列出目标函数，给出约束条件。
目标函数是设计问题所要求的最优指标与设计变量之间的函数关系式。
（2）采用适当的最优化方法，求解数学模型。
可归结为在给定的条件（例如约束条件）下求目标函数的极值或最优值问题。
减速器作为一种传动装置广泛用于各种机械产品和装备中，因此，提高其承载能力，延长使用寿命，减小其体积和质量等，都是很有意义的，而目前在二级传动齿轮减速器的设计方面，许多企业和研究所都是应用手工设计计算的方法，设计过程琐碎而且在好多方面都是通过先估计出参数然后再校核计算的过程。
这对于设计者来说是枯燥无味的，进行的是重复性工作，基本没有创造性；对于企业来说增加了产品的成本且不易控制产品质量。
这些对提高生产力，提高经济效益都是不利的。
现代最优化技术的发展为解决这些问题提供了有效途径。
目前，最优化方法在齿轮传动中的应用已深入到设计和研究等许多方面。
例如，关于对齿面接触强度最佳齿廓的设计；关于形成最佳油膜或其它条件下齿轮几何参数的最优化设计；关于齿轮体最优结构尺寸的选择；关于齿轮传动装置传动参数的最优化设计；在满足强度要求等约束条件下单位功率质量或体积最小的变速器的最优化设计；以总中心距最小和以转动惯量最小作为目标的多级齿轮传动系统的最优化设计；齿轮副及其传动系统的动态性能的最优化设计（动载荷和噪音最小化的研究，惯性质量的最优化分配及弹性参数的最优选择）等。
即包括了对齿轮及其传动系统的结构尺寸和质量，齿轮几何参数和齿廓形状，传动参数等运动学问题，振动、噪音等动力学问题的最优化。
本次毕业设计就是针对二级圆柱齿轮减速器的体积进行优化设计，其意义在于利用已学的基础理论和专业知识，熟悉工程设计的一般过程，同时把先进的设计方法、理念应用于设计中，为新技术时代的到来打下基础。
1.1.2优化设计的步骤齿轮传动的优化设计，作为优化方法在工程设计问题中的一种实际应用，如撇开其待定的工程特点不谈，它的实施步骤并无特定之处。
其步骤归纳起来如下：（1）建立数学模型用数学语言来描述设计任务，包括确定设计变量，建立目标函数和确定约束条件。
（2）选择优化算法对于一定的数学模型，选用何种优化算法来求得其最优解，对提高计算效率，甚至对保证计算成功有着相当大的关系。
选择的依据通常是：是连续问题还是离散问题？是有约束问题还是无约束问题？问题的规模多大？所要达到的计算精度如何？目标函数的导数是否容易计算？目标函数和数学形态如何？是否有现成的程序可以引用？尽可能使优化计算过程可靠地完成，这一点是选择算法时应着重予以考虑的。
本文按要求采用复合形法。
（3）绘出计算的流程图对已经建立的数学模型和选定的优化算法，必须把它们编制成程序，才能够交由计算机完成计算。
在编制程序前，应当把包括计算目标函数值、反映约束条件和执行优化算法在内的整个计算过程，整理排列为一些逻辑关系，清楚流程流向合理的以方框表示的流程图，以充分反映整个计算过程中各部分计算的先后顺序及相互关系。
这些流程图不仅便于我们检查整个计算过程是否组织的正确方便，而且可作为编制程序的依据。
（4）编制程序编写准备输入计算机的源程序。
选择哪一种计算机语言来编制程序应当根据计算机的软件配置和对现成程序可引用的程度来决定，并且也要考虑到数学模型的计算特点和编程人员对语言的掌握情况。
再编制程序以前，对整个程序的结构安排、输入输出方式、乃至标示符的命名等问题，都应当有充分的考虑。
一个好的计算程序，不仅表现为计算速度快，占用存储少等内在质量，而且在外观上具有条理清晰、结构简单、易于阅读等优点，使得程序易被检查和修改。
程序编成后，应在计算机上反复调试。
待程序调试通过后，可选择一些典型的算例验算多次，以证明程序中的各条计算路径都是畅通无误的。
（5）上机计算待完成的设计任务向我们提供了设计条件，把这些设计条件整理排列成输入数据，并输入到计算机中以后，计算机将完成优化设计任务。
设计者阅读计算机的输出报告后，将直接过得去减速器齿轮传动设计的设计方案，并且获悉此项设计所达到的主要性能目标。
对此，可做一些必要的分析复核工作。
（6）进行方案评估和决策优化设计流程图如图1-3。
图1-2 优化设计流程图1.1.3减速器优化设计的分析完整设计一台减速器是一个较为复杂的过程，需要完成齿轮传动设计轴的结构设计`轴承选型设计以及箱体结构设计。
一台三级传动的减速器，其需要确定的各种参数不下数百个。
假如我们不加分析地企图把这整个设计任务转化为一个进行优化设计的数学模型，以便一举确定数百个参数的优化值，那么这种做法几乎一开始就会遭到难以克服的困难。
这是因为，尽管不难定出我们的优化目标，也能够定出这数百个设计变量，然而我们即使运用了机械设计科学现有的全部知识，也无法理清这些设计变量与目标之间究竟存在着什么函数关系，以及这些设计变量之间必须遵循什么约束条件。
也就是说，我们无法把目标演绎成为一个可算的函数。
事实上这种做法是可以避免的，也是完全不必要的。
虽然作为一个整体，减速器的齿轮、轴、轴承和箱体之间有着密切的关系，但是这些部分之间齿轮却存在着地位的主次后设计顺序的先后。
减速器的功能是由齿轮传动来体现的，轴和轴承对齿轮仅起支撑和定位作用，箱体又起了支撑全部传动件和作为密封容器的作用。
不难理解，只要优化设计的目标是减速器承载能力最大或体积最小等，那么，成为优化设计主要对象的只会是齿轮传动部分。
这部分设计的紧凑、高效了，其他零件也可相应的设计的轻小些，对整个减速器所定下的设计目标也就实现了。
其间所需要注意事项仅仅是：齿轮传动部分的设计结果应当在空间关系上能够容纳有相应承载能力的轴和轴承的存在。
依据这样的理解和分析，我们根据一般减速器的设计步骤，把单级圆柱齿轮减速器的优化问题也分解成为齿轮传动的优化设计和其他零件各自的设计。
这样，就在不影响设计效果的前提下，把一个大问题简化为几个独立的较小的问题。
具体说，整个单级圆柱齿轮减速器优化设计的过程按其设计顺序分解为下述几个过程。
（1）齿轮传动的优化设计根据要求在齿轮传动装置的总体尺寸和轴、轴承等的结构布置方案已定的情况下，可以通过对齿轮啮合参数的最优化设计，达到提高其承载能力并考虑级间等强度条件，所以本文先建立了该设计的数学模型和目标函数，之后就可以着手已要求的优化算法——复合形法来求解齿轮传动的优化设计问题。
（2）轴的结构设计齿轮传动设计完成以后，每一根轴将受到的外载荷就可以确定，轴的跨距和各轴段的长度也可定出，这时轴的设计问题已成为确定各轴段的直径、必要的键连接以及其他一些细节的问题。
根据现代关于轴的应力和变形的设计计算方法，解决这个问题当然以校核计算的方式最为合适。
也就是说，可以按照轴的受载情况，根据经验先绘出轴的结构草图，然后验算其强度和刚度是否足够。
如果强度和刚度足够，且其裕度适当，那么轴的结构就完成了；否则，就需要对轴的初步设计做一些改动，并重新验算其强度和刚度。
（3）轴承的选型根据已经知道的载荷，考虑受力情况`变形限制`工作环境和其他一些因素，可初步选定减速器滚动轴承的类型和尺寸，然后就应当进行滚动轴承的寿命和静载安全系数的计算。
这也是一项校核计算，如果校核未获通过，就应当考虑变更轴承的类型或加大轴承的尺寸，甚至选用性能更好轴承。
从以上的叙述中可以得出以下结论：减速器优化设计的关键是其中齿轮传动的优化设计。
在首先完成齿轮传动的优化设计之后，可按传统方法确定轴的结构和轴承型号，再在计算机辅助之下对轴的强度、刚度、轴承的寿命、静载安全系数进行校核。
1.1.4减速器的研究意义与发展前景随着社会的发展和人民生活水平的提高，人们对产品的需求是多样化的，这就决定了未来的生产方式趋向多品种、小批量。
在各行各业中十分广泛地使用着齿轮减速器，它是一种不可缺少的机械传动装置. 它是机械设备的重要组成部分和核心部件。
目前，国内各类通用减速器的标准系列已达数百个，基本可满足各行业对通用减速器的需求。
国内减速器行业重点骨干企业的产品品种、规格及参数覆盖范围近几年都在不断扩展，产品质量已达到国外先进工业国家同类产品水平，承担起为国民经济各行业提供传动装置配套的重任，部分产品还出口至欧美及东南亚地区，推动了中国装配制造业发展。