基于QPSO的二级齿轮减速器的优化设计
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。
二级齿轮减速器设计工作过程

二级齿轮减速器设计工作过程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成,希望大家下载以后,能够帮助大家解决实际的问题。
二级齿轮减速器设计工作过程该文档下载后可定制随意修改,请根据实际需要进行相应的调整和使用,谢谢!并且本店铺为大家提供各种各样类型的实用资料,如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等,如想了解不同资料格式和写法,敬请关注! Download tips: This document is carefully compiled by the editor. I hope that after you download them, they can help you solve practical problems. The document 二级齿轮减速器设计工作过程 can be customized and modified after downloading, please adjust and use it according to actual needs, thank you!In addition, our shop provides you with various types of practical materials, such as educational essays, diary appreciation, sentence excerpts, ancient poems, classic articles, topic composition, work summary,word parsing, copy excerpts, other materials and so on, want to know different data formats and writing methods, please pay attention!二级齿轮减速器是一种常见的机械传动装置,通常用于将高速输入转换为低速输出,并增加输出扭矩。
二级减速器优化设计论文最终版

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。
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。
【精品】二级圆柱齿轮减速器的优化设计——最终版

二级圆柱齿轮减速器的优化设计——最终版学士学位论文二级圆柱齿轮减速器的优化设计摘要本文主要阐述了二级圆柱齿轮减速器的一般设计和优化设计过程,通过对比可知优化设计的优点,在现代机械化大生产过程中所显现的优越性、经济性,对于解放设计人员的劳动重复性,给予设计人员的新的设计思路和设计理念,使之在设计过程中以更多的创造性劳动,减少其重复性劳动。
二级圆柱齿轮减速器的优化设计主要是在满足其各零件的强度和刚度的条件下对其体积进行优化设计,这主要是因为,二级圆柱齿轮减速器的效率和其它的设计要素一般是比较高的,没有必要在对其进行优化,影响它性能、质量、成本的主要方面主要体现在强度要求和质量体积要求。
本文主要介绍了二级圆柱齿轮减速器的优化过程,建立其数学模型,目标函数,约束条件,并编写其通用的优化设计程序。
优化设计程序的建立使得减速器的设计计算更为简单,只要设计人员根据程序的提示要求,输入各个设计参数就可以得到满足要求的各种减速器的性能、结构尺寸。
这对于二级圆柱齿轮减速器的系列化设计生产具有重大意义。
关键词:圆柱齿轮减速器,数学建模,优化设计目录摘要 (1)目录 (1)第一章概述 (2)1.1机械优化设计与减速器设计现状 (2)1.2课题的主要任务 (2)1.3课题的任务分析 (3)第二章二级圆柱齿轮减速器的一般设计过程 (4)2.1传动装置运动和参数的确定 (4)2.1.1 设计参数 (4)2.1.2 基本运动参数的确定 (4)2.2齿轮设计部分 (5)2.2.1 第一级齿轮 (5)2.2.2 第二级齿轮 (9)2.3轴设计部分 (12)2.3.1 轴1 (12)2.3.2 轴2 (15)2.3.3 轴3 (21)第三章二级圆柱齿轮减速器的优化设计 (24)3.1减速器的数学模型 (24)3.2计算传动装置的运动和动力参数 (29)3.3减速器常规参数的设定 (30)3.4约束条件的确定 (30)第四章减速器优化设计中的几个重要问题 (40)4.1数学模型的尺度变换 (40)4.2数据表和线图的处理 (41)4.3最优化方法的选择 (41)4.4编写和调试程序的一些注意点 (44)结论 (45)参考文献 (46)致谢 (47)附录:程序源代码 (48)第一章概述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。
第三章 二级圆柱齿轮减速器的优化设计

第三章 二级圆柱齿轮减速器的优化设计3.1 减速器的数学模型二级圆柱齿轮减速器的装配形式按输入轴和输出轴伸出端的不同可分为好几种类别。
现选取其中异端输出的方式进行优化设计。
其装配简图如图3-1所示:L输入轴输出轴B ⅠB Ⅱd Ⅰ1D Ⅰ4d Ⅱ1D Ⅱ4图3-1已知参数为传动比i (TransmissionRatio ),输入功率P kw (InputEfficiency ),主动齿轮转速n r/min (InitiativeGearRotationalSpeed ),求在零件的强度和刚度得到保证的条件下使减速器最轻时的各项设计参数。
大齿轮选用腹板结构的齿轮 (如图3-2所示)) B DD 0D 1D 2D 3D 4图3-2轮宽度 B mm (GearWidth)腹板式结构的齿轮体积为:齿轮宽度 B mm (GearWidth) 分度圆直径D mm (FdyDiameter)腹板大圆直径0D mm(FbdyDiameter)腹板孔分布直径1D mm(FbkfbDiameter) 腹板圆直径2D mm(FbCircleDiameter)腹板小圆直径3D mm (FbxyDiameter)装配轴直径4D mm(AxisDiameter)()()()22222220340320.30.364444dcl BBB V D D D D D D D B ππππ=-+-+--⨯⨯ 小齿轮均采用实心结构(如图3-3所示)bdd 1图3-3实心结构齿轮的体积为:()2214xcl bV d d π=-⨯轴一的体积为:21114zhou zhou V d l π= 轴二的体积为:22224zhou zhou V d l π= 轴三的体积为:23334zhou zhou V d l π=由于齿轮和轴的尺寸是决定减速器总成大小和质量的原始依据,因此可按它们的体积之和为最小的原则来建立目标函数,而不考虑箱体和轴承的体积或质量。
0.618法-二级圆柱齿轮减速器的优化设计

1. 问题描述如上图所示的二级斜齿圆柱齿轮减速器,高速轴输入功率为P1=43KW ,高速转速n1=1450r/min ,总传动比31.5i ∑=,齿轮的齿宽系数0.4a ψ=;齿轮材料和热处理:大齿轮45号钢正火,齿面硬度为187~207HBS ,小齿轮45号钢调制,齿面硬度为228~255HBS 。
总工做时时间不少于10年。
要求按中心距a ∑最小来确定方案中的各主要参数。
该减速器的总中心距计算公式为121112321[(1)(1)]2cos n n a a a m z i m z i ∑=+=+++β式中1n m ,2n m ——高速级与低速级的齿轮法面模数,mm ;1i ,2i ——高速级与低速级传动比;1z ,3z ——高速级与低速级的小齿轮齿数;β——齿轮的螺旋角2. 建立优化设计数学模型2.1确定设计变量为加工方便,取二级传动齿轮的螺旋角相等,这样本问题设计的独立设计变量有1n m ,2n m ,1z ,3z ,1i ,β。
显然2i =31.5/1i ,故取12131123456[,,,,,][,,,,,]T T n n X m m z z i x x x x x x =β=2.2确定目标函数1352456()[(1)(131.5/)]/(2cos )X x x x x x x x ƒ=+++2.3确定约束条件(1)确定设计变量的上下限从传递功率和转速可估计2≤1n m ≤292≤2n m ≤38综合考虑传动平稳、轴向力不可太大,能满足短期过载,高速级与低速级大齿轮浸油深度大致相近,轴齿轮的分度圆尺寸不能太小等因素,取:14≤1z ≤22 16≤3z ≤225.8≤1i ≤7 8°≤β≤15°由此建立12个不等式约束条件式1()g X =1x -2≥0 2()g X =29-1x ≥03()g X =2x -3.5≥0 4()g X =38-2x ≥05()g X =3x -14≥0 6()g X =22-3x ≥07()g X =4x -16≥0 8()g X =22-4x ≥09()g X =5x -5.8≥0 10()g X =7-5x ≥011()g X =6x -8≥0 12()g X =15-6x ≥0这里为各自变量的值在数量级上一致,6x 采用度为单位,而计算程序的函数一般要求为弧度制,在写程序时要注意先优化弧度再代入函数计算。
齿轮减速器的优化设计

资料范本本资料为word版本,可以直接编辑和打印,感谢您的下载齿轮减速器的优化设计地点:__________________时间:__________________说明:本资料适用于约定双方经过谈判,协商而共同承认,共同遵守的责任与义务,仅供参考,文档可直接下载或修改,不需要的部分可直接删除,使用时请详细阅读内容齿轮减速器的优化设计南昌航空大学机械工程专业苑晓帅齿轮传动是现代机械中应用最广的一种传动形式。
它的主要优点是:① 瞬时传动比恒定、工作平稳、传动准确可靠可传递空间任意两轴之间的运动和动力;② 适用的功率和速度范围广;③ 传动效率高,η=0.92-0.98;④ 工作可靠、使用寿命长;⑤ 外轮廓尺寸小、结构紧凑。
由齿轮、轴、轴承及箱体组成的齿轮减速器,用于原动机和工作机或执行机构之间,起匹配转速和传递转矩的作用,在现代机械中应用极为广泛。
国内的减速器多以齿轮传动、蜗杆传动为主,但普遍存在着功率与重量比小,或者传动比大而机械效率过低的问题。
另外,材料品质和工艺水平上还有许多弱点,特别是大型的减速器问题更突出,使用寿命不长。
国外的减速器,以德国、丹麦和日本处于领先地位,特别在材料和制造工艺方面占据优势,减速器工作可靠性好,使用寿命长。
但其传动形式仍以定轴齿轮传动为主,体积和重量问题,也未解决好。
当今的减速器是向着大功率、大传动比、小体积、高机械效率以及使用寿命长的方向发展。
减速器与电动机的连体结构,也是大力开拓的形式,并已生产多种结构形式和多种功率型号的产品。
近十几年来,由于近代计算机技术与数控技术的发展,使得机械加工精度,加工效率大大提高,从而推动了机械传动产品的多样化,整机配套的模块化,标准化,以及造型设计艺术化,使产品更加精致,美观化。
针对减速器存在的问题,本课题采用优化设计的方法,力求使减速器的体积达到最小,建立数学模型,并通过matlab语言编辑后,得到一组优化数据,到达预期目标,使减速器的体积比传统的经验设计结果减小20%--30%。
二级齿轮减速器毕业设计

二级齿轮减速器毕业设计二级齿轮减速器毕业设计毕业设计是每位工科学生大学生涯中的一项重要任务,它不仅是对所学知识的综合应用,更是对学生综合能力的考验。
在机械工程专业中,二级齿轮减速器是一种常见的传动装置,广泛应用于各种机械设备中。
本文将围绕二级齿轮减速器的设计展开,探讨其原理、设计过程以及相关应用。
首先,我们来了解一下二级齿轮减速器的原理。
二级齿轮减速器由两组齿轮组成,每组齿轮包括一个主动齿轮和一个从动齿轮。
主动齿轮通过电机或其他动力源驱动,从动齿轮则通过齿轮传动实现输出。
两组齿轮的齿数不同,通过齿轮传动的原理,实现输入轴速度和输出轴速度的比例关系,从而达到减速的效果。
在进行二级齿轮减速器的设计时,首先需要确定减速比。
减速比是指输入轴转速与输出轴转速之比。
根据具体应用需求和机械特性,可以选择不同的减速比。
一般情况下,减速比越大,输出扭矩越大,输出速度越慢。
减速比的选择需要综合考虑机械传动效率、动力需求以及空间限制等因素。
确定减速比后,接下来是齿轮的选型和布局。
在选型时,需要考虑齿轮的材料、齿数、模数等因素。
材料的选择应考虑齿轮的强度、耐磨性和耐腐蚀性等特性。
齿数的设计需要满足减速比的要求,同时要尽量避免齿轮齿数过小或过大,以免影响传动效率和齿轮的强度。
模数的选择则需要综合考虑齿轮的尺寸和传动效率等因素。
齿轮布局是指齿轮在减速器中的相对位置和传动方式。
常见的齿轮布局有平行轴、交叉轴和斜轴等形式。
平行轴布局适用于空间较大的场合,传动效率高,但布局复杂。
交叉轴布局适用于空间有限的场合,传动效率较低。
斜轴布局则适用于需要改变轴线方向的场合。
在选择齿轮布局时,需要综合考虑空间布局、传动效率和结构简洁性等因素。
除了设计齿轮减速器的结构和布局,还需要进行强度计算和传动效率分析。
强度计算是为了保证齿轮在工作过程中不发生断裂或变形。
传动效率分析是为了评估齿轮减速器的传动效率,提高传动效率可以减少能量损失,提高机械设备的工作效率。
基于遗传算法的二级减速器齿轮优化设计

用产品的总载荷而确定。其简化载荷可代表为在特定扭矩 Tinput,特定转速 n 下的工作时间要求。
以上是减速器的设计输入。 1.2 齿轮组的设计目标与约束条件
齿轮组设计的基本参数是齿轮参数。其齿数 z 满足速比 要求。
SH 和是弯曲疲劳安全系数 SF,其表明了减速器耐久承载能 力。其计算公式为:
二级直齿圆柱齿轮减速器的毕业设计

安徽农业大学经济技术学院毕业设计题目二级直齿圆柱齿轮减速器系别专业机械制造及其自动化班级 4姓名周明学号12530102指导教师王柯日期2016年3月二级减速器三维造型设计摘要齿轮传动是机械中广泛应用的传动形式。
它由轴、轴承、齿轮及箱体组成的齿轮减速在机械化生产中起着不可替代的作用。
目前在减速器的设计领域,研究开发以产品设计为目标,全过程综合应用器,用于工作机或执行机构之间,起到匹配转速和传递转矩的功能。
其特点是效率高、寿命长、维护简便,因而应用广泛。
由于减速器内部结构复杂,如果单独用二维看上去不能一目了然,三维造型设计就解决了这样一个问题,它能把减速器的关键部件很清晰的展现出来。
因此,通过减速器的三维造型设计来研究三维造型设计技术具有很强的代表性。
本设计以SolidWorks软件为主,并结合AutoCAD二维绘图软件,设计了一个二级圆柱齿轮减速器,实现了减速器的三维模型生成。
Solidworks软件是一个基于Windows操作平台的三维设计软件,它由著名的Solidworks公司发布。
它是近年来出现且得到迅速推广应用的三维计算机辅助设计软件,它本身是一款参数化建模软件。
它不仅可以帮助工程设计人员以更快的速度将更优的产品带入市场,而且便于实现从2D到3D的设计方式转变。
它的这些特点加快了整个3D行业的发展步伐。
目录1、引言 (1)2、电动机的选择 (2)2.1. 电动机类型的选择............................... 错误!未定义书签。
2.2.电动机功率的选择 (2)2.3.确定电动机的转速 (3)3、计算总传动比及分配各级的传动比 ...................... 错误!未定义书签。
3.1. 总传动比....................................... 错误!未定义书签。
3.2.分配各级传动比................................. 错误!未定义书签。
最新二级齿轮减速设计 (2)

二级齿轮减速设计(2)目录第一章 传动方案的设计及原动机动力参数的确定 (2)第二章 传动装置总体设计 (6)第三章 传动零件的设计计算 (8)3.1 联轴器的选用 ........................................................ 8 1〉.联轴器类型的选择 .................................................... 8 由表2-1,结合实际,本方案初选A 处为弹性联轴器,B 处为凸缘联轴器。
....... 8 2〉.计算联轴器的载荷 .................................................... 8 A 处联轴器:查表2-1知,T=8.05 N ·m ...................................... 8 又由表14-1查得 5.1=A K ................................................ 8 故计算转矩=•=T K T A ca 1.5×8.05=12.08 N ·m ............................. 8 B 处联轴器:查表2-1知,T=211.34 N ·m .................................... 8 又由表14-1查得 5.1=A K ................................................ 8 故计算转矩=•=T K T A ca 1.5×211.34=317.01 N ·m .......................... 8 3〉.联轴器型号的选择 .................................................... 8 由上面可知,A 处选用LT4联轴器20024323/5224522411-⨯⨯T GB J J ,B 处选用GY5凸缘联轴器20035843/603082301-⨯⨯T GB J Y 。
二级直齿圆柱齿轮的优化设计论文_本科论文

1 前言1.1 课题来源以及背景减速器是原动机和工作机之间独立的闭式机械传动装置,用来降低原动机转速或增大转矩,以满足工作机需要,是一种被广泛在机械制造机床,汽车,矿山机械等不同机器的机械部件。
国外的减速器,以德国、丹麦和日本处于领先地位,特别在材料和制造工艺方面占据优势,减速器工作可靠性好,使用寿命长。
但其传动形式仍以定轴齿轮传动为主,体积和重量问题,也未解决好。
最近报导,日本住友重工研制的FA型高精度减速器,美国Alan-Newton公司研制的X-Y式减速器,在传动原理和结构上与本项目类似或相近,都为目前先进的齿轮减速器。
当今的减速器是向着大功率、大传动比、小体积、高机械效率以及使用寿命长的方向发展]1[。
因此,除了不断改进材料品质、提高工艺水平外,还在传动原理和传动结构上深入探讨和创新,平动齿轮传动原理的出现就是一例。
减速器与电动机的连体结构,也是大力开拓的形式,并已生产多种结构形式和多种功率型号的产品。
目前,超小型的减速器的研究成果尚不明显。
在医疗、生物工程、机器人等领域中,微型发动机已基本研制成功,美国和荷兰近期研制的分子发动机的尺寸在纳米级范围,如能辅以纳米级的减速器,则应用前景远大。
国内的减速器多以齿轮传动、蜗杆传动为主,但普遍存在着功率与重量比小,或者传动比大而机械效率过低的问题。
另外,材料品质和工艺水平上还有许多弱点,特别是大型的减速器问题更突出,使用寿命不长。
国内使用的大型减速器(500kw以上),多从国外(如丹麦、德国等)进口,花去不少的外汇。
60年代开始生产的少齿差传动、摆线针轮传动、谐波传动等减速器具有传动比大,体积小、机械效率高等优点。
但受其传动的理论的限制,不能传递过大的功率,功率一般都要小于40kw。
由于在传动的理论上、工艺水平和材料品质方面没有突破,因此,没能从根本上解决传递功率大、传动比大、体积小、重量轻、机械效率高等这些基本要求]2[。
减速器设计应在满足需要的前提下追求体积小、尺寸小、重量轻、成本低、润滑方便等优化目标。
最小体积二级圆柱齿轮减速器的优化设计

最小体积二级圆柱齿轮减速器的优化设计班级:机制072 学号: 姓名:输入功率(P=31kw )一.建立数学模型该减速器的总中心距计算式为)]1()1([cos 2123211121i Z m i Z m a a a n n +++=+=∑β1.选取设计变量由涉及的独立参数,取T T n n x x x x x x i Z Z m m X ],,,,,[],,,,,[65432113121==β2.建立目标函数)cos 2/()]/5.311()1([)(6542531x x x x x x x X f +++=)1(])(1)(1)(1[)()()(1721)(=+⋅⋅⋅⋅⋅⋅+++=k k r X g X g X g r X f X F 3.确定约束条件(1)确定上、下限从传递功率于转速可估计85.31≤≤n m 标准值(3.5,4,5,6,7,8)105.32≤≤n m 标准值(4,5,6,8,10)综合考虑传动平稳等等各种因素,取:78.522141≤≤≤≤i Z 15822163≤≤≤≤βZ由此建立12个不等式约束条件式08)(08.5)(016)(014)(04)(05.3)(6115947352311≥-=≥-=≥-=≥-=≥-=≥-=x X g x X g x X g x X g x X g x X g 015)(07)(022)(022)(010)(08)(61251048362412≥-=≥-=≥-=≥-=≥-=≥-=x X g x X g x X g x X g x X g x X g(2)按齿面接触强度公式23/],[)1(925mm N bi KT i a H iH σσ≤+=得到高速级和低速级齿面接触强度条件分别为0cos )925(8][3112131312≥-βϕσT K i Z m an H [1]0cos )925(8][3222233322≥-βϕσT K i Z m an H [2](3)按轮齿弯曲强度计算公式[][]22211221111111/,/,5.1mm N y y mm N y m bd T K F F F F n F σσσσσ≤=≤=得到高速级和低速级大小齿轮的弯曲强度条件分别为0cos )1(3][2213111111≥-+βϕσZ m i T K y n a F [3]0cos )1(3][2213111122≥-+βϕσZ m i T K y n a F [4]0cos )1(3][2233222233≥-+βϕσZ m i T K y n a F [5]0cos )1(3][2233222244≥-+βϕσZ m i T K y n a F [6](4)按高速级大齿轮与低速轴不干涉相碰条件02/22≥--de E a得 0)(cos 2)1(1111232≥-+-+i Z m m E i Z m n n n β [7]对式[1]至式[7]代入有关数据:m mE y y y y K K m mN i T m m N n P T m m N m m N m m N F F F F H 50302.0,256.0,302.0,248.0204.1,225.1210760,2107609550/6.410][][,/0.445][][/5.896][432121121112422312=======⋅=⋅=======σσσσσ(注:查相关《机械设计手册》,得相关公式:许用接触应力 i i b d F Z Z Z Z K K K K Z t B E H H H V A H 11+⋅=εαββσ许用弯曲应力 αββεαασF F V A S F nt F K K K K Y Y Y Y bm F =21311)1(2000HP a a a t i KT i A a a b d T F σϕϕ+=== 因螺旋角、材料、要求等与例题相同,各类系数(如K ,y,E之类)与例题相同;因材料与例题选取相同,则a A 、HP σ等参数相同。
二级直齿圆柱齿轮减速器优化设计

c(7)=x(5)-0.2
c(8)=x(6)-0.2
c(9)=1200-x(5)*x(3)
c(10)=1560-x(6)*x(4)
c(11)=x(9)-25
c(12)=35-x(9)
c(13)=x(10)-30
c(14)=40-x(10)
c(15)=x(7)-x(1)-0.5*x(10)-40
c(28)=55-sqrt((67*10^8*x(8))/(x(6)^2*x(4)^2)+20*10^8*1.75^2)/0.1*x(12)^3
c(22)=249.71-(2*1.3*16.55*10^4)/(x(2)*x(13)*x(6)^2*(0.2824+0.0003539x(14)-0.0000854x(14)^2))
c(23)=0.003*x(7)-(588.8*x(7)^3)/(3014*x(3)*x(5)*x(9)^4)
c(24)=0.003x(8)-(984.32*x(8)^3)/(2833*x(6)*x(3)*x(11)^4)
一级减速:
二级减速:
(10)主动轴的弯曲强度条件:
式中: ——轴上的扭矩, ;
——轴上的弯矩, , ;
——考虑扭矩和弯矩的作用性质差异的系数,取 ;
——轴的许用弯曲应力, ;
——轴的抗弯剖面系数,对实心轴
(11)仿照前面的处理方法可得从动轴弯曲强度条件:
2.
1、采用MATLAB工具箱进行优化
首先在当前MATLAB的工作目录下建立目标函数文件myfun.m文件:
式中:
——载荷系数,取 =1.3;
——小齿轮传递转矩;
——齿轮许用接触应力,现按原材料及原设计数据,取 =885 ;
二级齿轮减速器设计

课程设计说明书设计题目:二级齿轮减速器的设计专业:工业工程班级:2011-2班设计人:豆春蕾指导老师:***山东科技大学2015年01月10 日课程设计任务书学院:矿业与安全工程专业:工业工程班级:2011-2姓名:豆春蕾一、课程设计题目:二、课程设计主要参考资料:(1)、精密机械设计(2)、基础工业工程三、课程设计主要要解决的问题:(1)、带式运输机变速器经常烧毁的问题(2)、带式运输机经常跑偏的问题四、课程设计相关附件:(1)、(2)、五、任务发出日期:1月5日完成日期:1月23日指导老师签字:系主任签字:指导教师对课程设计的评语指导教师签字:年月日目录1. 设计目的 ................................................................ 错误!未定义书签。
2. 传动方案分析......................................................... 错误!未定义书签。
3. 原动件的选择和传动比的分配 ............................. 错误!未定义书签。
4. 各轴动力与运动参数的计算 ................................. 错误!未定义书签。
5. 传动件设计计算(齿轮) ..................................... 错误!未定义书签。
6 轴的设计 ............................................................... 错误!未定义书签。
7.滚动轴承的计算.................................................... 错误!未定义书签。
8.连接的选择和计算................................................ 错误!未定义书签。
两级斜齿轮减速器优化设计方案程序代码

Fminunc函数目标函数的文件(sc_wysyh.m):function f=sc_wysyh(x) %定义目标函数调用格式a=64516。
hd=pi/180。
f=a/x(1)-x(1)/tan(x(2)*hd)+2*x(1)/sin(x(2)*hd)。
%定义目标函数求最优化解时的命令程序:x0=[25,45]。
%初始点[x,Fmin]=fminunc(@sc_wysyh,x0)。
%求优语句fprintf(1,'截面高度h x(1)=%3.4fmm\n',x(1))fprintf(1,'斜边夹角θ x(2)=%3.4f度\n',x(2))fprintf(1,'截面周长s f=%3.4fmm\n',Fmin)计算结果截面高度h x(1)=192.9958mm斜边夹角θ x(2)=60.0005度截面周长s f=668.5656mmFmincon函数%两级斜齿轮减速器总中心距目标函数function f=jsqyh_f(x)。
hd=pi/180。
a1=x(1)*x(3)*(1+x(5))。
a2=x(2)*x(4)*(1+31.5/x(5))。
cb=2*cos(x(6)*hd)。
f=(a1+a2)/cb。
%两级斜齿轮减速器优化设计的非线性不等式约束函数function[g,ceq]=jsqyh_g(x)。
hd=pi/180。
g(1)=cos(x(6)*hd)^3-3.079e-6*x(1)^3*x(3)^3*x(5)。
g(2)=x(5)^2*cos(x(6)*hd)^3-1.701e-4*x(2)^3*x(4)^3。
g(3)=cos(x(6)*hd)^2-9.939e-5*(1+x(5))*x(1)^3*x(3)^2。
g(4)=x(5)^2.*cos(x(6)*hd)^2-1.076e-4*(31.5+x(5))*x(2)^3*x(4)^2。
g(5)=x(5)*(2*(x(1)+50)*cos(x(6)*hd)+x(1)*x(2)*x(3))-x(2)*x(4)*(31.5+x(5))。
二级圆柱齿轮减速器的模糊优化设计

二级圆柱齿轮减速器的模糊优化设计
刘铁虎
【期刊名称】《石油机械》
【年(卷),期】1999(27)3
【摘要】遵循二级圆柱齿轮减速器设计的一般原则(各级传动的承载能力大致相等;在一定承载能力下,减速器具有最小的外形尺寸和重量;各级传动中大齿轮的浸油深度大致相等),对二级圆柱齿轮减速器进行多目标优化设计.单目标优化采用自编复合形法优化程序寻优.再应用模糊数学的贴近度概念对减速器进行多目标寻优,即将理想解和有效解均视为目标函数空间上的模糊子集,分别求出各理想解与有效解的贴近度,贴近度最大的那个有效解便是多目标问题的最优解.实践证明,此法是减速器优化设计的一种好方法.
【总页数】3页(P7-9)
【作者】刘铁虎
【作者单位】吉林化工学院
【正文语种】中文
【中图分类】TE9
【相关文献】
1.二级圆柱齿轮减速器的模糊优化设计 [J], 刘铁虎
2.二级圆柱齿轮减速器的模糊优化设计 [J], 刘铁虎
3.圆柱齿轮减速器的模糊优化设计 [J], 曹凯;吴洁;张磊;铁维麟
4.二级圆柱齿轮传动的双目标模糊优化设计 [J], 王琴
5.三级圆锥、圆柱齿轮减速器传动比最优分配多目标模糊优化设计 [J], 廖仁文;王保平;纪志明
因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
G4X 1 )=~117 1 ( . * 0—4 ; ;+ ≤ 0 0 x + ; ;
G5X 1 )=~ .3 *l — ( + ) ( 999 0 51 5 G8X 1 )=~116 o 41 5 ( .1 *l 一 ( + ) ; ; ; + ≤0 ; ; ; + ≤0 +
【 e o s Q at atlsam a otm;vl e dc ;pmztn e g K y r 】 unu prc r grh l e2g r ue ot i i s n w d m ie w l i e a e r i a0 d i r
[ 中图分类号)T 2 H12 [ 文献标识码]A [ 文章编号]17 6 4—3 2 (0 10 2 9 2 1)6—0 4 —0 01 3
・
4l ・
21年 1 01 2月
廊坊 师范学院学报 ( 自然科学版)
第 1 卷 ・ 6期 1 第
齿轮 的齿 宽系数 : A=0 4 . 大齿 轮采 用 4 号 钢正 火 HB=1 7 0 5 8 —2 7
由此建立 1 个不等式约束条件 : 2
G ( )= 2一 1≤ 0 G ( )= l一5≤ 0 1 ; 2 ; G ( )= 3 5一 2≤ 0 G ( )= 2—6≤ 0 3 . ; 4 ;
G ( )= 1 3≤ 0 G ( )= 2 5 4一 ; 6 x 3—2≤ 0 ;
小齿 轮采 用 4 5号钢调 质 HB=2 8— 5 2 25
3 2 对 二级 圆柱齿 轮减 速器进 行建模 .
如 图 1 示 , 级 圆柱 齿 轮减 速 器 的简 图 。要 所 二 求 总工作 时 间不少 于 1 0年 , 照 总 中心距 ∑a 小 按 最 来确 定 总体方 案 中的主要 参数 。
r lsa e smp e fs o v r e c a e ls a ibe e s o t e p o r mmi g Tolv l e rr d c ro tmiai n d s n ue r i l ,a tc n e g n er t ,esv ra l , a y t h r g a n . e e 2 g a e u e p i z t e i , o g t i a t l u sf r a d a q a t m a t l w r ag rt m s b s d o h e i n me h d An h t o fu e o h s r i ep t o w r u n u p ri e s a m l o h i a e n t e d s t o . d t e me h d o s f c c i g M ATL o t r eq a t m a t l s r ag r h p o e u e ,h s fMATL u n u p t l wa m g rt m AB s fwa u n u p ri e wa m o t m r c d rs t e u e o c l i AB q a t m a i e s r a o i r c l h b e n t e lv l2 g a e u e p i z t n a g r h i g v n. s a d o h e e rr d c ro t e mia i o t m s i e o l i
[F 1 / m ,砣 = l 1 2 [F 2 / 分别 ]N r a Fy/ ≤ ]N mm ; y 得到高速级 、 低速级齿面接触强度条件和高速级、 低
速 级齿 轮 的弯 曲强 度条件 ຫໍສະໝຸດ l l × × 1
I
。 j L 。 I 叵 1
3 1 基本 参数 .
2 量子粒子群优化算法 ( P O Q S)
量 子粒 子 群 优 化 算 法 ( S , 在 粒 子 群 优 QP O) 是 化 算法 ( S 的基础 上改进 形成 的 。经 典 粒子 群算 P O)
法 的基本思想是模 拟鸟类群体行 为, 并利用 了生物 学家的生物群体模型。该算法 由于运算速度快 , 局 部搜索能力强, 参数设置简单 , 近些年已受到学术界 的广泛重视 , 但该算法的全局搜索能力不强 , 易于陷
[ 收稿 日期 ] 2 1 —1 —0 01 1 6
功率 : 6 2 w P= .k 高速轴转速 : =15 r i n 40/ n m 总传动 比: = 15 i: . 3
[ 作者简介 ] 周凌 (96 , , 商业 职业 技术 学院机电工程学 院讲师 , 17 一)女 无锡 研究方 向: 机械设计 。
第 1 卷第 6期 1
基 于 QP 二级 齿 轮 减 速器 的优 化 设 计 S O的
周 凌
( 无锡商业职业技术学 院, 江苏 无 锡 24 6 ) 1 13
【 摘
要 】 基于量子粒子群算法理论 , 二级齿轮减速器进行优化设计 , 对 并利用 MA L B软件对量子 粒子群算 法 TA
G ( )= 1 4≤ 0 G ( )= 4— 2 7 6一 ;8 2≤ 0 ;
G ( )= 5 8一 5≤ 0 G o )= 5—7≤ 0 9 . ; 1( ; G 1 )=0 9 7 0 G2 )= 7 .9≤0 1 ( .6一 ≤ ; l ( —09 。
程序进行 了设计验证。从实验结果来看 , 运用量子粒子群算法很好地实现 了减小齿 轮 中心距 的要 求, 收敛速度 快 ,
得到 的结果令人较为满意。
【 关键词 】 量子粒子群算法 ; 二级齿轮减速器 ; 化设 计 优
T eo t zt nd s no vl e rrd cr ae nQa o h p i ai ei fl e ga e u e sdo s mi o g e 2 B
其中 0 与 n 分别代表高速级与低速级齿轮的 : 中心距 ; 代表齿轮的螺旋角 。 计算总 中心距涉及的 参数有高速级法面模数 m 低速级 m 高速级小 、 齿轮数 z 、 低速级 的小齿轮数 z 、 , 高速级传动 比
i、 。低速 级传 动 比 i = ii =3 ./ 。 / 15i 故取 = [ ,m , , 3 i, = [ , m . z1Z ,1 ] 】
1 前 言
二级 圆柱齿 轮减 速器 在工矿 企业 和农业 生 产 中
入局 部最 优解 。 Q S P O结合量 子 物理 的思 想修 改 了 P O的 “ 化 ” 法 ( S 进 方 即更新 粒 子 位置 的方法 )在 更 ,
新粒子位置时重点考虑各个粒子的当前局部最优位 置信息和全局最优位置信息。在量子空 间中, 粒子 的聚集性 通过 在粒 子运 动 中心存 在 的某种 吸引势 场 产生的束缚态来描述 , 而处于量子束缚态 的粒子可
2 , 3, 4 , 5 , 6
G )=一106 0—43 . + ) + ( .7 *1 (15 ; ;
;≤0 G9 = . 1 1— (1 + ) ; 1 ) 一11 *0 43. 5 ( 7 5
+5 ) o 7+ 1 5 3 0 j≤ 。
ZH0U n Li g
【 b rc Q at aie wr l rh i fn H et p mz i e o a do i s oe tn A s at t 】 un m prc am a o tm iak do it i n ot i tnm t dbs nbd, pr i u tl s gi s n e g i ao h e r ao
; ≤0 G7X) 243 . + ) 52 1 ; ; 1 ( =一 (15 5 + [(
G ) G )与 G ) G。 ) 比 , ( 、 。( ( 、 ( 相 为
] 。
较明显的约束 , 可略去。 故取 G ( )~ G ) , ( 的
1 约束 条件 。 7个 3 6 基 于量 子粒 子群算 法 的二级齿 轮减 速器优 化 . () 1 量子行 为粒 子群 算法 优化 二 级齿 轮 减 速器
=
O26 Y . , 4=032 E=5r 5 . , 0 0 m代入上述条件, a 得到
G3 )=一309*1 1( .7 0—6 ; z 5+ ; 0 ≤ ;
∑ 0=0 +口 =05m, 11 1 1 2 . ( +i [ Z )
+ m 2 3 1+ )/o/ Z ( 2 ] s e  ̄ () 1
MAT A L B矩 阵运算 的强 大功 能 , 写量子 粒子 群算 编
法程序 。
索, 量子行为的 P O其全局搜索性能远远好于一般 S
P O算 法 。 S
3 二级齿轮减速器 的优化设计
现 以带式输 送 机传 动 装 置 中的实 例 , 讨使 用 探 MAT A L B实 现基 于量 子 粒 子群 算 法 的二 级 齿 轮减 速器 的优化 设计 。
() 2
3 4 建立 目标 函数 .
令 7: cs , 0 6 目标 函数为 : MiF( n X)= 0 5 1 ( 5 2 ( .[ 3 1+ )+ 31+
, , ,
图1 二级 圆柱齿轮减速器设计简 图
3. 选取 设计 变量 3
根据工 作条 件要 求 , 级 圆柱齿 轮减 速 器 的 总 二 中心 距应该 在满 足工作 可靠 、 用寿命 长 、 使 制造成 本 低 的要求 下 , 计到最 小 , 算公 式 为 : 设 计
K1= 1.2 K2= 1 2 4,Y1= 0.4 2 5, 00 2 8,Yz= 0.0 3 2,Y3
以以一定 的概 率密 度 出现在空 间任何 点 , 因此 , 足 满 聚集 态性 质 的粒子 可 以在 整个 可行解 空 间 中进行 搜
有着广泛的应用 。但 因其体积和机构尺寸较大 , 在 安装 空间 较小 时 , 受 到 限 制 。故 在保 证 其 承 载 能 会 力下 , 为了满足工作可靠、 结构紧凑、 使用寿命长 、 制 造成本 低 的要求 , 应对 其 进行 优 化 设 计 。本 文 现 以 带式输送机传动装置中的实例 , 探讨使用量子粒子 群算法 对 二 级 齿 轮 减 速 器 进 行 优 化 设 计 , 利 用 并