文档介绍：广东石油化工学院
课程设计
单级直齿圆柱齿轮减速器的优化设计
single stage straightens tooth column gear reducer optimal design
学院机电工程学院专业机械设计制造及其自动化班级机电
专业负责人
批准日期
广东石油化工学院
课程设计任务书
院(系): 机电工程系专业机械设计制造及其自动化
班级: 机电08–1班学生: 张占新学号: 08024040144
一、课程设计课题单级直齿圆柱齿轮减速器的优化设计
二、课程设计工作自 2011 年 12 月 12 日起至 2012 年 12 月 30 日止
三、课程设计进行地点广东石油化工学院
四、课程设计的内容要求

(1)单级直齿圆柱齿轮减速器传动简图和齿轮结构图;
(2)传动比u=5、输入功率输入轴转速n=980rpm。

(1)综述圆柱齿轮减速器及其优化设计;
(2)建立单级直齿圆柱齿轮减速器的优化模型;
(3)运用Matlab的优化工具箱,编写程序解优化模型。

(1)编写设计说明书;
(2)绘制所设计的齿轮的零件图。
(3)
(4)
(5)
注:设计说明书不少于1万字,用打印机输出。

(1)徐锦康. 机械优化设计[M]. 北京:机械工业出版社,1996.
(2)濮良贵. 机械设计(第六版)[M]. 北京:高等教育出版社,1996.

指导教师徐正冈
接受设计任务开始执行日期 2011 年 12 月 12 日
学生签名
题目:单级直齿圆柱齿轮减速器的优化设计 5
第一章圆柱齿轮减速器及其优化设计概述 6
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第二章建立数模型 7
7
7
确定约束函数 7
第三章优化工具 10
Matlab背景介绍 10
Matlab语言介绍 11
Matlab语言的特点 11
Matlab语句的基本功能 12
3 .3 Matlab编程 14
控制语句 14
创建M文件 15
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fmincon函数 17
第四章编程求解与优化结果 18
18
不等式约束函数文件 19
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21
参考文献 21
题目:单级直齿圆柱齿轮减速器的优化设计
设计如图所示的单级圆柱齿轮减速器。减速器的传动比,输入功率,输入轴转速。要求在保证齿轮承载能力的条件下,使减速器的质量最小。
x1 b
x2 z1
x3 m
X=[x1 x2 x3 x4 x5 x6]T =x4 l1
X5 d1
X6 d2
第一章圆柱齿轮减速器及其优化设计概述
:
圆柱齿轮减速机,是一种动力传达机构,其利用齿轮的速度转换器,将电机的回转数减速到所要的回转数,并得到较大转矩的装置。圆柱齿轮减速机是一种相对精密的机械,使用它的目的是降低转速,增加转矩。圆柱齿轮减速机的齿轮采用渗碳、淬火、磨齿加工,承载能力高、噪声低;主要用于带式输送机及各种运输机械,也可用于其它通用机械的传动机构中。它具有承载能力高、寿命长、体积小、效率高、重量轻等优点,用于输入轴与输出轴呈垂直方向布置的传动装置中。。圆柱齿轮减速器广泛应用于冶金、矿山、起重、运输、水泥、建筑、化工、纺织、印染、制药等领域。

圆柱齿轮减速器是各类机械设备中广泛应用的传动装置,因此,如何设计出体积小、质量轻、成本低但却承载能力强、使用寿命长的圆柱齿轮减速器,一直是设计人员关注的重要课题。实践表明,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,是一种以经验类比为基础的设计方法,带有极大的主观随意性,虽然也能获得满足给定条件的可用的设计方案,但一般不是最佳的。只有采用优化设计的方法,才是解决上述设计课题的有效途径。
减速器的优化设计,一般是指在给定功率P、齿数比u、输入转速以及其他技术条件和要求下,找出一组使减速器的某项经济技术指标打到最优的设计参数。圆柱齿轮减速器的类型与结构形式有很多种,工作条件和设计要求也各种各样,难以用统一的数学模型描述不同类型、不同结构及不同