机械设计课程设计-二级圆柱齿轮减速器进行优化设计

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1、现代设计方法—课程设计学生姓名：学号：年级班级：指导教师：日期：设计题目：机电工程学院2016-2017学年第一学期现代机械设计方法课程设计任务书一、课程设计目的:1、综合运用《现代机械设计方法》课程以及其它先修课程的理论和生产实际知识，进行机械传动优化设计基本训练，培养理论联系实际的正确设计理念。2、学习并掌握利用一种计算机语言（C语言或Matlab）对一般的机械传动进行优化设计，培养学生进行独立设计和解决实际设计问题的能力。3、对学生在工程计算、运用设计资料（包括手册、标准和规范等）以及进行经验估算和处理数据等机械设计的基

2、本技能方面进行一次全面训练，以提高他们的实际工作能力。二、课程设计内容：以所选题目作为设计对象，包括以下内容：1、选取设计变量；2、确定约束条件；3、建立目标函数；4、选择优化算法；5、进行程序设计；6、计算结果处理与分析；7、撰写课程设计论文。三、课程设计的主要工作量：1、C语言或Matlab源程序一份；2、课程设计论文一份（3000-5000字）四、课程设计的一般步骤和时间分配：本次课程设计时间为二周，分以下五个阶段进行，每个阶段的主要工作内容及时间分配如下表（仅供参考）。阶段主要工作内容所占时间比例1.阅读设计任务书，明

3、确设计内容和要求，分一、设计准备析设计题目，了解原始数据及工作条件。5％2.参观及阅读设计资料，了解、分析设计对象3.明确并拟定设计过程和工作计划。1.选取设计变量；二、确定设计方案2.确定约束条件；15％3.建立目标函数；4.选择优化算法。三、程序设计1.框图设计；40％2.程序编制与调试。四、结果处理与数对程序运行的结果进行分析处理并确定最终的5％据分析设计参数。五、撰写论文撰写一篇课程设计论文（资料）并对设计过程进35％行总结。五、选题：每位学生在下面题目中，采用机械领域较为常用的复合形法或罚函数法等，按学号对应的原始数

4、据对二级圆柱齿轮减速器进行优化设计。题目：设计一用于带式运输机的二级斜齿圆柱齿轮减速器。工作有轻微振动，经常满载、空载起动、两班制工作，使用寿命8年，每年按300天计。要求按总中心距最小来确定总体方案中的各主要参数。传动简图如下图所示。摘要齿轮传动是现代机械中应用最广的一种传动形式。它的主要优点是：①瞬时传动比恒定、工作平稳、传动准确可靠可传递空间任意两轴之间的运动和动力；②适用的功率和速度范围广；③传动效率高，η=0.92-0.98；④工作可靠、使用寿命长；⑤外轮廓尺寸小、结构紧凑。由齿轮、轴、轴承及箱体组成的齿轮减速器,用

5、于原动机和工作机或执行机构之间,起匹配转速和传递转矩的作用,在现代机械中应用极为广泛。国内的减速器多以齿轮传动、蜗杆传动为主，但普遍存在着功率与重量比小，或者传动比大而机械效率过低的问题。另外，材料品质和工艺水平上还有许多弱点，特别是大型的减速器问题更突出，使用寿命不长。国外的减速器，以德国、丹麦和日本处于领先地位，特别在材料和制造工艺方面占据优势，减速器工作可靠性好，使用寿命长。但其传动形式仍以定轴齿轮传动为主，体积和重量问题，也未解决好。当今的减速器是向着大功率、大传动比、小体积、高机械效率以及使用寿命长的方向发展。减速器

6、与电动机的连体结构，也是大力开拓的形式，并已生产多种结构形式和多种功率型号的产品。近十几年来,由于近代计算机技术与数控技术的发展，使得机械加工精度，加工效率大大提高，从而推动了机械传动产品的多样化，整机配套的模块化，标准化，以及造型设计艺术化，使产品更加精致，美观化。针对减速器存在的问题，本课题采用优化设计的方法，力求使减速器的中心距达到最小，建立数学模型，并通过matlab语言编辑后，得到一组优化数据，到达预期目标，使减速器的体积比传统的经验设计结果减小10%--20%。关键字：减速器优化设计MATLAB优化工具箱前言第1章

7、优化方法的选择及传动方案规划11.1优化方案的选择11.2传动方案规划1第2章电机的选择及主要性能参数计算22.1电动机的选择22.1.1电动机类型的选择22.1.2电动机的功率计算22.1.3确定电动机的转速22.2传动比的确定32.3传动装置的运动和动力参数计算32.2高速级齿轮计算说明52.2.1选择精度等级、材料及齿数52.2.2按齿面接触疲劳强度设计52.2.3按齿根弯曲强度设计82.3.3按齿根弯曲强度设计82.3低速级齿轮计算说明102.3.1选择精度等级、材料及齿数102.3.2按齿面接触疲劳强度设计102.3

8、.3按齿根弯曲强度设计13第3章轮减速器的优化设计153.1算法的选取与建立153.2matlab语言程序编辑173.2选取设计变量183.3建立目标函数193.4确定约束条件193.4.1设计变量的上下界。193.4.2强度约束条件。203.4.3由高速级大齿轮和低速轴不发