二级直齿圆柱齿轮减速器优化设计

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1、1.建立优化设计目标函数：减速器内部有四个齿轮和三根轴（为了简便计算，将轴视为光轴）：，，——三轴的体积，；，，，——四个齿轮体积，。一级减速：，，，近似取，，二级减速：，，，近似取，，设X=[,,,,，，，，，，，]=[]则（）2.确定约束条件：(1)为了避免根切：(2)为了保证齿轮的承载能力，同时避免载荷沿齿宽分布严重不均，要求：(3)传递动力的齿轮，模数一般应该大于2mm，并且去标准系列值，得：1(4)根据工艺装配条件，要求大12齿轮直径不得超过2730mm，,，于是（5）主、从动轴直径范围按照经验取为

2、，，所以有（6）轴的支撑跨距按照结构关系，，其中为箱体内壁到轴承中心线的距离，现取，现有：（7）按齿轮的接触疲劳强度条件，有：式中:——载荷系数，取=1.3；——小齿轮传递转矩；——齿轮许用接触应力，现按原材料及原设计数据，取=885；——齿轮传动的中心距，，；（8）按齿轮的弯曲疲劳强度条件，有：式中：——小齿轮分度圆直径，；——齿轮的许用弯曲应力，一级减速：现安原材料及原设计数据取小齿轮的许用弯曲应力大齿轮的许用弯曲应力；——齿形系数，对于标准齿轮，通过曲线拟合得小齿轮；大齿轮所以有：二级减速：取小齿

3、轮的许用弯曲应力大齿轮的许用弯曲应力；小齿轮；大齿轮（9）主动轴刚度条件：5式中：——作用在小齿轮上的法向压力，，，其中为齿轮压力角，取；——轴的惯性矩，对圆形剖面，；——轴材料的弹性模量，；——轴的许用挠度，取。一级减速：二级减速：（10）主动轴的弯曲强度条件：式中：——轴上的扭矩，;——轴上的弯矩，，；——考虑扭矩和弯矩的作用性质差异的系数，取；——轴的许用弯曲应力，；——轴的抗弯剖面系数，对实心轴（11）仿照前面的处理方法可得从动轴弯曲强度条件：1.优化方法选择及优化结果：1、采用MATLAB工具箱进行

4、优化首先在当前MATLAB的工作目录下建立目标函数文件myfun.m文件：functionf=myfun(x)（）然后建立约束条件程序confun1.mfunction[c,ceq]=constraint(x)c(1)=x(3)-17c(2)=x(13)-17c(3)=x(1)/x(5)-16c(4)=35-x(1)/x(5)c(5)=x(2)/x(6)-16c(6)=35-x(2)*x(6)c(7)=x(5)-0.2c(8)=x(6)-0.2c(9)=1200-x(5)*x(3)c(10)=1560-x(6

5、)*x(4)c(11)=x(9)-25c(12)=35-x(9)c(13)=x(10)-30c(14)=40-x(10)c(15)=x(7)-x(1)-0.5*x(10)-40c(16)=x(8)-x(5)-0.5*x(12)-40c(17)=8549-29972.6/(x(3)*x(5)*sqrt(x(1)))c(18)=8525-40449/(x(4)*x(6)*sqrt(x(2))c(19)=321.43-(2*1.3*4.6*10^4)/(x(1)*x(3)*x(5)^2*(0.169+0.00666

6、6x(3)-0.0000854x(3)^2))c(20)=249.71-(2*1.3*7.69*10^4)/(x(1)*x(3)*x(5)^2*(0.2824+0.0003539x(4)-0.0000854x(4)^2))c(21)=321.43-(2*1.3*7.9*10^4)/(x(2)*x(13)*x(6)^2*(0.169+0.006666x(13)-0.0000854x(13)2))c(22)=249.71-(2*1.3*16.55*10^4)/(x(2)*x(13)*x(6)^2*(0.2824+

7、0.0003539x(14)-0.0000854x(14)^2))c(23)=0.003*x(7)-(588.8*x(7)^3)/(3014*x(3)*x(5)*x(9)^4)c(24)=0.003x(8)-(984.32*x(8)^3)/(2833*x(6)*x(3)*x(11)^4)c(25)=55-sqrt((2396*10^6*x(7)^2)/(x(5)^2*x(3)^2)+7.11*10^8)/(0.1*x(9)^3)c(26)=55-sqrt((67*10^8*x(8))/(x(5)^2*x(3)

8、^2)+7.11*10^8)/(0.1*x(9)^3)c(27)=55-sqrt((2396*10^6*x(7)^2)/(x(5)^2*x(3)^2)+7.11*10^8*2.275^2)/(0.1*x(10)^3)c(28)=55-sqrt((67*10^8*x(8))/(x(6)^2*x(4)^2)+20*10^8*1.75^2)/0.1*x(12)^3