機(jī)械設(shè)計專業(yè)課程設(shè)計(編輯修改稿)
2025-07-23 03:23 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 中：為許用彎曲應(yīng)力；為齒形系數(shù)；為應(yīng)力集中系數(shù)；為螺旋角影響系數(shù)，其余同接觸強度公式。依據(jù)式（24）可以推得高、低速兩級大、小齒輪和齒輪的彎曲強度條件共計四個。根據(jù)運動不干涉原理建立不干涉條件約束條件： (25)式中：—中間軸與低速軸的距離；—中間軸大齒輪的齒頂圓直徑；S—低速軸軸心線與中間軸大齒輪齒頂間的距離（取S=35mm）考慮到傳動平穩(wěn)，軸向力不可太大；滿足短時間過載條件；高速級與低速級的大齒輪浸油深度大致相近；軸齒輪的分度圓尺寸不能太小等因素應(yīng)建立邊界約束條件： (26) 標(biāo)準(zhǔn)模型為便于設(shè)計，將上述二級斜齒圓柱齒輪減速器系統(tǒng)的設(shè)計的數(shù)學(xué)模型標(biāo)準(zhǔn)化如下：1． 設(shè)計變量設(shè)計變量記為：X=二級圓柱齒輪減速器優(yōu)化設(shè)計目標(biāo)函數(shù)： 設(shè)計應(yīng)滿足的約束條件為： （i=1,2,3,4,5,6）從而得到一個具有六個設(shè)計變量，十九個約束條件的單目標(biāo)非線性規(guī)劃問題。采用約束優(yōu)化設(shè)計中的直接解法——復(fù)合形法對二級斜齒圓柱齒輪減速器系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計。針對齒輪傳動的特點分兩步進(jìn)行結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計。強度參數(shù)有齒面接觸疲勞強度、齒根彎曲疲勞強度、齒輪材料彎曲疲勞極限和接觸疲勞極限。系數(shù)有端面重合度系數(shù)、軸向重合度、齒間載荷分配系數(shù)、彈性影響系數(shù)、齒形系數(shù)、應(yīng)力集中系數(shù)、齒輪彎曲疲勞壽命系數(shù)、接觸疲勞壽命系數(shù)及螺旋角系數(shù)及標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)mn。上述這些參數(shù)都是以數(shù)表、圖線、公式等形式表示的。為了進(jìn)行齒輪結(jié)構(gòu)參數(shù)的參數(shù)化設(shè)計,則須以數(shù)據(jù)庫的形式描述這些參數(shù),以備齒輪結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化設(shè)計尋優(yōu)時計算。 齒輪結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計選用復(fù)合形法進(jìn)行二級斜齒圓柱齒輪減速器系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化設(shè)計。復(fù)合形是指ｎ維設(shè)計空間的可行域內(nèi)，由頂點所構(gòu)成的多面體。復(fù)合形法的基本原理是：在設(shè)計變量的可行域內(nèi)選取n+1≤k≤2n個頂點作為初始復(fù)合形的頂點，比較這些頂點所對應(yīng)的目標(biāo)函數(shù)值，去掉其中目標(biāo)函數(shù)值最大所對應(yīng)的最壞點，而代之以最壞點的反映點（以復(fù)合形中除最壞點之外的各點的中心為映射點）構(gòu)成新的復(fù)合形。復(fù)合形的形狀每改變一次，復(fù)合形的頂點函數(shù)值就向最優(yōu)點移近一步，如此循環(huán)，直至逼近最優(yōu)點。復(fù)合形法在迭代過程中對目標(biāo)函數(shù)和約束條件的狀態(tài)無特殊要求，應(yīng)用范圍較廣，計算機(jī)編程比較簡單，容易掌握。它是求解工程設(shè)計中約束非線性優(yōu)化問題較為有效的常用方法之一。 齒輪傳動優(yōu)化設(shè)計的程序二級斜齒圓柱齒輪減速器系統(tǒng)設(shè)計的軟件程序包括齒輪傳動參數(shù)數(shù)據(jù)庫建立、齒輪結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計、計算機(jī)輔助繪圖三個主要部分。１、編寫斜齒圓柱齒輪傳動設(shè)計計算程序：(1)按齒面接觸疲勞強度設(shè)計，得出兩個齒面接觸疲勞強度設(shè)計約束的有關(guān)系數(shù)。 (2)按齒根彎曲疲勞強度設(shè)計，得出四個齒根彎曲疲勞強度設(shè)計約束的有關(guān)系數(shù)。 斜齒圓柱齒輪傳動設(shè)計計算程序應(yīng)包括：端面重合度和齒間載荷分配系數(shù)子程序；軸向重合度和螺旋角系數(shù)子程序；彈性影響系數(shù)子程序；齒形系數(shù)；應(yīng)力集中系數(shù)(x=0)子程序；為節(jié)點區(qū)域系數(shù)； 為彈性影響系數(shù)；為齒數(shù)比系數(shù)。齒輪材料彎曲疲勞極限和接觸疲勞極限子程序；齒輪彎曲疲勞壽命系數(shù)、接觸疲勞壽命系數(shù)子程序；模數(shù)ｍ圓整子程序。２、齒輪結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化設(shè)計的程序編寫與調(diào)試：復(fù)合形法在迭代過程中對目標(biāo)函數(shù)和約束條件的狀態(tài)無特殊要求，運用范圍較廣，程序編制也比較簡單，容易掌握。它是求解工程設(shè)計中約束非線性優(yōu)化問題較為有效的常用方法之一。復(fù)合形是指ｎ維設(shè)計空間的可行域內(nèi)，由頂點所構(gòu)成的多面體。復(fù)合形法的基本思路來源于無約束優(yōu)化算法中的單純形法，它實質(zhì)上是對單純形法的修正。其迭代過程是：在設(shè)計變量的可行域內(nèi)選取 K n+1 個頂點作為初始復(fù)合形的頂點，比較這些頂點所對應(yīng)的目標(biāo)函數(shù)值，去掉其中目標(biāo)函數(shù)值最大所對應(yīng)的最壞點，而代之以最壞點的反射點（以復(fù)合形中除最壞點之外的各點的中心為映射點）構(gòu)成新的復(fù)合形。復(fù)合形的形狀每改變一次，就向最優(yōu)點移動一步，直至逼近最優(yōu)點。 齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計齒輪零件結(jié)構(gòu)設(shè)計主要明確
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