復合形法減速器的優(yōu)化設(shè)計

1、<p>　　1 前 言2</p><p>　　1.1 復合形法減速器優(yōu)化設(shè)計的意義2</p><p>　　1.1．1 機械優(yōu)化設(shè)計與減速器設(shè)計現(xiàn)狀2</p><p>　　1.1.2 優(yōu)化設(shè)計的步驟3</p><p>　　1.1.3減速器優(yōu)化設(shè)計的分析5</p><p>　　1.1.4減速器的

2、研究意義與發(fā)展前景6</p><p>　　1.2 國內(nèi)外發(fā)展狀況7</p><p>　　1.2.1、國內(nèi)減速器技術(shù)發(fā)展簡況7</p><p>　　1.2.2、國內(nèi)減速器技術(shù)發(fā)展簡況8</p><p>　　1.3論文的主要內(nèi)容9</p><p>　　2 齒輪嚙合參數(shù)優(yōu)化設(shè)計的數(shù)學模型的建立9</p>

3、;<p>　　2.1設(shè)計變量的確定9</p><p>　　2.2目標函數(shù)的確定10</p><p>　　2.3 約束條件的建立11</p><p>　　3優(yōu)化設(shè)計方法-復合形法調(diào)優(yōu)12</p><p>　　3.1復合形法介紹12</p><p>　　3.2復合形法計算步驟13</p>

4、;<p>　　3.3 單級圓柱齒輪減速器復合形法fortran優(yōu)化目標函數(shù)和約束函數(shù)子程序14</p><p>　　3.4 優(yōu)化結(jié)果16</p><p>　　4 減速器的常規(guī)設(shè)計16</p><p>　　4.1 減速器的結(jié)構(gòu)與性能介紹16</p><p>　　4.2.帶傳動零件的設(shè)計計算17</p>&l

5、t;p>　　4.3 齒輪的設(shè)計計算及結(jié)構(gòu)說明18</p><p>　　4.4.聯(lián)軸器的選擇21</p><p>　　4.5.軸的設(shè)計及校核21</p><p>　　4.5.1.從動軸結(jié)構(gòu)設(shè)計21</p><p>　　4.5.2.主動軸的設(shè)計22</p><p>　　4.5.3.危險截面的強度校核23&

6、lt;/p><p>　　4.6.鍵的選擇及校核25</p><p>　　4.7.軸承的選擇及校核25</p><p>　　4.8.減速器潤滑方式、密封形式25</p><p>　　4.8.1.密封26</p><p>　　4.8.2．潤滑26</p><p>　　5 優(yōu)化結(jié)果分析26&l

7、t;/p><p>　　6 減速器3D簡略設(shè)計過程（UG）26</p><p>　　6.1. 減速器機蓋設(shè)計26</p><p>　　6.2減速器機座設(shè)計28</p><p>　　6.3軸的設(shè)計28</p><p>　　6.3.1傳動軸的設(shè)計28</p><p>　　6.3.2齒輪軸的設(shè)計

8、29</p><p>　　6.4齒輪的設(shè)計30</p><p>　　6.5軸承的設(shè)計（以大軸承為例）32</p><p>　　6.5減速器的裝配（其它零部件說明省略）33</p><p><b>　　7 總結(jié)34</b></p><p><b>　　8 參考文獻35</b

9、></p><p><b>　　9 致 謝36</b></p><p><b>　　1 前 言</b></p><p>　　1.1 復合形法減速器優(yōu)化設(shè)計的意義</p><p>　　1.1．1 機械優(yōu)化設(shè)計與減速器設(shè)計現(xiàn)狀</p><p>　　機械優(yōu)化設(shè)計是在

10、電子計算機廣泛應(yīng)用的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一門先進技術(shù)。它是根據(jù)最優(yōu)化原理和方法，利用電子計算機為計算工具，尋求最優(yōu)化設(shè)計參數(shù)的一種現(xiàn)代設(shè)計方法。</p><p>　　實踐證明，優(yōu)化設(shè)計是保證產(chǎn)品具有優(yōu)良的性能、減輕重量或體積、降低成本的一種有效設(shè)計方法。</p><p>　　機械優(yōu)化設(shè)計的過程是首先將工程實際問題轉(zhuǎn)化為優(yōu)化設(shè)計的數(shù)學模型，然后根據(jù)數(shù)學模型的特征，選擇適當?shù)膬?yōu)化設(shè)計計算方法及其程

11、序，通過計算機求得最優(yōu)解。</p><p>　　概括起來，最優(yōu)化設(shè)計工作包括兩部分內(nèi)容：</p><p>　　將設(shè)計問題的物理模型轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)學模型。建立數(shù)學模型時要選取設(shè)計變量，列出目標函數(shù)，給出約束條件。目標函數(shù)是設(shè)計問題所要求的最優(yōu)指標與設(shè)計變量之間的函數(shù)關(guān)系式。</p><p>　　采用適當?shù)淖顑?yōu)化方法，求解數(shù)學模型?？蓺w結(jié)為在給定的條件（例如約束條件）下求目標

12、函數(shù)的極值或最優(yōu)值問題。</p><p>　　減速器作為一種傳動裝置廣泛用于各種機械產(chǎn)品和裝備中，因此，提高其承載能力，延長使用壽命，減小其體積和質(zhì)量等，都是很有意義的，而目前在二級傳動齒輪減速器的設(shè)計方面，許多企業(yè)和研究所都是應(yīng)用手工設(shè)計計算的方法，設(shè)計過程瑣碎而且在好多方面都是通過先估計出參數(shù)然后再校核計算的過程。這對于設(shè)計者來說是枯燥無味的，進行的是重復性工作，基本沒有創(chuàng)造性；對于企業(yè)來說增加了產(chǎn)品的成本且

13、不易控制產(chǎn)品質(zhì)量。這些對提高生產(chǎn)力，提高經(jīng)濟效益都是不利的?，F(xiàn)代最優(yōu)化技術(shù)的發(fā)展為解決這些問題提供了有效途徑。目前，最優(yōu)化方法在齒輪傳動中的應(yīng)用已深入到設(shè)計和研究等許多方面。例如，關(guān)于對齒面接觸強度最佳齒廓的設(shè)計；關(guān)于形成最佳油膜或其它條件下齒輪幾何參數(shù)的最優(yōu)化設(shè)計；關(guān)于齒輪體最優(yōu)結(jié)構(gòu)尺寸的選擇；關(guān)于齒輪傳動裝置傳動參數(shù)的最優(yōu)化設(shè)計；在滿足強度要求等約束條件下單位功率質(zhì)量或體積最小的變速器的最優(yōu)化設(shè)計；以總中心距最小和以轉(zhuǎn)動慣量最小作為

14、目標的多級齒輪傳動系統(tǒng)的最優(yōu)化設(shè)計；齒輪副及其傳動系統(tǒng)的動態(tài)性能的最優(yōu)化設(shè)計（動載荷和噪音最小化的研究，慣性質(zhì)量的最優(yōu)化分配及彈性參數(shù)的最優(yōu)選擇）等。即包括了對齒輪及其傳動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)尺寸和質(zhì)</p><p>　　本次畢業(yè)設(shè)計就是針對二級圓柱齒輪減速器的體積進行優(yōu)化設(shè)計，其意義在于利用已學的基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識，熟悉工程設(shè)計的一般過程，同時把先進的設(shè)計方法、理念應(yīng)用于設(shè)計中，為新技術(shù)時代的到來打下基礎(chǔ)。</p&

15、gt;<p>　　1.1.2 優(yōu)化設(shè)計的步驟</p><p>　　齒輪傳動的優(yōu)化設(shè)計，作為優(yōu)化方法在工程設(shè)計問題中的一種實際應(yīng)用，如撇開其待定的工程特點不談，它的實施步驟并無特定之處。其步驟歸納起來如下：</p><p><b>　　建立數(shù)學模型</b></p><p>　　用數(shù)學語言來描述設(shè)計任務(wù)，包括確定設(shè)計變量，建立目標函

16、數(shù)和確定約束條件。</p><p><b>　　選擇優(yōu)化算法</b></p><p>　　對于一定的數(shù)學模型，選用何種優(yōu)化算法來求得其最優(yōu)解，對提高計算效率，甚至對保證計算成功有著相當大的關(guān)系。選擇的依據(jù)通常是：是連續(xù)問題還是離散問題？是有約束問題還是無約束問題？問題的規(guī)模多大？所要達到的計算精度如何？目標函數(shù)的導數(shù)是否容易計算？目標函數(shù)和數(shù)學形態(tài)如何？是否有現(xiàn)成的程

17、序可以引用？盡可能使優(yōu)化計算過程可靠地完成，這一點是選擇算法時應(yīng)著重予以考慮的。本文按要求采用復合形法。</p><p><b>　　繪出計算的流程圖</b></p><p>　　對已經(jīng)建立的數(shù)學模型和選定的優(yōu)化算法，必須把它們編制成程序，才能夠交由計算機完成計算。在編制程序前，應(yīng)當把包括計算目標函數(shù)值、反映約束條件和執(zhí)行優(yōu)化算法在內(nèi)的整個計算過程，整理排列為一些邏輯

18、關(guān)系，清楚流程流向合理的以方框表示的流程圖，以充分反映整個計算過程中各部分計算的先后順序及相互關(guān)系。這些流程圖不僅便于我們檢查整個計算過程是否組織的正確方便，而且可作為編制程序的依據(jù)。</p><p><b>　　編制程序</b></p><p>　　編寫準備輸入計算機的源程序。選擇哪一種計算機語言來編制程序應(yīng)當根據(jù)計算機的軟件配置和對現(xiàn)成程序可引用的程度來決定，并且

19、也要考慮到數(shù)學模型的計算特點和編程人員對語言的掌握情況。</p><p>　　再編制程序以前，對整個程序的結(jié)構(gòu)安排、輸入輸出方式、乃至標示符的命名等問題，都應(yīng)當有充分的考慮。一個好的計算程序，不僅表現(xiàn)為計算速度快，占用存儲少等內(nèi)在質(zhì)量，而且在外觀上具有條理清晰、結(jié)構(gòu)簡單、易于閱讀等優(yōu)點，使得程序易被檢查和修改。</p><p>　　程序編成后，應(yīng)在計算機上反復調(diào)試。待程序調(diào)試通過后，可選擇

20、一些典型的算例驗算多次，以證明程序中的各條計算路徑都是暢通無誤的。</p><p><b>　　上機計算</b></p><p>　　待完成的設(shè)計任務(wù)向我們提供了設(shè)計條件，把這些設(shè)計條件整理排列成輸入數(shù)據(jù)，并輸入到計算機中以后，計算機將完成優(yōu)化設(shè)計任務(wù)。設(shè)計者閱讀計算機的輸出報告后，將直接過得去減速器齒輪傳動設(shè)計的設(shè)計方案，并且獲悉此項設(shè)計所達到的主要性能目標。對此，

21、可做一些必要的分析復核工作。</p><p><b>　　進行方案評估和決策</b></p><p>　　優(yōu)化設(shè)計流程圖如圖1-3。</p><p>　　圖1-2 優(yōu)化設(shè)計流程圖</p><p>　　1.1.3減速器優(yōu)化設(shè)計的分析</p><p>　　完整設(shè)計一臺減速器是一個較為復雜的過程，需要

22、完成齒輪傳動設(shè)計軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計`軸承選型設(shè)計以及箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計。一臺三級傳動的減速器，其需要確定的各種參數(shù)不下數(shù)百個。假如我們不加分析地企圖把這整個設(shè)計任務(wù)轉(zhuǎn)化為一個進行優(yōu)化設(shè)計的數(shù)學模型，以便一舉確定數(shù)百個參數(shù)的優(yōu)化值，那么這種做法幾乎一開始就會遭到難以克服的困難。</p><p>　　這是因為，盡管不難定出我們的優(yōu)化目標，也能夠定出這數(shù)百個設(shè)計變量，然而我們即使運用了機械設(shè)計科學現(xiàn)有的全部知識，也無法理清這些設(shè)計

23、變量與目標之間究竟存在著什么函數(shù)關(guān)系，以及這些設(shè)計變量之間必須遵循什么約束條件。也就是說，我們無法把目標演繹成為一個可算的函數(shù)。</p><p>　　事實上這種做法是可以避免的，也是完全不必要的。雖然作為一個整體，減速器的齒輪、軸、軸承和箱體之間有著密切的關(guān)系，但是這些部分之間齒輪卻存在著地位的主次后設(shè)計順序的先后。減速器的功能是由齒輪傳動來體現(xiàn)的，軸和軸承對齒輪僅起支撐和定位作用，箱體又起了支撐全部傳動件和作為

24、密封容器的作用。不難理解，只要優(yōu)化設(shè)計的目標是減速器承載能力最大或體積最小等，那么，成為優(yōu)化設(shè)計主要對象的只會是齒輪傳動部分。這部分設(shè)計的緊湊、高效了，其他零件也可相應(yīng)的設(shè)計的輕小些，對整個減速器所定下的設(shè)計目標也就實現(xiàn)了。其間所需要注意事項僅僅是：齒輪傳動部分的設(shè)計結(jié)果應(yīng)當在空間關(guān)系上能夠容納有相應(yīng)承載能力的軸和軸承的存在。</p><p>　　依據(jù)這樣的理解和分析，我們根據(jù)一般減速器的設(shè)計步驟，把單級圓柱齒輪

25、減速器的優(yōu)化問題也分解成為齒輪傳動的優(yōu)化設(shè)計和其他零件各自的設(shè)計。這樣，就在不影響設(shè)計效果的前提下，把一個大問題簡化為幾個獨立的較小的問題。具體說，整個單級圓柱齒輪減速器優(yōu)化設(shè)計的過程按其設(shè)計順序分解為下述幾個過程。</p><p><b>　　齒輪傳動的優(yōu)化設(shè)計</b></p><p>　　根據(jù)要求在齒輪傳動裝置的總體尺寸和軸、軸承等的結(jié)構(gòu)布置方案已定的情況下，可以

26、通過對齒輪嚙合參數(shù)的最優(yōu)化設(shè)計，達到提高其承載能力并考慮級間等強度條件，所以本文先建立了該設(shè)計的數(shù)學模型和目標函數(shù)，之后就可以著手已要求的優(yōu)化算法——復合形法來求解齒輪傳動的優(yōu)化設(shè)計問題。</p><p><b>　　軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計</b></p><p>　　齒輪傳動設(shè)計完成以后，每一根軸將受到的外載荷就可以確定，軸的跨距和各軸段的長度也可定出，這時軸的設(shè)計問題已成為

27、確定各軸段的直徑、必要的鍵連接以及其他一些細節(jié)的問題。根據(jù)現(xiàn)代關(guān)于軸的應(yīng)力和變形的設(shè)計計算方法，解決這個問題當然以校核計算的方式最為合適。也就是說，可以按照軸的受載情況，根據(jù)經(jīng)驗先繪出軸的結(jié)構(gòu)草圖，然后驗算其強度和剛度是否足夠。如果強度和剛度足夠，且其裕度適當，那么軸的結(jié)構(gòu)就完成了；否則，就需要對軸的初步設(shè)計做一些改動，并重新驗算其強度和剛度。</p><p><b>　　軸承的選型</b>

28、</p><p>　　根據(jù)已經(jīng)知道的載荷，考慮受力情況`變形限制`工作環(huán)境和其他一些因素，可初步選定減速器滾動軸承的類型和尺寸，然后就應(yīng)當進行滾動軸承的壽命和靜載安全系數(shù)的計算。這也是一項校核計算，如果校核未獲通過，就應(yīng)當考慮變更軸承的類型或加大軸承的尺寸，甚至選用性能更好軸承。</p><p>　　從以上的敘述中可以得出以下結(jié)論：減速器優(yōu)化設(shè)計的關(guān)鍵是其中齒輪傳動的優(yōu)化設(shè)計。在首先完成齒

29、輪傳動的優(yōu)化設(shè)計之后，可按傳統(tǒng)方法確定軸的結(jié)構(gòu)和軸承型號，再在計算機輔助之下對軸的強度、剛度、軸承的壽命、靜載安全系數(shù)進行校核。</p><p>　　1.1.4減速器的研究意義與發(fā)展前景</p><p>　　隨著社會的發(fā)展和人民生活水平的提高，人們對產(chǎn)品的需求是多樣化的，這就決定了未來的生產(chǎn)方式趨向多品種、小批量。在各行各業(yè)中十分廣泛地使用著齒輪減速器，它是一種不可缺少的機械傳動裝置. 它

30、是機械設(shè)備的重要組成部分和核心部件。目前，國內(nèi)各類通用減速器的標準系列已達數(shù)百個，基本可滿足各行業(yè)對通用減速器的需求。國內(nèi)減速器行業(yè)重點骨干企業(yè)的產(chǎn)品品種、規(guī)格及參數(shù)覆蓋范圍近幾年都在不斷擴展，產(chǎn)品質(zhì)量已達到國外先進工業(yè)國家同類產(chǎn)品水平，承擔起為國民經(jīng)濟各行業(yè)提供傳動裝置配套的重任，部分產(chǎn)品還出口至歐美及東南亞地區(qū)，推動了中國裝配制造業(yè)發(fā)展。</p><p>　　圓柱齒輪減速器是一種使用非常廣泛的機械傳動裝置。減

31、速器是用于原動機與工作機之間的獨立的傳動裝置，用來降低轉(zhuǎn)速和增大轉(zhuǎn)矩，以滿足工作需要。在現(xiàn)代機械中應(yīng)用極為廣泛，具有品種多、批量小、更新?lián)Q代快的特點。目前生產(chǎn)的各種類型的減速器還存在著體積大、重量重、承載能力低、成本高和使用壽命短等問題，與國外先進產(chǎn)品相比還有較大的差距。對減速器進行優(yōu)化設(shè)計，選擇最佳參數(shù)是提高承載能力、減輕重量和降低成本等各項指標的一種重要途徑。 </p><p>　　目的： 通過設(shè)計熟悉機器的

32、具體操作，增強感性認識和社會適應(yīng)能力，進一步鞏固、 深化已學過的理論知識，提高綜合運用所學知識發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力。學習機械設(shè)計的一般方法，掌握通用機械零件、機械傳動裝置或簡單機械的設(shè)計原理和過程。對所學技能的訓練，例如：計算、繪圖、查閱設(shè)計資料和手冊，運用標準和規(guī)范等。學會利用多種手段(工具)解決問題，如：在本設(shè)計中可選擇CAD等制圖工具。了解減速器內(nèi)部齒輪間的傳動關(guān)系。</p><p>　　意義： 通過設(shè)

33、計，培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際的工作作風，提高分析問題、解決問題的獨立工作能力；通過實習，加深學生對專業(yè)的理解和認識，為進一步開拓專業(yè)知識創(chuàng)造條件，鍛煉動手動腦能力，通過實踐運用鞏固了所學知識，加深了解其基本原理。</p><p>　　1.2 國內(nèi)外發(fā)展狀況</p><p>　　1.2.1、國內(nèi)減速器技術(shù)發(fā)展簡況</p><p>　　齒輪減速器在各行各業(yè)中十分廣泛地使用著

34、，是一種不可缺少的機械傳動裝置。當前減速器普遍存在著體積大、重量大，或者傳動比大而機械效率過低的問題。</p><p>　　國外的減速器，以德國、丹麥和日本處于領(lǐng)先地位，特別在材料和制造工藝方面占據(jù)優(yōu)勢，減速器工作可靠性好，使用壽命長。但其傳動形式仍以定軸齒輪傳動為主，體積和重量問題，也未解決好。最近報導，日本住友重工研制的FA型高精度減速器，美國Alan-Newton公司研制的X-Y式減速器，在傳動原理和結(jié)構(gòu)上

35、與本項目類似或相近，都為目前先進的齒輪減速器。當今的減速器是向著大功率、大傳動比、小體積、高機械效率以及使用壽命長的方向發(fā)展。因此，除了不斷改進材料品質(zhì)、提高工藝水平外，還在傳動原理和傳動結(jié)構(gòu)上深入探討和創(chuàng)新，平動齒輪傳動原理的出現(xiàn)就是一例。減速器與電動機的連體結(jié)構(gòu)，也是大力開拓的形式，并已生產(chǎn)多種結(jié)構(gòu)形式和多種功率型號的產(chǎn)品。</p><p>　　目前，超小型的減速器的研究成果尚不明顯。在醫(yī)療、生物工程、機器人

36、等領(lǐng)域中，微型發(fā)動機已基本研制成功，美國和荷蘭近期研制的分子發(fā)動機的尺寸在納米級范圍，如能輔以納米級的減速器，則應(yīng)用前景遠大。</p><p>　　1.2.2、國內(nèi)減速器技術(shù)發(fā)展簡況</p><p>　　國內(nèi)的減速器多以齒輪傳動、蝸桿傳動為主，但普遍存在著功率與重量比小，或者傳動比大而機械效率過低的問題。另外，材料品質(zhì)和工藝水平上還有許多弱點，特別是大型的減速器問題更突出，使用壽命不長。國

37、內(nèi)使用的大型減速器(500kw以上)，多從國外(如丹麥、德國等)進口，花去不少的外匯。60年代開始生產(chǎn)的少齒差傳動、擺線針輪傳動、諧波傳動等減速器具有傳動比大，體積小、機械效率高等優(yōu)點?。但受其傳動的理論的限制，不能傳遞過大的功率，功率一般都要小于40kw。由于在傳動的理論上、工藝水平和材料品質(zhì)方面沒有突破，因此，沒能從根本上解決傳遞功率大、傳動比大、體積小、重量輕、機械效率高等這些基本要求。90年代初期，國內(nèi)出現(xiàn)的三環(huán)(齒輪)減速器，

38、是一種外平動齒輪傳動的減速器，它可實現(xiàn)較大的傳動比，傳遞載荷的能力也大。它的體積和重量都比定軸齒輪減速器輕，結(jié)構(gòu)簡單，效率亦高。由于該減速器的三軸平行結(jié)構(gòu)，故使功率/體積(或重量)比值仍小。且其輸入軸與輸出軸不在同一軸線上，這在使用上有許多不便。北京理工大學研制成功的"內(nèi)平動齒輪減速器"不僅具有三環(huán)減速器的優(yōu)點外，還有著大的功率/重量(或體積)比值，以及輸入軸和輸出軸在</p><p>　　1

39、.3論文的主要內(nèi)容</p><p>　　首先是了解該課題的特點以及發(fā)展狀況,對所選課題有個初步的了解，通過設(shè)計熟悉機器的具體操作，增強感性認識和社會適應(yīng)能力，進一步鞏固、 深化已學過的理論知識，提高綜合運用所學知識發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力。學習機械優(yōu)化設(shè)計的一般方法，掌握通用機械零件、機械傳動裝置或簡單機械的設(shè)計原理和過程。本課題以減速器體積最小為目標函數(shù)，設(shè)計減速器的最優(yōu)參數(shù)，根據(jù)實際的機械設(shè)計問題建立相應(yīng)的數(shù)

40、學模型，即用數(shù)學形式來描述實際設(shè)計問題，在建立數(shù)學模型時需要應(yīng)用專業(yè)知識確定設(shè)計的限制條件和目標函數(shù)，應(yīng)用復合型法編制frotran語言，以計算機作為工具求最佳設(shè)計參數(shù)。后進行常規(guī)計算，與常規(guī)設(shè)計結(jié)果進行比較分析，繪制減速器裝配圖，裝配圖畫好后,從裝配圖中設(shè)計計算選擇各零件以及完成對零件圖的初步繪制, 用三維軟件UG建立實體模型</p><p>　　2 齒輪嚙合參數(shù)優(yōu)化設(shè)計的數(shù)學模型的建立</p>

41、<p>　　2.1設(shè)計變量的確定</p><p>　　圖2-1 單級圓柱齒輪減速器的結(jié)構(gòu)尺寸</p><p>　　圖2-1是單級圓柱齒輪減速器的結(jié)構(gòu)簡圖，已知齒數(shù)比為u,輸入功率為P，主動齒輪轉(zhuǎn)速為n1,求在滿足零件的強度和剛性條件下，使減速器體積最小的各項設(shè)計參數(shù)</p><p>　　齒輪和軸的尺寸是決定減速器體積的依據(jù)，可按它們的體積最小原則來建立目標

42、函數(shù)，殼體內(nèi)的齒輪和軸的體積近似的表示為</p><p><b>　　(2-1)</b></p><p>　　式中各符號的意義由上圖給出，其計算公式為</p><p><b>　　(2-2)</b></p><p>　　由上式可知，當齒數(shù)比給定后，體積V取決于b、z1、ml、dz1和dz2六個參數(shù)，

43、則設(shè)計變量可取為 </p><p><b>　　(2-3)</b></p><p>　　2.2目標函數(shù)的確定</p><p>　　已知單級圓柱齒輪減速器輸入功率P=22kw,輸入轉(zhuǎn)速n1=960r/min,齒數(shù)比u=4.5</p><p><b>　　所以目標函數(shù)為</b></p>&

44、lt;p><b>　?。?-4）</b></p><p>　　2.3 約束條件的建立</p><p>　　約束函數(shù)(帶入設(shè)計變量和數(shù)值)為</p><p>　　1）齒數(shù)應(yīng)大于不發(fā)生根切的最小齒數(shù)得</p><p><b>　　(2-5)</b></p><p>　　2)

45、齒寬應(yīng)滿足， 齒寬系數(shù)，一般取</p><p><b>　　(2-6)</b></p><p><b>　　(2-7)</b></p><p>　　3)動力傳動的齒輪模數(shù)應(yīng)大于2mm</p><p><b>　　(2-8)</b></p><p>　　4

46、）為了限制大齒輪的直徑不至過大，小齒輪的直徑不能大于</p><p><b>　　(2-9)</b></p><p>　　5)齒輪軸直徑的取值范圍： 得</p><p><b>　　(2-10)</b></p><p>　　6)軸的支承距離l按結(jié)構(gòu)關(guān)系，應(yīng)滿足條件： (取)得 <

47、;/p><p><b>　　(2-11)</b></p><p>　　7）齒輪的接觸應(yīng)力和彎曲應(yīng)力應(yīng)不大于許用值，得</p><p><b>　　(2-12)</b></p><p>　　8)齒輪軸的最大繞度不大于許用值[]</p><p><b>　　（2-13）&l

48、t;/b></p><p>　　9)齒輪軸的彎曲應(yīng)力σw不大于許用值[σ]w</p><p><b>　?。?-14）</b></p><p>　　代入數(shù)值不等式可表示為：</p><p>　　3優(yōu)化設(shè)計方法-復合形法調(diào)優(yōu)</p><p><b>　　3.1復合形法介紹</b

49、></p><p>　　復合形法是求解約束非線性最優(yōu)化問題的一種重要的直接方法。它來源于用于求解無約束非線性最優(yōu)化問題的單純形法，實際上是單純形法在約束問題中的發(fā)展。</p><p>　　如前所述，在求解無約束問題的單純形法中，不需計算目標函數(shù)的梯度，而是靠選取單純形的頂點并比較各頂點處目標函數(shù)值的大小，來尋找下一步的探索方向的。在用于求解約束問題的復合形法中，復合形各頂點的選擇和替

50、換，不僅要滿足目標函數(shù)值的下降，還應(yīng)當滿足所有的約束條件。</p><p>　　復合形法它的基本思路是在可行域內(nèi)構(gòu)造一個具有k個頂點的初始復合形。對該復合形各頂點的目標函數(shù)值進行比較，找到目標函數(shù)值最大的頂點（稱最壞點），然后按一定的法則求出目標函數(shù)值有所下降的可行的新點，并用此點代替最壞點，構(gòu)成新的復合型，復合形的形狀每改變一次，就像最優(yōu)點移動一步，直至逼近最優(yōu)點，復合形法算法原理圖如圖3-1。</p&g

51、t;<p>　　由于復合形的形狀不必保持規(guī)則的圖形，對目標函數(shù)及約束函數(shù)的形狀又無特殊要求，因此該法的適用性強，在機械優(yōu)化設(shè)計中得到廣泛應(yīng)用。</p><p>　　圖3-1 復合形法的算法原理</p><p><b>　　方法特點</b></p><p>　?。?）復合形法是求解約束非線性最優(yōu)化問題的一種直接方法，由于復合形的形狀

52、不必保持規(guī)則的圖形，對目標函數(shù)和約束函數(shù)無特殊要求，因此這種方法適應(yīng)性強，在機械優(yōu)化設(shè)計中應(yīng)用廣泛。</p><p>　?。?）復合形法適用于僅含不等式約束的問題。 </p><p>　　3.2復合形法計算步驟</p><p>　　基本的復合形法（只含反射）的計算步驟為：</p><p>　　1)選擇復合形的頂點數(shù)，一般取，在可行域內(nèi)構(gòu)成具有

53、個頂點的初始復合形。</p><p>　　2）計算復合形各頂點的目標函數(shù)值，比較其大小，找出最好點、最壞點及次壞點</p><p>　　3）計算除去最壞點以外的個頂點的中心。判別是否可行，若為可行點，則轉(zhuǎn)步驟4）；若為非可行點，則重新確定設(shè)計變量的下限和上限值，即令 </p><p>　　然后轉(zhuǎn)步驟1),重新構(gòu)造初始復合形。</p>

54、<p>　　4）計算反射點xR，必要時，改變反射系數(shù)a的值，直至反射成功，然后以XR取代Xh，構(gòu)成新的復合形。</p><p><b>　　5）若收斂條件</b></p><p><b>　?。?-15）</b></p><p>　　得到滿足，計算終止。約束最優(yōu)解為：。否則，轉(zhuǎn)步驟2）。 復合形法的程序框圖為

55、</p><p>　　圖3-2 復合形法的程序框圖</p><p>　　3.3 單級圓柱齒輪減速器復合形法fortran優(yōu)化目標函數(shù)和約束函數(shù)子程序</p><p>　　C ======================</p><p>　　SUBROUTINE FFX(N,X,FX)</p><p>　　C

56、 ======================</p><p>　　DIMENSION X(N)</p><p>　　COMMON /ONE/ ITE,KTE,ILI,NPE,NFX,NGR</p><p><b>　　NFX=NFX+1</b></p><p>　　FX=0.785398*(X(1)*X(3)**2

57、*(4.0375*X(2)**2+76.5*X(2)-85.0)+</p><p>　　1 X(6)**2*(0.92*X(1)+X(4)+32.0)+X(5)**2*(-X(1)+X(4)+28.0)+</p><p>　　2 X(1)*X(3)*X(6)*(0.72*X(2)-1.6))</p><p><b>　　RETURN</b

58、></p><p><b>　　END</b></p><p>　　C =========================</p><p>　　SUBROUTINE GGX(N,KG,X,GX)</p><p>　　C =========================</p><p

59、>　　DIMENSION X(N),GX(KG)</p><p>　　GX(1)=17.0-X(2)</p><p>　　GX(2)=0.9-X(1)/(X(2)*X(3))</p><p>　　GX(3)=X(1)/(X(2)*X(3))-1.4</p><p>　　GX(4)=2.0-X(3)</p><p>

60、;　　GX(5)=X(2)*X(3)-300.0</p><p>　　GX(6)=100.0-X(5)</p><p>　　GX(7)=X(5)-150.0</p><p>　　GX(8)=130.0-X(6)</p><p>　　GX(9)=X(6)-200.0</p><p>　　GX(10)=X(1)+0.5*X

61、(6)-X(4)+40.0</p><p>　　GX(11)= 44163/(X(2)*X(3)*SQRT(X(1)))-550.0</p><p>　　GX(12)=755/(X(1)*X(2)*X(3)**2*(0.169+</p><p>　　1 0.006666*X(2)-0.854*10**(-4)*X(2)**2))-300</p>

62、<p>　　GX(13)=755/(X(1)*X(2)*X(3)**2*(0.2824+</p><p>　　1 0.00177*X(2)-0.394*10**(-4)*X(2)**2))-235</p><p>　　GX(14)=117.04*X(4)**4/(X(2)*X(3)*X(5)**4)-0.003*X(4)</p><p>　　GX(1

63、5)=(1/X(5)**3)*SQRT((.285E7*X(4)/(X(2)*X(3)))**2+0.24E13)-5.5</p><p>　　GX(16)=(1/X(6)**3)*SQRT((.285E7*X(4)/(X(2)*X(3)))**2+0.60E14)-5.5</p><p><b>　　RETURN</b></p><p>&l

64、t;b>　　END</b></p><p><b>　　3.4 優(yōu)化結(jié)果</b></p><p>　　將最優(yōu)設(shè)計方案按設(shè)計規(guī)范圓整，可得最優(yōu)解為</p><p>　　4 減速器的常規(guī)設(shè)計</p><p>　　4.1 減速器的結(jié)構(gòu)與性能介紹</p><p><b>　　1

65、.結(jié)構(gòu)形式</b></p><p>　　按工作要求和條件，選用三機籠型電動機，封閉式結(jié)構(gòu)，電壓380V，</p><p>　　Y系列斜閉式自扇冷式鼠籠型三相異步電動機。</p><p>　　（1）減速器的輸入功率 </p><p><b>　　(2)V帶傳送效率</b></p>&

66、lt;p><b>　?。?）電動機功率</b></p><p>　　查文獻【4】表20-1選定電動機類型為</p><p><b>　　(4)確定電機型號</b></p><p>　　V帶傳動常用傳動比范圍 電機轉(zhuǎn)速可選范圍為</p><p><b>　　電動機選 </b>

67、;</p><p><b>　　3.傳動比分配</b></p><p>　　4.動力運動參數(shù)計算 </p><p><b>　　轉(zhuǎn)速n</b></p><p><b>　　功率Ｐ</b></p><p><b>　　轉(zhuǎn)矩T</b>&

68、lt;/p><p>　　4.2.帶傳動零件的設(shè)計計算 </p><p><b>　　計算功率 </b></p><p>　　由文獻【1】查的工作情況系數(shù)</p><p><b>　　選擇帶帶型</b></p><p>　　根據(jù)，由圖【1】8-10選用型</p>&l

69、t;p>　　3.確定帶輪的基準直徑并驗證帶速</p><p>　　1）初選小帶輪的基準直徑，取小帶輪的基準直徑</p><p><b>　　2）驗證帶速</b></p><p><b>　　因為,故帶速合適。</b></p><p>　　3）計算大帶輪的基準直徑。</p><

70、;p><b>　　圓整為</b></p><p>　　4.確定V帶的中心距和基準直徑</p><p><b>　　1）初定中心距為</b></p><p>　　2）計算帶所需的基準長度</p><p>　　有文獻【1】表8-2選帶的基準直徑</p><p><b&

71、gt;　　3）計算實際中心距</b></p><p><b>　　中心距的變化范圍為</b></p><p><b>　　5.驗算小帶輪包角</b></p><p><b>　　6.計算帶的根數(shù)</b></p><p>　　1）計算單根V帶的額定功率</p&g

72、t;<p><b>　　表8-4a得</b></p><p><b>　　由表8-4b得</b></p><p><b>　　查表8-5得 </b></p><p>　　2)計算V帶的根數(shù)z</p><p><b>　　取8根</b><

73、;/p><p>　　7.計算單根V帶的初拉力的最小值</p><p>　　B型帶的單位長度質(zhì)量</p><p>　　應(yīng)使帶的實際初拉力大于221.3N</p><p><b>　　8.計算壓軸力Fp</b></p><p><b>　　壓軸力的最小值為</b></p>

74、<p>　　9.帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計（略）</p><p>　　4.3 齒輪的設(shè)計計算及結(jié)構(gòu)說明</p><p>　?。保x定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù)</p><p>　　1）傳動方案為單級直齒圓柱齒輪傳動</p><p><b>　　2）材料選擇。</b></p><p>　　小齒輪

75、選用45號鋼，正火處理，HB=280</p><p>　　大齒輪選用45號鋼，正火處理，HB=240</p><p>　　3）選小齒輪齒數(shù),大齒輪齒數(shù)</p><p>　　2.按齒面接觸強度設(shè)計</p><p>　　由《機械零件設(shè)計手冊》查得</p><p><b>　　， </b></p&

76、gt;<p><b>　　, </b></p><p><b>　　,</b></p><p><b>　　1）試選載荷系數(shù)</b></p><p><b>　　2）</b></p><p>　　3)由表10-7選取齒寬系數(shù)</p>

77、;<p>　　4)計算小齒輪最小分度圓直徑</p><p><b>　　5）計算圓周速度</b></p><p><b>　　6)計算齒寬b</b></p><p>　　7）計算齒寬與齒高之比</p><p>　　模數(shù) </p><

78、;p>　　齒高 </p><p><b>　　8）計算載荷系數(shù)</b></p><p>　　根據(jù)，7級精度，查得動載系數(shù)</p><p><b>　　直齒輪</b></p><p>　　由文獻【1】表10-2查得使用系數(shù) </p><p

79、><b>　　載荷系數(shù)</b></p><p>　　9)按實際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑</p><p><b>　　5）計算模數(shù)</b></p><p>　　3.按齒根彎曲強度設(shè)計</p><p>　　彎曲強度的設(shè)計公式為</p><p>　?。?）確定公式內(nèi)的

80、各計算數(shù)值</p><p>　　1)小齒輪的彎曲疲勞強度極限, 大齒輪 </p><p>　　小齒輪的彎曲疲勞許用應(yīng)力，</p><p><b>　　大齒輪</b></p><p><b>　　2）計算載荷系數(shù)</b></p><p>　　3)計算大小齒輪的并加以比較<

81、/p><p><b>　　查得齒形系數(shù); </b></p><p>　　查得應(yīng)力校正系數(shù); </p><p><b>　　大齒輪的數(shù)值大</b></p><p><b>　　（2）設(shè)計計算</b></p><p><b>　　圓整得 <

82、/b></p><p><b>　　取 </b></p><p>　　分度圓直徑 </p><p>　　計算中心距 </p><p>　　齒輪寬度 </p><p>　　4.齒輪的幾何尺寸計算</p><p>　　分

83、度圓直徑 </p><p><b>　　齒頂圓直徑</b></p><p><b>　　齒全高</b></p><p><b>　　齒厚</b></p><p>　　齒根高 </p><p>　　齒頂高

84、 </p><p><b>　　齒根高直徑</b></p><p><b>　　5.齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計</b></p><p>　　小齒輪采用齒輪軸結(jié)構(gòu)，大齒輪采用鍛造毛坯的腹板式結(jié)構(gòu)</p><p>　　4.4.聯(lián)軸器的選擇</p><p&g

85、t;　　,考慮到轉(zhuǎn)矩變化小，故</p><p>　　查手冊選用YL10,YL13型凸緣聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩分別為400N.m,2500N.m</p><p>　　半聯(lián)軸器的孔徑分別為,半聯(lián)軸器長度</p><p><b>　　半聯(lián)軸器長度</b></p><p>　　4.5.軸的設(shè)計及校核</p><p

86、>　　1.軸的選材及許用應(yīng)力</p><p>　　材料為45號鋼,調(diào)質(zhì)處理</p><p>　　2.按扭矩估算最小直徑</p><p>　　主動軸 </p><p>　　若考慮鍵 選取標準直徑</p><p>　　從動軸 </p><p>　

87、　若考慮鍵 選取標準直徑</p><p>　　4.5.1.從動軸結(jié)構(gòu)設(shè)計</p><p>　　(1)軸上零件的定位,固定和裝配</p><p>　　單級減速器中可以將齒輪安排在箱體中央,相對兩軸承對稱分布.齒輪左面由套筒定位,右面由軸肩定位,聯(lián)接以平鍵作為過渡配合固定,兩軸承均以軸肩定位.</p><p>　　大齒輪結(jié)構(gòu)尺寸如圖4-1<

88、;/p><p>　　圖4-1 大齒輪結(jié)構(gòu)尺寸</p><p>　　(2)確定軸各段直徑和長度</p><p>　　<1>Ⅰ-Ⅱ段:為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求, Ⅰ-Ⅱ軸段右端需制出一軸肩,故取段的直徑,左端用軸端擋圈定位,查手冊表按軸端去擋圈直徑,半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度:,為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上,故段的長度應(yīng)比略短,取

89、</p><p>　　<2>初步選擇滾動軸承：因軸承同時受有徑向力和軸向力的作用 ,故選用蛋列圓錐滾子軸承,參照工作要求并根據(jù): .由文獻【11】選用32022型軸承，尺寸為故， </p><p>　　3>取安裝齒輪處的軸段Ⅳ-Ⅴ的直徑, 已知齒輪輪轂的寬度為90mm,為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪,此軸段應(yīng)略短與輪轂寬度,故?。糊X輪右端采用軸肩定位,軸肩高度,取,則軸環(huán)處

90、的直徑dⅤ-Ⅵ=150，軸環(huán)寬度： ，即軸肩處軸徑小于軸承內(nèi)圈外徑,便于拆卸軸承.</p><p>　　<4>軸承端蓋的總寬度為：20mm,?。?</p><p>　　<5>取齒輪距箱體內(nèi)壁距離為: ,, </p><p>　　至此,已初步確定了軸的各段直徑和長度.</p><p>　　4.5.2.主動軸的設(shè)計<

91、/p><p>　　(1)軸上零件的定位,固定和裝配與從動軸一樣設(shè)計，主動軸的結(jié)構(gòu)尺寸如圖4-2</p><p>　　圖4-2主動軸的結(jié)構(gòu)尺寸</p><p>　　軸承選用的是圓錐滾子軸承30211型，尺寸為55×100×22.75規(guī)格</p><p>　　4.5.3.危險截面的強度校核</p><p>

92、　　（1）從動軸的強度校核</p><p><b>　　圓周力</b></p><p><b>　　徑向力</b></p><p><b>　　扭矩</b></p><p><b>　　圖4-3 校核框圖</b></p><p>&

93、lt;b>　　（а=0.6）</b></p><p><b>　　由表查的</b></p><p><b>　　考慮鍵槽強度足夠</b></p><p>　　（2）主動軸的強度校核</p><p><b>　　圓周力</b></p><p&

94、gt;<b>　　徑向力</b></p><p><b>　　扭矩</b></p><p><b>　?。ě?0.6）</b></p><p><b>　　由表查的</b></p><p><b>　　考慮鍵槽強度足夠</b><

95、/p><p>　　4.6.鍵的選擇及校核</p><p><b>　?。?）主動軸外伸端</b></p><p><b>　　選用的</b></p><p><b>　　強度足夠，合格</b></p><p>　　(2) 從動軸外伸端</p>

96、<p>　　選用的是 </p><p><b>　　強度足夠，合格</b></p><p><b>　?。?）與齒輪聯(lián)接處</b></p><p>　　選用的是32×18 </p><p><b>　　強度足夠，合格</b><

97、;/p><p>　　4.7.軸承的選擇及校核</p><p>　　軸承選用的圓錐滾子軸承</p><p>　　主動軸選擇30211 2個 GB297-84</p><p>　　從動軸選擇32022 2個 GB/T 297-1994 經(jīng)過計算軸承壽命合格</p><p>　　4.8.減速器潤滑方式、密封形式</

98、p><p><b>　　4.8.1.密封</b></p><p>　　由于選用的電動機為低速，常溫，常壓的電動機則可以選用毛氈密封。毛氈密封是在殼體圈內(nèi)填以毛氈圈以堵塞泄漏間隙，達到密封的目的。毛氈具有天然彈性，呈松孔海綿狀，可儲存潤滑油和遮擋灰塵。軸旋轉(zhuǎn)時，毛氈又可以將潤滑油自行刮下反復自行潤滑。</p><p><b>　　4.8.2

99、．潤滑</b></p><p>　　(1)對于齒輪來說，由于傳動件的的圓周速度,采用浸油潤滑，因此機體內(nèi)需要有足夠的潤滑油，用以潤滑和散熱。同時為了避免油攪動時泛起沉渣，齒頂?shù)接统氐酌娴木嚯xH不應(yīng)小于30-50mm。對于單級減速器，浸油深度為一個齒全高，這樣就可以決定所需油量，單級傳動,每傳遞1KW需油量。</p><p>　?。?）對于滾動軸承來說，由于傳動件的速度不高，且難

100、以經(jīng)常供油，所以選用潤滑脂潤滑。這樣不僅密封簡單，不宜流失，同時也能形成將滑動表面完全分開的一層薄膜。</p><p><b>　　5 優(yōu)化結(jié)果分析</b></p><p><b>　　優(yōu)化前：</b></p><p><b>　　優(yōu)化后：</b></p><p>　　結(jié)論：經(jīng)

101、優(yōu)化后體積優(yōu)化了22%，起到了良好的優(yōu)化作用</p><p>　　6 減速器3D簡略設(shè)計過程（UG）</p><p>　　6.1. 減速器機蓋設(shè)計</p><p>　?。?）啟動UGNX5.0，選擇【文件】→【新建】，創(chuàng)建新部件，文件名為</p><p>　　JIGAI，進入建立模型模塊。</p><p>　　（2）選

102、擇【插入】→【草圖】選擇XC-YC平面，單擊“確定”進入草圖繪制界面創(chuàng)建如圖6-1草圖，后單擊完成草圖</p><p>　　圖6-1 草圖尺寸 </p><p>　　（3）單擊進行拉伸，選擇所創(chuàng)建的曲線，選擇Z↑為拉伸方向</p><p>　　輸入終點距離77，進行拉伸生成實體模型如圖6-2</p>&l

103、t;p>　　圖6-2 實體模型</p><p>　　選擇【草圖】單擊“確定”再次進入草圖繪制界面創(chuàng)建如圖6-3草圖，后單擊完成草圖</p><p>　　圖6-3機蓋端面大小滾動軸承凸臺草圖 </p><p>　　單擊拉伸，編輯相應(yīng)的尺寸參數(shù)，成型后進行【抽殼】設(shè)置抽殼厚度為8mm，根據(jù)文獻【10】單擊【圓角】，選擇相應(yīng)的邊緣，再建窺視孔后

104、，在創(chuàng)建各個孔系和螺紋孔后獲得如圖6-4機蓋三維圖</p><p>　　圖6-4 機蓋三維圖</p><p>　　6.2減速器機座設(shè)計</p><p>　　（1）啟動UGNX5.0,單擊【新建】，創(chuàng)建新部件，文件名為JIZUO,進入建立模型模塊。</p><p>　?。?）選擇【插入】→【草圖】,單擊確定，進入草圖繪制界面，繪制如圖6-5草圖

105、，單擊完成草圖</p><p>　　圖6-5 機座整體草圖 </p><p>　　（3）單擊【拉伸】，設(shè)置各項相應(yīng)參數(shù)，成型后單擊抽殼設(shè)置抽殼厚度為8mm，單擊【倒圓角】，修改相應(yīng)的邊緣。再創(chuàng)建各個M12的孔系，和M8的軸承蓋的螺紋孔系。等等，最后完成獲得如圖6-6機座三維圖。</p><p>　　圖6-6 機座三

106、維圖</p><p><b>　　6.3軸的設(shè)計</b></p><p>　　6.3.1傳動軸的設(shè)計</p><p>　?。?）啟動UGNX5.0,選擇【文件】→【新建】，創(chuàng)建新部件，文件名為ZHOU06,進入建立模型模塊。</p><p>　　（2）點擊圓柱按鈕 建立圓柱，再單擊 創(chuàng)建如圖6-7軸的參數(shù)，建立階梯軸&

107、lt;/p><p>　　圖6-7 傳動軸的參數(shù)</p><p>　?。?）單擊基準平面按鈕，創(chuàng)建鍵槽的兩底部平面，后單擊創(chuàng)建兩鍵槽后進行倒圓角后視圖如圖6-8</p><p>　　圖6-8 傳動軸的三維圖</p><p>　　6.3.2齒輪軸的設(shè)計</p><p>　?。?）選擇【文件】→【新建】，創(chuàng)建新部件，文件名為ZH

108、OU206,進入建立模型模塊。</p><p>　　（2）選擇【插入】→【草圖】進入草圖繪制界面，點擊【配置文件】繪制如圖6-9草圖，單擊完成草圖</p><p>　　圖6-9 齒輪軸尺寸約束 </p><p>　?。?）單擊【回轉(zhuǎn)】截面曲線為上面的草圖，旋轉(zhuǎn)軸為x軸，單擊完成</p><p&g

109、t;　?。?）單擊【草圖】創(chuàng)建齒槽草圖如圖6-10，單擊完成草圖后單擊拉伸求差，建立一齒槽，再單擊【實體特征】，創(chuàng)建齒輪軸，建立基準平面，單擊【鍵槽】創(chuàng)建鍵槽后得到三維圖如圖6-11。</p><p><b>　　圖6-10齒槽草圖</b></p><p>　　圖6-11齒輪軸的三維圖</p><p><b>　　6.4齒輪的設(shè)計&l

110、t;/b></p><p>　?。?）選擇【文件】→【新建】，創(chuàng)建新部件，文件名為dachilun，進入建立模型模塊。</p><p>　?。?）選擇【插入】→【草圖】進入草圖繪制界面，點擊【配置文件】繪制如圖6-12草圖，單擊完成草圖。</p><p>　　圖6-12 齒輪輪廓尺寸約束 </p><p>　?。?/p>

111、3）重復步驟2，又繪制如圖6-13草圖，后完成</p><p>　　單擊【回轉(zhuǎn)】截面曲線選擇圖6-12草圖，旋轉(zhuǎn)軸選擇X軸，單擊“完成”，單擊【拉伸】根據(jù)圖6-13個草圖進行拉伸求差完成齒輪腹板孔、鍵槽和齒槽建模，后單擊【插入】→【關(guān)聯(lián)復制】→【實例特征】，進行建模如圖6-14</p><p>　　圖6-13 齒輪腹板孔、鍵槽和齒槽草圖</p><p>　　圖6-1

112、4 大齒輪三維圖</p><p>　　6.5軸承的設(shè)計（以大軸承為例）</p><p>　?。?）選擇【文件】→【新建】，創(chuàng)建新部件，文件名為dazhoucheng，進入建立模型模塊。</p><p>　?。?）選擇【插入】→【草圖】進入草圖繪制界面，點擊【配置文件】繪制如圖6-15草圖，單擊完成草圖。</p><p>　　圖6-15 大軸承

113、尺寸約束 </p><p>　　（3）單擊【回轉(zhuǎn)】選擇圖6-15中的軸承內(nèi)外壁草圖曲線，以X為軸旋轉(zhuǎn)單擊“應(yīng)用”得到圖6-16軸承內(nèi)外壁三維圖。 </p><p>　　圖6-16 軸承內(nèi)外壁三維圖</p><p>　?。?）再選擇圖6-15滾子草圖曲線以滾子中心線為旋轉(zhuǎn)軸，單擊“完成”</p><p>　　再單擊【格式】→【W(wǎng)CS】→【旋轉(zhuǎn)

114、】選擇-Y軸，角度為90°，再單擊【編輯】→</p><p>　　【變換】→【繞點旋轉(zhuǎn)】進行參數(shù)編輯得到軸承三維圖如6-17</p><p>　　圖6-17 軸承的三維圖</p><p>　　6.5減速器的裝配（其它零部件說明省略）</p><p>　　裝配順序為鍵與軸配完后再與齒輪配合，再和軸承相配 ，再與機座相配，最后配上機蓋，

115、窺視孔蓋、軸承蓋最后配上螺栓螺母，完成裝配如圖6-18。</p><p>　　圖6-18 減速器裝配三維圖圖</p><p><b>　　7 總結(jié)</b></p><p>　　在此畢業(yè)設(shè)計即將完成之時,回顧整個畢業(yè)設(shè)計過程，感觸頗深。我本次做的畢業(yè)課題是復合形法減速器優(yōu)化設(shè)計，通過設(shè)計熟悉機器的具體操作，增強感性認識和社會適應(yīng)能力，進一步鞏固

116、、 深化已學過的理論知識，提高綜合運用所學知識發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力。學習機械設(shè)計的一般方法，掌握通用機械零件、機械傳動裝置或簡單機械的設(shè)計原理和過程。對所學技能的訓練，例如：計算、繪圖、查閱設(shè)計資料和手冊，運用標準和規(guī)范等。學會利用多種手段(工具)解決問題，如：在本設(shè)計中可選擇CAD等制圖工具。了解減速器內(nèi)部齒輪間的傳動關(guān)系。此后逐漸對該課題有了進一步的了解，對整個設(shè)計過程中所牽涉到的知識點進行梳理，漸漸形成了一個大致的輪廓。但在設(shè)

117、計過程中仍遇到許許多多的困難，對此專業(yè)知識掌握還有一定的差距。最突出的困難就是在優(yōu)化程序的編制與調(diào)試過程中所遇到的困難，充分暴露出對計算機知識的匱乏，有待于在日后的工作和學習中予以加強。</p><p>　　在做完該課題后，對于優(yōu)化設(shè)計的意義、發(fā)展以及一般的設(shè)計步驟都有一定的了解。通過設(shè)計，培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際的工作作風，提高分析問題、解決問題的獨立工作能力；通過實習，加深學生對專業(yè)的理解和認識，為進一步開拓專業(yè)

118、知識創(chuàng)造條件。鍛煉動手動腦能力，通過實踐運用鞏固了所學知識，加深了解其基本原理。對其中的一些設(shè)計要點有了自己的理解。最優(yōu)化設(shè)計意義重大，在一定的技術(shù)條件下，能夠使設(shè)計質(zhì)量得以提高、加快設(shè)計速度、減輕設(shè)計人員的勞動量等。由于此類課題函蓋許多其它知識，由此對此類設(shè)計人員的綜合知識要求較高。故而作好優(yōu)化設(shè)計的前提必須要掌握好與其相關(guān)的其它知識。設(shè)計過程步與步之間環(huán)環(huán)相扣，整體工作的完成才真正意義使它得到最優(yōu)化。當然，所謂優(yōu)化方案，也只是在某些

119、前提條件下所得到的相對較優(yōu)的方案，隨著客觀條件的變化、認識能力的提高、新的需求的出現(xiàn)或計算手段的進步，每一項工程設(shè)計則需要更加完善的優(yōu)化方法，這就要求優(yōu)化方法需要不斷地得到提高、改進和創(chuàng)新。</p><p>　　在此很高興能有這么好的學習機會，讓我從中學會了很多新的知識。在整個設(shè)計過程中可能有欠缺的地方，望老師予以批評指正。不勝感激。</p><p><b>　　8 參考文獻&l

120、t;/b></p><p>　　[1]璞良貴，紀名剛主編.機械設(shè)計.第八版.北京：高等教育出版社，2007</p><p>　　[2]孫靖民主編.機械優(yōu)化設(shè)計.第三版.北京：機械工業(yè)出版社，2005</p><p>　　[3]方世杰，綦耀光主編.機械優(yōu)化設(shè)計.北京：機械工業(yè)出版社，1997.2</p><p>　　[4]王昆等主編. 機

121、械設(shè)計課程設(shè)計手冊.北京：機械工業(yè)出版社，2004</p><p>　　[5]孫巖等主編，機械設(shè)計課程設(shè)計.北京：北京理工大學出版社2007</p><p>　　[6]劉瑞新，洪遠征等編著.Visual Basic 程序設(shè)計教程.第二版. 北京：機械工業(yè)出版社，2006</p><p>　　[7]楊黎明主編.機械零件設(shè)計手冊.北京：國防工業(yè)出版社，1996</

122、p><p>　　[8]劉瑞新，洪遠征等編著.Visual Basic 程序設(shè)計教程上機指導及習題解答.第二版. 北京：機械工業(yè)出版社，2006</p><p>　　[9]鄭貞平，喻德主編.UG NX5中文版三維設(shè)計與NC加工實例精解. 北京：機械工業(yè)出版社，2008</p><p>　　[10]楊曉琦等，UG NX5中文版機械設(shè)計從入門到精髓. 北京：機械工業(yè)出版社20

123、08</p><p>　　[11]吳宗澤主編.機械設(shè)計實用手冊. 化學工業(yè)出版社，1991 </p><p>　　[12]孫桓等主編.機械原理.高等教育出版社，2001</p><p>　　[13]朱燕生等，常用機械零部件優(yōu)化設(shè)計程序庫，北京：機械工業(yè)出版社，1987</p><p>　　[14]Carrol, R., and Johnson