南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文11前言.21.1復(fù)合形法減速器優(yōu)化設(shè)計(jì)的意義.21.11機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)與減速器設(shè)計(jì)現(xiàn)狀.21.1.2優(yōu)化設(shè)計(jì)的步驟.31.1.3減速器優(yōu)化設(shè)計(jì)的分析.51.1.4減速器的研究意義與發(fā)展前景.61.2國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r.71.2.1、國內(nèi)減速器技術(shù)發(fā)展簡況.71.2.2、國內(nèi)減速器技術(shù)發(fā)展簡況.81.3論文的主要內(nèi)容.92齒輪嚙合參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模型的建立.92.1設(shè)計(jì)變量的確定.92.2目標(biāo)函數(shù)的確定.102.3約束條件的建立.113優(yōu)化設(shè)計(jì)方法-復(fù)合形法調(diào)優(yōu).123.1復(fù)合形法介紹.123.2復(fù)合形法計(jì)算步驟.133.3單級(jí)圓柱齒輪減速器復(fù)合形法FORTRAN優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)和約束函數(shù)子程序.143.4優(yōu)化結(jié)果.164減速器的常規(guī)設(shè)計(jì).164.1減速器的結(jié)構(gòu)與性能介紹.164.2.帶傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算.174.3齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算及結(jié)構(gòu)說明.184.4.聯(lián)軸器的選擇.214.5.軸的設(shè)計(jì)及校核.214.5.1.從動(dòng)軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).214.5.2.主動(dòng)軸的設(shè)計(jì).224.5.3.危險(xiǎn)截面的強(qiáng)度校核.234.6.鍵的選擇及校核.254.7.軸承的選擇及校核.254.8.減速器潤滑方式、密封形式.254.8.1.密封.264.8.2潤滑.265優(yōu)化結(jié)果分析.266減速器3D簡略設(shè)計(jì)過程（UG）.26南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文26.1.減速器機(jī)蓋設(shè)計(jì).266.2減速器機(jī)座設(shè)計(jì).286.3軸的設(shè)計(jì).286.3.1傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì).286.3.2齒輪軸的設(shè)計(jì).296.4齒輪的設(shè)計(jì).306.5軸承的設(shè)計(jì)（以大軸承為例）.326.5減速器的裝配（其它零部件說明省略）.337總結(jié).348參考文獻(xiàn).359致謝.361前言1.1復(fù)合形法減速器優(yōu)化設(shè)計(jì)的意義1.11機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)與減速器設(shè)計(jì)現(xiàn)狀機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)是在電子計(jì)算機(jī)廣泛應(yīng)用的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一門先進(jìn)技術(shù)。它是根據(jù)最優(yōu)化原理和方法，利用電子計(jì)算機(jī)為計(jì)算工具，尋求最優(yōu)化設(shè)計(jì)參數(shù)的一種現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法。實(shí)踐證明，優(yōu)化設(shè)計(jì)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(jì)方法。機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)的過程是首先將工程實(shí)際問題轉(zhuǎn)化為優(yōu)化設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模型，然后根據(jù)數(shù)學(xué)模型的特征，選擇適當(dāng)?shù)膬?yōu)化設(shè)計(jì)計(jì)算方法及其程序，通過計(jì)算機(jī)求得最優(yōu)解。概括起來，最優(yōu)化設(shè)計(jì)工作包括兩部分內(nèi)容：（1）將設(shè)計(jì)問題的物理模型轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)學(xué)模型。建立數(shù)學(xué)模型時(shí)要選取設(shè)計(jì)變量，列出目標(biāo)函數(shù)，給出約束條件。目標(biāo)函數(shù)是設(shè)計(jì)問題所要求的最優(yōu)指標(biāo)與設(shè)計(jì)變量之間的函數(shù)關(guān)系式。（2）采用適當(dāng)?shù)淖顑?yōu)化方法，求解數(shù)學(xué)模型?？蓺w結(jié)為在給定的條件（例如約束條件）下求目標(biāo)函數(shù)的極值或最優(yōu)值問題。減速器作為一種傳動(dòng)裝置廣泛用于各種機(jī)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(jí)傳南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文3動(dòng)齒輪減速器的設(shè)計(jì)方面，許多企業(yè)和研究所都是應(yīng)用手工設(shè)計(jì)計(jì)算的方法，設(shè)計(jì)過程瑣碎而且在好多方面都是通過先估計(jì)出參數(shù)然后再校核計(jì)算的過程。這對(duì)于設(shè)計(jì)者來說是枯燥無味的，進(jìn)行的是重復(fù)性工作，基本沒有創(chuàng)造性；對(duì)于企業(yè)來說增加了產(chǎn)品的成本且不易控制產(chǎn)品質(zhì)量。這些對(duì)提高生產(chǎn)力，提高經(jīng)濟(jì)效益都是不利的。現(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(dòng)中的應(yīng)用已深入到設(shè)計(jì)和研究等許多方面。例如，關(guān)于對(duì)齒面接觸強(qiáng)度最佳齒廓的設(shè)計(jì)；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(jì)；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(dòng)裝置傳動(dòng)參數(shù)的最優(yōu)化設(shè)計(jì)；在滿足強(qiáng)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(jì)；以總中心距最小和以轉(zhuǎn)動(dòng)慣量最小作為目標(biāo)的多級(jí)齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的最優(yōu)化設(shè)計(jì)；齒輪副及其傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能的最優(yōu)化設(shè)計(jì)（動(dòng)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(duì)齒輪及其傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)尺寸和質(zhì)量，齒輪幾何參數(shù)和齒廓形狀，傳動(dòng)參數(shù)等運(yùn)動(dòng)學(xué)問題，振動(dòng)、噪音等動(dòng)力學(xué)問題的最優(yōu)化。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)就是針對(duì)二級(jí)圓柱齒輪減速器的體積進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，其意義在于利用已學(xué)的基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識(shí)，熟悉工程設(shè)計(jì)的一般過程，同時(shí)把先進(jìn)的設(shè)計(jì)方法、理念應(yīng)用于設(shè)計(jì)中，為新技術(shù)時(shí)代的到來打下基礎(chǔ)。1.1.2優(yōu)化設(shè)計(jì)的步驟齒輪傳動(dòng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，作為優(yōu)化方法在工程設(shè)計(jì)問題中的一種實(shí)際應(yīng)用，如撇開其待定的工程特點(diǎn)不談，它的實(shí)施步驟并無特定之處。其步驟歸納起來如下：（1）建立數(shù)學(xué)模型用數(shù)學(xué)語言來描述設(shè)計(jì)任務(wù)，包括確定設(shè)計(jì)變量，建立目標(biāo)函數(shù)和確定約束條件。（2）選擇優(yōu)化算法對(duì)于一定的數(shù)學(xué)模型，選用何種優(yōu)化算法來求得其最優(yōu)解，對(duì)提高計(jì)算效率，甚至對(duì)保證計(jì)算成功有著相當(dāng)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(dá)到的計(jì)算精度如何？目標(biāo)函數(shù)的導(dǎo)數(shù)是否容易計(jì)算？目標(biāo)函數(shù)和數(shù)學(xué)形態(tài)如何？是否有現(xiàn)成的程序可以引用？盡可能使優(yōu)化計(jì)算過程可靠地完成，這一點(diǎn)是選擇算法時(shí)應(yīng)著重予以考慮的。本文按要求采用復(fù)合形法。南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文4（3）繪出計(jì)算的流程圖對(duì)已經(jīng)建立的數(shù)學(xué)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(jì)算機(jī)完成計(jì)算。在編制程序前，應(yīng)當(dāng)把包括計(jì)算目標(biāo)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(gè)計(jì)算過程，整理排列為一些邏輯關(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(gè)計(jì)算過程中各部分計(jì)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(gè)計(jì)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)。（4）編制程序編寫準(zhǔn)備輸入計(jì)算機(jī)的源程序。選擇哪一種計(jì)算機(jī)語言來編制程序應(yīng)當(dāng)根據(jù)計(jì)算機(jī)的軟件配置和對(duì)現(xiàn)成程序可引用的程度來決定，并且也要考慮到數(shù)學(xué)模型的計(jì)算特點(diǎn)和編程人員對(duì)語言的掌握情況。再編制程序以前，對(duì)整個(gè)程序的結(jié)構(gòu)安排、輸入輸出方式、乃至標(biāo)示符的命名等問題，都應(yīng)當(dāng)有充分的考慮。一個(gè)好的計(jì)算程序，不僅表現(xiàn)為計(jì)算速度快，占用存儲(chǔ)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(diǎn)，使得程序易被檢查和修改。程序編成后，應(yīng)在計(jì)算機(jī)上反復(fù)調(diào)試。待程序調(diào)試通過后，可選擇一些典型的算例驗(yàn)算多次，以證明程序中的各條計(jì)算路徑都是暢通無誤的。（5）上機(jī)計(jì)算待完成的設(shè)計(jì)任務(wù)向我們提供了設(shè)計(jì)條件，把