減速器的優(yōu)化設(shè)計(jì)

西京學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文西京學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文中文摘要PAGEii西京學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)二級(jí)圓柱齒輪減速器的優(yōu)化設(shè)計(jì)院、系：機(jī)電工程系學(xué)科專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化學(xué)生：學(xué)號(hào)：指導(dǎo)老師：2010年4月西京學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文西京學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文中文摘要PAGE10二級(jí)圓柱齒輪減速器的優(yōu)化設(shè)計(jì)摘要減速器屬于傳動(dòng)裝置，它用來(lái)傳遞和改變?cè)瓌?dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)形式以滿足工作裝置的需要。減速器是否合理將直接影響機(jī)器的工作性能、重量和成本。合理的傳動(dòng)方案除滿足工作裝置的功能外，還要求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、成本低廉、傳動(dòng)效率高和使用維護(hù)方便。本文利用機(jī)械設(shè)計(jì)的相關(guān)知識(shí)和已給定的工作要求首先進(jìn)行了電動(dòng)機(jī)的選擇，確定電動(dòng)機(jī)型號(hào)，然后根據(jù)傳遞功率和扭矩設(shè)計(jì)了軸、軸承、齒輪和箱體的參數(shù)，最后根據(jù)所得參數(shù)對(duì)減速器進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。選擇的最佳參數(shù)是提高承載能力，要求在不改變?cè)潴w，軸和軸承結(jié)構(gòu)的條件下，通過(guò)優(yōu)選嚙合參數(shù)，充分提高各級(jí)齒輪的承載能力，并使高速級(jí)和低速級(jí)達(dá)到等強(qiáng)度。通過(guò)對(duì)參數(shù)設(shè)計(jì)變量的選取、目標(biāo)函數(shù)和約束條件的確定，建立了二級(jí)圓柱齒輪減速器的優(yōu)化設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)模型，最后借助MATLAB的優(yōu)化工具進(jìn)行了尋優(yōu)計(jì)算。關(guān)鍵詞：二級(jí)圓柱齒輪；減速器；優(yōu)化設(shè)計(jì)；MATLAB優(yōu)化工具箱；西京學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文西京學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文英文摘要OptimalDesignforTwo—GradeCylindricalGearReductorAbstractMechanicaldesignknowledgeandtheworkhasbeengiventhechoiceofmotorrequirements,determinethemotortypetransmissionpowerandtorquebaseduponthedesignreducerinshafts,bearings,gearsandtheboxoftheparameters,whendeterminedaftertheneedsofpartsize.Afterthepartsizewhendeterminingtheparametersthroughtheselectionofdesignvariables,objectivefunctionandconstraintsidentification,setupatwooptimaldesignofcylindricalgearreducermodel.FinallyusingtheoptimizationtoolsofMATLABoptimizationcalculation.Theresultsshowthatthismethodisnotonlydependableandeffective,andsimpleprogramming,designefficiencycanbeimproved.Keywords：Two-gradecylindrical;gearreductor；MATLABoptimizationtoolbox；Optimizationdesign.西京學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文西京學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文目錄目錄中文摘要 i英文摘要 ii主要符號(hào)表 v第1章緒論 11.1作用及意義 11.2傳動(dòng)方案規(guī)劃 1第2章電機(jī)的選擇及主要性能參數(shù)計(jì)算 22.1電動(dòng)機(jī)的選擇 22.1.1電動(dòng)機(jī)類型的選擇 22.1.2電動(dòng)機(jī)的功率計(jì)算 22.1.3確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 22.2傳動(dòng)比的確定 32.3傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 3第3章結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 53.1V帶的選擇與計(jì)算 53.2齒輪的計(jì)算 63.3軸與軸承的選擇和計(jì)算 103.4軸的校核及計(jì)算 123.5鍵的計(jì)算 143.6箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 153.6.1減速器箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 153.6.2減速器附件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 16第4章優(yōu)化設(shè)計(jì) 174.1優(yōu)化數(shù)學(xué)模型 174.1.1接觸承載能力 174.1.2設(shè)計(jì)變量的確定 174.1.3目標(biāo)函數(shù)的確定 174.1.4約束條件的建立 194.2參數(shù)優(yōu)化模型的應(yīng)用 19第5章加工使用說(shuō)明 215.1技術(shù)要求 215.2使用說(shuō)明 21致謝 22參考文獻(xiàn) 23西京學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文西京學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文主要符號(hào)表主要符號(hào)表效率功率轉(zhuǎn)速傳動(dòng)比轉(zhuǎn)矩模數(shù)接觸疲勞壽命系數(shù)彎曲疲勞強(qiáng)度齒數(shù)西京學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文西京學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文第1章緒論第1章緒論1.1作用及意義機(jī)器一般由原動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)裝置和工作裝置組成。減速器屬于傳動(dòng)裝置它用來(lái)傳遞原動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力、變換其運(yùn)動(dòng)形式以滿足工作裝置的需要，是機(jī)器的重要組成部分。所以減速器是否合理將直接影響機(jī)器的工作性能、重量和成本。合理的傳動(dòng)方案除滿足工作裝置的功能外，還要求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、成本低廉、傳動(dòng)效率高和使用維護(hù)方便。本設(shè)計(jì)中原動(dòng)機(jī)為電動(dòng)機(jī)，工作機(jī)為皮帶輸送機(jī)。傳動(dòng)方案采用了兩級(jí)傳動(dòng)，第一級(jí)傳動(dòng)為二級(jí)直齒圓柱齒輪減速器，第二級(jí)傳動(dòng)為帶傳動(dòng)。齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)效率高，適用的功率和速度范圍廣，使用壽命較長(zhǎng)，是現(xiàn)代機(jī)器中應(yīng)用最為廣泛的機(jī)構(gòu)之—。綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、機(jī)械制造基礎(chǔ)的知識(shí)和軟件應(yīng)用能力，完成傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)與分析，通過(guò)這一過(guò)程全面了解一個(gè)機(jī)械產(chǎn)品所涉及的結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度、制造、裝配以及表達(dá)等方面的知識(shí)，培養(yǎng)綜合分析、實(shí)際解決工程問(wèn)題的能力。1.2傳動(dòng)方案規(guī)劃原始條件：膠帶運(yùn)輸機(jī)由電動(dòng)機(jī)通過(guò)減速器減速后通過(guò)V帶傳動(dòng)（傳動(dòng)比為2.8，傳動(dòng)效率為0.96），連續(xù)單向遠(yuǎn)傳輸送谷物類散粒物料，工作載荷較平穩(wěn)，設(shè)計(jì)壽命10年，每天工作8小時(shí)，每年300工作日，運(yùn)輸帶速允許誤差為。原始數(shù)據(jù):運(yùn)輸機(jī)工作拉力F=10000N運(yùn)輸帶工作轉(zhuǎn)速V=0.4卷筒直徑D=500mm西京學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文西京學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文第2章電機(jī)的選擇及主要性能參數(shù)計(jì)算第2章電機(jī)的選擇及主要性能參數(shù)計(jì)算2.1電動(dòng)機(jī)的選擇2.1.1電動(dòng)機(jī)類型的選擇按已知工作要求和條件選用Y系列一般用途的全封閉自扇冷式籠型三相異步電動(dòng)機(jī)，電壓380V。2.1.2電動(dòng)機(jī)的功率計(jì)算滾筒工作所需功率為：（2.1）確定各個(gè)部分的傳動(dòng)效率為：V帶傳動(dòng)效率，滾動(dòng)軸承效率（一對(duì)），閉式齒輪傳動(dòng)效率，卷筒傳動(dòng)效率，聯(lián)軸器傳動(dòng)效率。帶入得所需電動(dòng)機(jī)功率為：（2.2）2.1.3確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速滾筒軸的工作轉(zhuǎn)速為：（2.3）根據(jù)參考文獻(xiàn)[1]中表2-4推薦的傳動(dòng)比范圍，單級(jí)圓柱齒輪傳動(dòng)比為，V帶傳動(dòng)比為，故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速可選范圍為：（2.4）符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有750和1000和1500三種，考慮到傳動(dòng)裝置及電動(dòng)機(jī)的價(jià)格和質(zhì)量，查表2.1中Y系列電動(dòng)機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)，選型號(hào)為Y132M2-6。額定功率5.5kW，轉(zhuǎn)速960，額定轉(zhuǎn)矩2.0。表2.1三種Y型電動(dòng)機(jī)的參數(shù)方案動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率/kw電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速/電動(dòng)機(jī)質(zhì)量/kg傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)比同步滿載總傳動(dòng)比V帶傳動(dòng)齒輪傳動(dòng)1Y132S-45.5150014406894.18331.392Y132M2-65.510009608462.792.822.423Y160M2-85.575072011947.09223.552.2傳動(dòng)比的確定總傳動(dòng)比為：(2.5)分配傳動(dòng)比：V帶傳動(dòng)傳動(dòng)比為2.8，則減速器的傳動(dòng)比為：按展開(kāi)式布置，考慮潤(rùn)滑條件，為使兩級(jí)大齒輪直徑相近，取減速器中高速級(jí)齒輪=3.5，低速級(jí)的齒輪傳動(dòng)比為：圖2.1二級(jí)圓柱齒輪減速器的傳動(dòng)簡(jiǎn)圖2.3傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算將傳動(dòng)裝置各軸由高速級(jí)到低速級(jí)依次定為軸1、軸2、軸3、卷筒軸4，軸1：軸2：軸3：卷筒軸4：將以上算得的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)列表如下：表2.2電動(dòng)機(jī)、軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)軸名參數(shù)電動(dòng)機(jī)軸軸1軸2軸3工作軸4轉(zhuǎn)速n(r/min)960342.997.915.2915.29功率P(kW)4.764.574.434.304.21轉(zhuǎn)矩T(Nm)47.35127.3432.272684.02630.6傳動(dòng)比i2.83.56.41效率0.960.970.970.98西京學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文西京學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文第3章結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第3章結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.1V帶的選擇與計(jì)算1、確定V帶型號(hào)工作情況系數(shù)查參考文獻(xiàn)[2]表4.6得計(jì)算功率由參考文獻(xiàn)[2]式4-20,V帶型號(hào)根據(jù)和n值查參考文獻(xiàn)[2]圖4.6得屬于A型。2、確定帶輪基準(zhǔn)直徑小帶輪直徑查參考文獻(xiàn)[2]表4.7得大帶輪直徑（3.1）3、驗(yàn)算帶速（3.2）4、確定V帶長(zhǎng)度和中心距a初取中心距,由參考文獻(xiàn)[2]式4-21初算帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度：按參考文獻(xiàn)[2]表4.3取整由參考文獻(xiàn)[2]式4-225、驗(yàn)算小帶輪包角由參考文獻(xiàn)[2]式4-23得:6、確定V帶根數(shù)Z單根V帶試驗(yàn)條件下許用功率查參考文獻(xiàn)[2]表4.4得傳動(dòng)功率增量查參考文獻(xiàn)[2]表4.5得包角系數(shù)查參考文獻(xiàn)[2]表4.8得長(zhǎng)度系數(shù)查參考文獻(xiàn)[2]表4.2得Z=（3.3）圓整取Z=43.2齒輪的計(jì)算1、選擇齒輪材料，確定許用應(yīng)力查參考文獻(xiàn)[2]表6-2選用閉式直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，為使結(jié)構(gòu)緊湊，小齒輪選用40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度280HBS，大齒輪選用45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度240HBS，二者材料硬度差40HBS。由參考文獻(xiàn)[2]表10-4選擇齒輪精度7級(jí)。查參考文獻(xiàn)[2]圖6-4，按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限，大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限計(jì)算的壽命系數(shù)（以工作壽命10年，每年工作300天，每天8小時(shí)設(shè)計(jì)）：小齒輪應(yīng)力循環(huán)系數(shù)大齒輪應(yīng)力循環(huán)系數(shù)查參考文獻(xiàn)[2]圖6-5查得按接觸疲勞疲勞壽命系數(shù)，，取失效概率為1%，接觸強(qiáng)度最小安全系數(shù)S=1，由參考文獻(xiàn)[2]式6-6得a:許用接觸應(yīng)力MPaMPa(3.4)查參考文獻(xiàn)[2]圖6-7取彎曲疲勞壽命系數(shù)；取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4，由參考文獻(xiàn)[2]中公式10-12得b:彎曲疲勞許用應(yīng)力：（3.5）2、按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算由參考文獻(xiàn)[2]6-5查得設(shè)計(jì)公式：(3.6)確定公式內(nèi)各個(gè)計(jì)算數(shù)值：小齒輪轉(zhuǎn)矩查參考文獻(xiàn)[2]表6.9，選取齒寬系數(shù)取小齒輪齒數(shù)24,則大齒輪齒數(shù)3.524≈84，84查參考文獻(xiàn)[2]表6.4，得材料的彈性影響系數(shù)查參考文文獻(xiàn)[2]圖6-3得節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)重合度系數(shù)由推薦值0.85-0.92取試算齒輪分度圓直徑=42.175mm（3.7）計(jì)算圓周速度：計(jì)算齒寬：（3.8）計(jì)算齒寬與齒高比模數(shù)：齒高：（3.9）計(jì)算載荷系數(shù)：根據(jù)，查參考文獻(xiàn)[2]表6-3，得動(dòng)載系數(shù)。查參考文獻(xiàn)[2]表6-4得直齒輪；得。查參考文獻(xiàn)[2]表6-4，7級(jí)精度，小齒輪相對(duì)支撐非對(duì)稱布置。由齒寬與齒高比10.67及,查參考文獻(xiàn)[2]中圖6-13得；所以載荷系數(shù)為：(3.10)按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，由參考文獻(xiàn)[2]公式（10-10a）得(3.11)3、齒根彎曲強(qiáng)度計(jì)算查參考文獻(xiàn)[2]式6-11得設(shè)計(jì)公式(3.12)查參考文獻(xiàn)[2]圖10-20c得小齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度極限；大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限；計(jì)算載荷系數(shù)：（3.13）查參考文獻(xiàn)[2]表6-5取齒形系數(shù)：,取應(yīng)力校正系數(shù)：小齒輪（3.14）大齒輪大齒輪的值大故(3.15)對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)m大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)m的大小主要取決于彎曲疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑有關(guān)，可取彎曲疲勞強(qiáng)度算得的模數(shù)1.296，并圓整為標(biāo)準(zhǔn)值1.5mm，按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑mm算出小齒輪齒數(shù)：大齒輪齒數(shù)：取4、幾何尺寸計(jì)算(3.16)(3.17)齒寬：(3.18)所以取小齒輪齒寬：，大齒輪齒寬：同理，取齒輪3的齒數(shù)為，齒輪4的齒數(shù)為，模數(shù)為計(jì)算幾何尺寸：(3.19)又上式3.15得齒寬由上式3.16所以取小齒輪齒寬：，大齒輪齒寬：表3.1兩對(duì)齒輪的參數(shù)齒輪參數(shù)第一對(duì)齒輪第二對(duì)齒輪齒輪1齒輪2齒輪3齒輪4齒數(shù)Z248431109模數(shù)m/(mm)1.51.522分度圓直徑d/(mm)45124.562218齒寬b/(mm)55507065傳動(dòng)比i2.693.5中心距a/(mm)851403.3軸與軸承的選擇和計(jì)算1、初步確定輸出軸3的最小直徑已知kw,r/min,N?m；選用材料為45鋼，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，根據(jù)查參考文獻(xiàn)[2]表15-3，取,查參考文獻(xiàn)[2]表15-1得對(duì)稱循環(huán)彎曲許用應(yīng)力,按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計(jì)算，初步計(jì)算軸徑(3.20)考慮鍵槽的影響，增大3%，則：軸最小直徑輸出直徑為安裝聯(lián)軸器處，聯(lián)軸器的孔徑有標(biāo)準(zhǔn)系列，故軸最小直徑處須與聯(lián)軸器的孔徑想適應(yīng)，所以，取軸的最小直徑為2、確定軸各段的直徑和長(zhǎng)度（1）：：根據(jù)聯(lián)軸器的長(zhǎng)度，?。?）：半聯(lián)軸器需要定位，故需設(shè)計(jì)一定位軸肩，軸肩高度，所以取則：根據(jù)外伸長(zhǎng)度確定為60mm（3）：這段與軸承配合，初選軸承內(nèi)徑為，初定為6209：根據(jù)軸承寬度b=19mm，所以L3=20mm（4）：有軸承的安裝尺寸確定，?。焊鶕?jù)裝配草圖大齒輪和軸承在箱體內(nèi)位置?。?）：安裝軸承，采用套筒給齒輪定位，：根據(jù)裝配草圖，確定（6）：這段安裝齒輪，?。焊鶕?jù)齒輪寬度，?。?）：這段為軸環(huán)的直徑，用來(lái)定位齒輪，故需要設(shè)計(jì)定位軸肩：軸環(huán)長(zhǎng)度，按確定，所以這里取圖3.1輸出齒輪軸3圖3.1輸出齒輪軸33、軸承的選擇對(duì)軸進(jìn)行受力分析，軸承上受到的力為，如圖3.2圖3.2軸3受力分析圖圖3.2軸3受力分析圖求支反力垂直方向：水平方向：所以軸承上受到的力為：,軸承只受到徑向力，沒(méi)有軸向力，計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷P，查[2]中公式13-8(3.21)得n根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]公式13-6，求軸承應(yīng)有的基本額定動(dòng)載荷值查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[6]選擇C=52800n的6309軸承。同理，對(duì)另外三對(duì)軸承進(jìn)行計(jì)算選擇，得：表3-2深溝球軸承型號(hào)深溝球軸承參數(shù)第一對(duì)第二對(duì)第三對(duì)型號(hào)630564056309內(nèi)徑（mm）252545額定動(dòng)載荷Cr(KN)22.238.352.83.4軸的校核及計(jì)算考慮到箱體的結(jié)構(gòu)，對(duì)齒輪以及軸進(jìn)行修正。修改齒輪模數(shù)第一對(duì)齒輪模數(shù)取，第二對(duì)齒輪模數(shù)取表3-3齒輪標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)齒輪參數(shù)第一對(duì)齒輪第二對(duì)齒輪齒輪1齒輪2齒輪3齒輪4齒數(shù)Z308331109模數(shù)m/(mm)2.52.533分度圓直徑d/(mm)75207.593327齒寬b/(mm)54609084中心距：2、根據(jù)齒輪，修改輸出軸各段尺寸圖3.3修改后的軸3圖3.3修改后的軸3同理計(jì)算，可等輸入軸，與中間軸的各段尺寸：輸入軸1：圖3.4齒輪軸1圖3.4齒輪軸1中間軸2：圖3.5齒輪軸2圖3.5齒輪軸2對(duì)輸入軸1進(jìn)行校核計(jì)算：直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，將受到的法向載荷分解為圓周力和徑向力，受力如圖所示，得：垂直方向：得垂直方向最大彎矩圖3.6軸2彎矩圖彎矩圖如圖3.6所示圖3.6軸2彎矩圖水平方向：得水平方向最大彎矩合成彎矩：如圖3.7所示扭矩：按照第三強(qiáng)度理論：MPa圖3.7軸2扭矩圖所以滿足使用要求。圖3.7軸2扭矩圖3.5鍵的計(jì)算 輸出軸3安裝齒輪的鍵，材料為45鋼，靜載荷時(shí)[]，根據(jù)安裝齒輪段軸的直徑，選擇普通平鍵14×56載荷載鍵上工作面上均勻分布，普通平鍵連接強(qiáng)度條件得：（3.22）<[]所以滿足強(qiáng)度要求。同理計(jì)算出，中間軸2上鍵的型號(hào)為普通平鍵12×453.6箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.6.1減速器箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)箱體采用剖分式結(jié)構(gòu)，剖分面通過(guò)軸心。下面對(duì)箱體進(jìn)行具體設(shè)計(jì)：表3-4箱體尺寸名稱符號(hào)尺寸關(guān)系尺寸大小箱體壁厚9箱蓋壁厚9箱座、箱蓋、箱座底凸緣厚度b、b、b地腳螺栓直徑及數(shù)目、軸承旁聯(lián)接螺栓直徑箱蓋、箱座聯(lián)接螺栓直徑軸承端蓋螺釘直徑軸承外圈直螺釘數(shù)目檢查孔蓋螺釘直徑雙級(jí)減速器、螺栓直徑M10M16M20162226142024軸承座外徑130150185軸承旁聯(lián)接螺栓距離一般取軸承旁凸臺(tái)半徑軸承旁凸臺(tái)高度由結(jié)構(gòu)決定，可取38mm箱外壁至軸承座端面距離50箱蓋、箱座肋厚、大齒輪頂圓與箱內(nèi)壁間距離10齒輪端面與箱內(nèi)壁距離103.6.2減速器附件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1、檢查孔和視孔蓋檢查孔用于檢查傳動(dòng)件的嚙合情況、潤(rùn)滑情況、接觸斑點(diǎn)及齒側(cè)間隙，還可用來(lái)注入潤(rùn)滑油，檢查要開(kāi)在便于觀察傳動(dòng)件嚙合區(qū)的位置，其尺寸大小應(yīng)便于檢查操作。視孔蓋用鑄鐵制成，它和箱體之間加密封墊。2、放油螺塞放油孔設(shè)在箱座底面最低處，其附近留有足夠的空間，以便于放容器，箱體底面向放油孔方向傾斜一點(diǎn)，并在其附近形成凹坑，以便于油污的匯集和排放。3、油標(biāo)油標(biāo)用來(lái)指示油面高度，將它設(shè)置在便于檢查及油面較穩(wěn)定之處。4、通氣器通氣器用于通氣，使箱內(nèi)外氣壓一致，以避免由于運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)箱內(nèi)溫度升高，內(nèi)壓增大，而引起減速器潤(rùn)滑油的滲漏。將通氣器設(shè)置在檢查孔上，其里面還有過(guò)濾網(wǎng)可減少灰塵進(jìn)入。5、起蓋螺釘為便于起蓋，在箱蓋凸緣上裝設(shè)2個(gè)起蓋螺釘。拆卸箱蓋時(shí)，可先擰動(dòng)此螺釘頂起箱蓋。6、定位銷在箱體連接凸緣上相距較遠(yuǎn)處安置兩個(gè)圓錐銷，保證箱體軸承孔的加工精度與裝配精度。西京學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文西京學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文第4章優(yōu)化設(shè)計(jì)第4章優(yōu)化設(shè)計(jì)4.1優(yōu)化數(shù)學(xué)模型4.1.1接觸承載能力一對(duì)變位齒輪傳動(dòng)的接觸承載能力與嚙合參數(shù)有關(guān)，嚙合參數(shù)用接觸承載能力系數(shù)表示，其函數(shù)形式為：(4.1)式中：a'—嚙合中心距；u—齒數(shù)比；αt—端面壓力角；—端面嚙合角；Kv—?jiǎng)虞d系數(shù)；Kv=1+0.07vz1/100；v—齒輪圓周速度；—小齒輪齒數(shù)。由上式4.1可知，齒輪的接觸承載能力系數(shù)僅與u、有關(guān)，當(dāng)嚙合中心距a'和模數(shù)m已定時(shí)，端面嚙合角的表達(dá)式為：(4.2)式中：—中心距分離系數(shù)；a—標(biāo)準(zhǔn)中心距；4.1.2設(shè)計(jì)變量的確定將影響齒輪接觸承載能力系數(shù)的獨(dú)立參數(shù)列為設(shè)計(jì)變量，即：(4.3)式中：—高速級(jí)的齒數(shù)比；-高速級(jí)傳動(dòng)比；—分別為高速級(jí)和低速級(jí)齒輪傳動(dòng)的中心距分離系數(shù)。4.1.3目標(biāo)函數(shù)的確定該問(wèn)題要求提高高速級(jí)和低速級(jí)齒輪傳動(dòng)的承載能力，同時(shí)要求兩級(jí)傳動(dòng)達(dá)到等強(qiáng)度，所以這是一個(gè)具有三個(gè)指標(biāo)的多目標(biāo)函數(shù)問(wèn)題。可以將高速級(jí)和低速級(jí)齒輪傳動(dòng)的承載能力系數(shù)轉(zhuǎn)化為第一、二個(gè)分目標(biāo)函數(shù)：(4.4)用中間軸上兩個(gè)齒輪所允許傳遞轉(zhuǎn)矩差的相對(duì)值最小來(lái)建立等強(qiáng)度條件，則第三個(gè)分目標(biāo)函數(shù)可表示為：式中：(4.5)(4.6)現(xiàn)采用線性組合法將三個(gè)分目標(biāo)函數(shù)綜合成統(tǒng)一的目標(biāo)函數(shù)：(4.7)為使計(jì)算簡(jiǎn)化，各加權(quán)因子分別取為ω1=0.1，ω2=0.01，ω3=0.89。為了將目標(biāo)函數(shù)表示成設(shè)計(jì)變量的顯函數(shù)，還需要運(yùn)用下列關(guān)系式（齒輪的法向模數(shù)?。海?.8）（4.9）（4.10）4.1.4約束條件的建立（1）保證軸向重合度及螺旋角β不大于15°，由此得:(4.11)（2）高速級(jí)和低速級(jí)齒數(shù)比分配由潤(rùn)滑條件決定，和u的關(guān)系式為：(4.12)式中：B—系數(shù)，其值按下式計(jì)算：(4.13)式中分別為高速級(jí)和低速級(jí)齒輪傳動(dòng)的許用接觸應(yīng)力，比值取0.9；—低速級(jí)的傳動(dòng)效率，其值取為0.98，由此得：(4.14)（3）限制低速級(jí)大齒輪直徑，使其不超出原箱體，為此應(yīng)滿足關(guān)系式:(4.15)由此得：要求中心距分離系數(shù)滿足，由此得：綜上所述，該問(wèn)題是一個(gè)具有四個(gè)設(shè)計(jì)變量、八個(gè)不等式約束、三個(gè)分目標(biāo)函數(shù)的多目標(biāo)函數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)問(wèn)題。4.2參數(shù)優(yōu)化模型的應(yīng)用1、編制目標(biāo)函數(shù)文件gear.mFunctionf=gear(x)2、編制約束條件mycon.mfunction[g,q]=mycon(x)g(1,1)=1-20*sinx(2)/pig(2,1)=x(2)-pi/12g(3,1)=x(1)-(u.^3/2/(b-0.01*u))g(4,1)=1.2*a(2)/((x(1)/u(1)+1)-2*a(1)/(1/x(1)+1)g(5,1)=-x(3)g(6,1)=x(3)-1g(7,1)=-x(4)g(8,1)=x(4)-13、在命令窗口調(diào)用優(yōu)化程序：=[3.50.20.50.5];該問(wèn)題用復(fù)合形法計(jì)算，共迭代223次，得到最優(yōu)解：f(x*)=10.348原設(shè)計(jì)方案的：f（）=47.58與原設(shè)計(jì)方案比較，目標(biāo)函數(shù)值下降很多，其主要原因是最優(yōu)設(shè)計(jì)方案能保證等強(qiáng)度，即第三個(gè)分目標(biāo)函數(shù)值(x*)→3結(jié)論由上述優(yōu)化結(jié)果可見(jiàn)，計(jì)算機(jī)優(yōu)化確定的總體參數(shù)，不僅完全滿足設(shè)計(jì)要求，而且提高了高速級(jí)和低速級(jí)齒輪傳動(dòng)的承載能力，同時(shí)保證了兩級(jí)傳動(dòng)達(dá)到等強(qiáng)度，是減輕重量和降低成本等各項(xiàng)指標(biāo)的一種重要途徑。西京學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文西京學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文第5章加工使用說(shuō)明PAGE23第5章加工使用說(shuō)明5.1技術(shù)要求1、裝配之前，所有零件均用煤油清洗，滾動(dòng)軸承用汽油清洗，未加工表面涂灰色油漆，內(nèi)表面涂紅色耐油油漆；2、嚙合間隙用鉛絲檢查，側(cè)隙值應(yīng)不小于0.10mm；3、用涂色法檢查齒面接觸斑點(diǎn)，按齒高不得小于55%，按齒長(zhǎng)不得小于50%；4、安裝軸承時(shí)嚴(yán)禁用榔頭直接敲擊軸承內(nèi)、外圈，軸承裝配后應(yīng)緊貼在軸肩或套筒端面上；5、調(diào)整、固定軸承，應(yīng)使各軸上軸承留有0.05到0.10mm的軸向游隙；6、減速器注入90號(hào)工業(yè)齒輪油（SY1172-80）至規(guī)定高度；7、裝配時(shí)應(yīng)在蓋、座接合處用密封膠或水玻璃粘合，不允許使用任何填料；8、按JB1130-70的規(guī)定進(jìn)行負(fù)荷實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)時(shí)油池溫升不得超過(guò)35度，軸承溫升不得超過(guò)40度，密封處不得有漏油現(xiàn)象。5.2使用說(shuō)明1、潤(rùn)滑方式、潤(rùn)滑油牌號(hào)的選擇，由于兩對(duì)嚙合齒輪中的大齒輪直徑相差不大，且它們的速度都不大，所以齒輪傳動(dòng)可采用