基于MATLAB的两级直齿圆柱齿轮减速器优化设计毕业论文.doc

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1、目录基于MATLAB的两级直齿圆柱齿轮减速器优化设计毕业论文目录摘要IAbstractI1绪论11.1论文研究背景与意义12两级直齿圆柱齿轮减速器设计理论22.1齿轮强度校核22.1.1齿轮传动应满足的基本要求22.1.2齿轮传动的运动分析22.1.3直齿圆柱齿轮受力分析22.1.4齿轮传动的失效形式32.1.5齿轮传动的设计准则32.2齿轮材料的选择42.3齿轮传动的精度43减速器设计软件43.1MATLAB软件概述43.2VisualBasic软件概述53.3Solidworks软件概述64利用MATLAB语言编程64.1建立数学模型64.1.1确定设计变量74.1.2建立目标函数74

2、.1.3确定约束条件74.2高速级齿轮基本参数的确定84.2.1载荷系数K1的计算84.2.2工况系数KA1的计算8II目录4.2.3载荷分布不均系数的计算94.2.4动载荷系数Kv1的计算144.2.5弹性影响系数Ze1的计算144.3低速级齿轮基本参数的确定154.3.1载荷系数K2的计算154.3.2工况系数KA2的计算154.3.3载荷分布不均系数的计算154.3.4动载荷系数Kv2的计算204.3.5弹性影响系数Ze2的计算215VB程序实现215.1优化设计功能的实现215.2应用实例21结论22参考文献24致谢25附录26II河北科技师范学院2011届本科毕业设计1绪论1.1

3、论文研究背景与意义信息产业的飞速发展正对全球经济的增长起着巨大的推动作用，特别是对制造业的发展产生了极大的影响，同时也使传统产业面临新的挑战。制造业的信息化，即利用信息技术改造传统产业，对国民经济的发展具有深远的战略意义。作为制造业信息化的重要内容，CAD技术的应用与开发己成为现代企业缩短产品开发周期、提高设计质量、降低产品成本，乃至提高企业技术创新能力的有效途径。目前CAD技术在各行各业已得到了广泛的应用，并带来了显著的社会效益与经济效益。CAD技术在土业生产中的整体水平已成为国家科学技术发展的重要标志之一。随着社会生产的发展和市场竞争的加剧，人们对产品的花色品种和性能的要求越来越多，中

4、、小批量的产品生产占70%一80%。为了满足不同功能和性能的要求，快速而又经济地开发出更多的变型产品，模块化和系列化的设计方法在生产中的应用日趋广泛。在当前计算机技术的普及的大环境下，CAD技术也在世界范围内得到广泛的应用，先进的工具提高了人们的工作效率和工作质量。目前，较为先进的机械CAD软件有:AutoCAD、Pro/Engineer、UG、SolidworkS等。随着面向对象技术及特征建模技术的发展，CAD/CAE/CAM技术已紧密相连，CAD已从单纯模仿二维工程图样飞跃到三维实体造型，同时，当今虚拟现实技术的发展，使CAD技术在工程设计中呈现越来越重要的地位。本课题的研究意义在于改

5、变传统的齿轮减速器设计方式，提高企业的经济效益及其在市场上的竞争力。齿轮减速器以其效率高，工作耐久，维护方便，而得到广泛应用。但传统的齿轮减速器设计是面向某一具体产品，从零件设计入手，逐步完成整机设计，除少量标准件外，几乎是全新的，生产上及技术上的继承性很差，且新产品设计周期长，工艺装备及生产准备工作量大，生产线也需作较大的调整。随着科学技术和国民经济的发展，对齿轮减速器的需求量越来越大，且对质量提出了更高的要求，若仍采用传统的单一产品设计方法是远不能满足市场多样化的需求，不能适应激烈的市场竞争，也很难提高产品的综合技术经济效益及保证产品质量。目前对减速器CAD系统的研究与开发一般都局限于

6、减速器三维造型,其参数的设计计算一般是以常规设计为基础的。即使采用了优化设计方法,其设计计算也是单独进行而没有和CAD系统很好的集成,给减速器CAD/CAM带来不利影响。程序设计语言作为计算机应用的重要组成部分，其发展令人瞩目。VisualBasic程序设计语言提供了可视化的软件开发环境，采用面向对象技术和事件驱动机制，从而使编程难度降低，在实现完美的界面设计、多媒体开发、数据库应用程序设计、网络编程及应用软件发布等方面更具显著的优势58河北科技师范学院2011届本科毕业设计。MATLAB具有强大的计算和绘图功能、大量稳定可靠的算法库和简洁高效的编程语言，已成为数学计算工具方面事实上的标准

7、。在减速器优化设计中，齿轮优化计算最为复杂,尤其是齿根弯曲强度计算中齿形系数YFa和应力校正系数YSa的计算最为繁复。迫切需要一套齿轮参数计算程序和疲劳强度校核程序，以减少工作量，提高研发速度和质量。本设计中利用VB与MATLAB汇合编程，充分利用Matlab的运算功能、VB开发界面方便和Solidworks二次开发的特点，来提高减速器优化过程中齿轮强度计算的效率及齿轮的三维建模的速度。2两级直齿圆柱齿轮减速器设计理论2