单级齿轮减速器机械优化设计范文.docx

单级齿轮减速器机械优化设计范文

第一篇：单级齿轮减速器机械优化设计范文青岛理工大学琴岛学院机械优化设计课题名称：单级齿轮减速器的优化设计学院：机电工程系专业班级：机械设计及其自动化143学号学生：指导老师：青岛理工大学教务处2016年11月27日《单级齿轮减速器的优化设计》说明书摘要机械优化设计是一种非常重要的现代设计方法，能从众多的设计方案中找出最佳方案，从而大大提高设计的效率和质量。每一种优化方法都是针对某一种问题而产生的，都有各自的特点和各自的应用领城。常用的机械优化设计方法包括无约束优化设计方法、约束优化设计方法、基因遗传算方法等并提出评判的主要性能指标。机械优化设计的目的是以最低的成本获得最好的效益,是设计工作者一直追求的目标,从数学的观点看,工程中的优化问题,就是求解极大值或极小值问题,亦即极值问题。本文从优化设计的基本理论、优化设计与产品开发、优化设计特点及优化设计应用等方面阐述优化设计的基本方法理论。关键词：机械优化设计；优化方法；优化应用。II目录摘要.........................................................II1设计任务.....................................................12齿轮的传统设计..............................................23优化设计的数学模型...........................................73.1确定设计变量和目标函数................................................73.2确定约束条件..........................................................7Matlab计算机程序............................................95结果分析....................................................11参考文献.....................................................12《单级齿轮减速器的优化设计》说明书1设计任务设计如图2-40所示的单级直齿圆柱齿轮减速器，其齿数比u3.2，工作寿命要求10年两班制，原动机采用电动机，工作载荷均匀平稳，小齿轮材料为40Cr,调质后表面淬火，齿面硬度HB=235~275，[H]1531MPa,[F]1297.5MPa,大齿轮材料为45钢，调质，齿面硬度为HB=217~255，[H]2513MPa，[F]2251.4MPa，载荷系数k=1.3，P=28KN，n=1440rad/min要求在满足工作要求的前提下使两齿轮的重量最轻。《单级齿轮减速器的优化设计》说明书齿轮的传统设计一、按齿面接触疲劳强度设计(1)由式子试算小齿轮分度圆直径，即d131）2KH1T1d*u1ZHZEZ2*()[H]u[H]确定公式中的各参数值1.试选KH11.32.计算小齿轮传递的转矩。T19.55106P/n9.5510628/1440Nmm18.569104Nmm3.查表并查图选取齿宽系数d1，区域系数ZH2.5，材料的弹性影响系数ZE189.8MPa，4.计算接触疲劳强度用重合度系数Z*a1arccos[z1cos/(z12ha)]arccos[24cos20/(2421)]29.841*a1arccos[z2cos/(z22ha)]arccos[77cos20/(7721)]23.666[z1(tana1tan`)z1(tana2tan`)]/2[24(tan29.841tan20)77(tan23.666tan20)]/21.711Z441.7110.873335.计算接触疲劳强度许用应力[H]查图得小齿轮和大齿轮测接触疲劳极限分别为[Hlm1]590MPa、[Hlm2]540MPa计算应力循环次数：N160n1jLh6014401(2830010）4.1472109N2N1/u4.147210/(77/24)1.29310查图取接触疲劳寿命系数KHN10.90、KHN20.95。《单级齿轮减速器的优化设计》说明书取失效概率为1%、安全系数S=1，由式子得[H]1KHN1Hlim10.90590MPa531MPaS1KHN2Hlim20.9554