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二级圆柱齿轮减速器的优化设计——答辩,二级圆柱齿轮减速器的优化设计
四、结论 在减速器的输入功率为5.5Kw,传动比为31.5,输入端的转速为1000r/min 时,通过普通的设计得到减速器的体积为2.1423×107,经优化设计得到减速器的体积为1.8799×107,从而知优化后体积减少12.25% 。 五、本课题的发展前景 本课题的后续任务: 1.利用random语句产生初始点 2.表达式分析技术 3.程序前台及整个框架 谢谢大家! 请各位老师批评指正! * 减速器的设计计算准则进行了分析研究 * (可得到四个不等式) * (可得到四个不等式) * (可得到四个不等式) * (可得到四个不等式) 机设毕业论文答辩 设计题目: 二级圆柱齿轮减速器的 优化设计 指导老师: 学生姓名: 一、课题提出的背景和意义 机械优化设计作为一种现代设计方法,在 机械、化工、自控等各个行业的应用日益广泛。 减速器作为一种重要的传动装置,在各个领域的应用十分广泛。 而目前在减速器的设计方面,多采用人工设计计算的方法,不能适应信息时代的发展。 为此提出本课题,具有前瞻性,创造性。 二、圆柱齿轮减速器的优化设计 1.减速器的结构简图 2.目标函数和设计变量的确定 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。根据以上所述,则齿轮及轴的体积和可近似的表达为 设计变量为: 目标函数为: 3.约束条件的确定 (1)设计变量的上下界(可得到10个不等式) 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, (2)相对齿宽条件(可得到四个不等式) 齿轮愈宽,承载能力愈高,因而齿轮不宜过窄;但 增大齿宽又会使齿面上的载荷更趋不均匀,故齿宽系数应取得适当,又两支承相对小齿轮作不对称布置 (3)按高速级大齿轮与低速轴不干涉的条件 E——为低速轴轴线与高速级大齿轮齿顶圆之间的距离 (4)齿轮的接触应力应不大于其许用值 动载系数 (5)齿轮的弯曲应力应不大于其许用值 齿形系数,应力校正系数 (6)轴的弯扭强度校核计算 (7)两轴承支承距离最小限额尺寸 4.优化方法的选择 内惩罚函数法 不等式约束,可行域内,逐渐改善的方案可供选择 单纯形法 不需求导,直接求优法,程序简单,未知目标函数的数学表达式而知道它的具体算法,适用于中小型设计问题。 5.程序算法流程图 6.优化的程序实现 采用C++语言来实现优化的程序,具体源代码见论文附录 三、优化设计中应注意的问题 1.数学模型的尺度变换 所谓尺度变换,就是指改变各个坐标的比例,它是一种改善数学模型性态的技巧,包括设计变量的尺度变换,目标函数的尺度变换和约束条件的尺度变换。 2.数据表和线图的处理 利用Matlab软件来实现数据表和线图的公式 拟合。 3.编写和调试程序的一些注意点 (1)优化理论,程序流程图 (2)重复使用的表达式模块利用函数或利用新的变量来代替。 (3)语法错误,逻辑错误。 * 减速器的设计计算准则进行了分析研究 * (可得到四个不等式) * (可得到四个不等式) * (可得到四个不等式) * (可得到四个不等式)
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