论文分类号： 2
学校代码： 10708 学 号：
学 士 学 位 论 文
二级圆柱齿轮减速器的优化设计
高泽东
指 导 教 师：张彩丽 讲师
专 业 名 称：机械设计制造及其自动化 论文提交日期：2003.6.3 论文答辩日期： 学位授予单位和日期：
答辩委员会主席：
评阅人：
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
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 .............................................................................................. 28 3.3 减速器常规参数的设定 ............................................................................................................. 29 3.4 约束条件的确定 ......................................................................................................................... 29 第四章 减速器优化设计中的几个重要问题 ...................................................................................... 39 4.1 数学模型的尺度变换 ................................................................................................................. 39 4.2 数据表和线图的处理 ................................................................................................................. 40 4.3 最优化方法的选择 ..................................................................................................................... 40 4.4 编写和调试程序的一些注意点 .................................................................................................. 42 结 论 ..................................................................................................................................................... 43 参考文献.................................................................................................................................................. 44 致 谢 ..................................................................................................................................................... 45 附 录：程序源代码.............................................................................................................................. 46