机械优化设计作业资料.doc

最小体积二级圆柱齿轮减速器的最优设计二级斜圆柱齿轮减速器,高速轴输入功率P1 = 4.5kw,高速轴转速n1 = 1450rpm,总传动比i= 31.5,此轮的齿宽系数a= 0.4;齿轮材料和热处理大齿轮45号钢正火HB = 187207,小齿轮45号钢调质HB = 228255.总工作时间不少于10年要求按总中心距a最小来确定总体方案中的各个主要参数减速器的总中心距计算公式为a = a1 + a2 = 式中mn1,mn2高速级与低速级的齿轮法面模数,mmi1,i2高速级与低速级传动比Z1,Z3高速级与低速级小齿轮齿数齿轮的螺旋角1. 选取设计变量计算总中心距涉及的独立参数有,故取X = mn1,mn2,Z1,Z3,i1,T = x1,x2,x3,x4,x5,x6T2. 建立目标函数f(X) = x1x3 (1+x5) + x2x4 (1 + 31.5/ x5)/(2cos x6)3. 确定约束条件(1)确定约束条件的上下界限从传递功率与转速可估计2mn15 标准值(2,2.5,3,4,5)2mn26 标准值(3.5,4,5,6)综合考虑传动平稳轴向力不可太大,能满足短期过载,高速级与低速级大齿轮浸油深度大致相近,轴齿轮的分度圆尺寸不能太小等因素,取:14Z12216Z3225.8i1780150由此建立12个不等式约束条件式g1(X) = x1 2 0g2(X) = 5 x1 0g3(X) = x2 3.50g4(X) = 6 x2 0g5(X) = x3 140g6(X) = 22 x30g7(X) = x4 160g8(X) = 22 x40g9(X) = x5 5.80g10(X) = 7 x5 0 g11(X) = x6 0.13960 g12(X) = 0.2618 x60(已将角度化成弧度)(2)按齿面接触强度公式H = H,N/mm2得到高速级和低速级齿面接触强度条件分别为 cos30 cos30 式中,H许用接触应力,Mpa T1,T2分别为高速轴I和中间轴II的转矩,Nmm K1,K2分别为高速级和低速级载荷系数.(3)按轮齿弯曲强度计算公式F1 = F1,Nmm2F2 = F1 F2,Nmm2得到高速级和低速级大小齿轮的弯曲强度条件分别为(1 + i1) mn13Z12 cos20 (1 + i1) mn13Z12 cos20 和 (1 + i2) mn23Z32 cos20 (1 + i2) mn23Z32 cos20 其中F1,F2,F3,F4分别为齿轮1,2,3,4的许用弯曲应力,N/mm2; y1,y2,y3,y4分别为齿轮1,2,3,4的齿形系数.(4)按高速级大齿轮与低速轴不干涉相碰的条件a2 E de2/20得 mn2Z3(1 + i2) 2 cos (E + mn1) mn1Z1i10 式中E低速轴轴线与高速级大齿轮齿顶圆之间的距离,mm; de2高速级大齿轮齿的齿顶圆直径,mm.对式至代入有关数据:H = 518.75 Nmm2F1= F3= 153.5 Nmm,F2= F4= 141.6 Nmm2T1 =29638 Nmm,T2 = 28749i1 NmmK1 = 1.225,K2 = 1.204y1=0.248,y2=0.302,y3=0.256,y4=0.302E = 50mm得g13(X) = 4.33110-7x13x33x5 cos3x6 0g14(X) = 1.43110-5x23x43 x5cos3x6 0g15(X) = 1.39810-4(1 + x5)x13x32 cos2x6 0g18(X) = 1.57010-4(1 + x5)x13x32 cos2x6 0g16(X) = 1.51410-4(31.5 + x5)x23x42 x52cos2x6 0g19(X) = 1.64710-4(31.5 + x5)x23x42 x52cos2x6 0g17(X) = x2x4 (31.5 + x5) 2x5cos x6 (x1+50) x1x3x520g18(X)g19(X)和g15(X)g16(X)相比为明显的消极约束,可省略共取g1(X)至g17(X)的17个约束条件4. 选用合适的算法求解这一约束问题采用复合形法求解在进行优化的过程中,6个变量都是作为连续变量处理的,因为齿轮的齿数应为整数,模数应取标准模数,所以最后对结果进行适当调整Private Sub Command1_Click()N = 6: E = 0.01Dim X(13, 6), F(13), A(6), B(6)For j = 1 To 6A(j) = InputBox(A(j), 输入估计边界的下界)B(j) = InputBox(B(j), 输入估计边界的上界)Next j180: For I = 1 To 12190: GoSub 730If AA = 0 Then GoTo 190Next II0 = 1: I1 = 1: I2 = 1: K = 0240: For I = 1 To 12If F(I) F(I0) Then I1 = I0: I0 = I: GoTo 280If F(I) F(I1) Then I1 = IIf F(I) F(I2) Then I2 = I280: Next IK = K + 1: R = 0For j = 1 To 6R = R + (X(I0, j) - X(I2, j) 2Next jIf Sqr(R) = F(I1) Then GoTo 610For j = 1 To 6X(I0, j) = X(13, j)Next jF(I0) = F(13)GoTo 240610: If H E Then GoTo 490730: For j = 1 To 6X(I, j) = A(j) + Rnd(1) * (B(j) - A(j)Next j760: AA = 0g1 = X(I, 1) - 2g2 = 5 - X(I, 1)g3 = X(I, 2) - 3.5g4 = 6 - X(I, 2)g5 = X(I, 3) - 14g6 = 22 - X(I, 3)g7 = X(I, 4) - 16g8 = 22 - X(I, 4)g9 = X(I, 5) - 5.8g10 = 7 - X(I, 5)g11 = X(I, 6) - 0.1396g12 = 0.2618 - X(I, 6)g13 = 4.331 * 10 -7 * X(I, 1) 3 * X(I, 3) 3 * X(I, 5) - Cos(X(I, 6) 3g13 = 1.431 * 10 -5 * X(I, 2) 3 * X(I, 4) 3 - X(I, 5) * Cos(X(I, 6) 3g15 = 1.398 * 10 -4 * (1 + X(I, 5) * X(I, 1) 3 * X(I, 3) 2 - Cos(X(I, 6) 2g16 = 1.514 * 10 -4 * (31.5 + X(I, 5) * X(I, 2) 3 * X(I, 4) 2 - X(I, 5) 2 * Cos(X(I, 6) 2g17 = X(I, 2) * X(I, 4) * (31.5 + X(I, 5) - 2 * X(I, 5) * Cos(X(I, 6) * (X(I, 1) + 50) - X(I, 1) * X(I, 3) * X(I, 5) 2If g1 = 0 And g2 = 0 And g3 = 0 And g4 = 0 And g5 = 0 And g6 = 0 And g7 = 0 And g8 = 0 And g9 = 0 And g10 = 0 And g11 = 0 And g12 = 0 And g13 = 0 And g14 = 0 And g15 = 0 And g16 = 0 And g17 = 0 Then GoTo 800Return800: AA = 1F(I) = (X(I, 1) * X(I, 3) * (1 + X(I, 5) + X(I, 2) * X(I, 4) * (1 + 31.5 / X(I, 5) / (2 * Cos(X(I, 6)ReturnFor j = 1 To 6C = X(I0, j): X(I0, j) = X(I1, j): X(I1, j) = CNext jC = F(I0): F(I0) = F(I1): F(I1) = C: ZZ = 1670: PrintFor j = 1 To 6Print x*(; j; )=; X(I2, j)Next jPrint K; F*=; F(I2)If ZZ = 1 Then GoTo 340End Sub运算结果如下:齿数取整数,模数取标准模数,取mn1=2.5,mn2=5,取Z1=15,Z3=18,i1=6.24,=0.164215rad,则i2=5.05,Z2=94,Z4=91,螺旋角=9024 32- 7 - 励志美文美句摘抄 1不要放弃自己就是真正的坚强,虚心就是坚强,努力就是坚强,从头再来就是坚强,正直就是坚强,学会坚强之前要学会如何爱惜自己 2人生,就没有,永远的悲痛;也没有,永远的欢欣能使我们坚强的,往往不是顺境,而是逆境;能让我们醒悟的,往往不是高兴,而是伤心学会忍受,懂得艰辛,于曲折中前进 3人都说比天空和大地更远的距离是人与人的距离,因为人心里都会藏匿太多的猜忌和戒备,想要快乐就甩开生命中这些过于沉重,却又不必要的行李吧,生命中有爱就足够了试着给周围你所熟识的还有你还陌生的人一个真诚无惕的微笑吧,它可以触摸到他人的心灵,微笑是有感染力有连带性的,它会无声的渗透进每个易感的心灵,更会让更多的心灵为之感动,心中有爱就会快乐,就会让微笑发自心底,灿烂在脸上 4千万不要因为自己已经到了结婚年龄而草率结婚想结婚,就要找一个能和你心心相印相辅相携的伴侣不要因为放纵和游戏而恋爱,不要因为恋爱而影响工作和事业,更不要因一桩草率而失败的婚姻而使人生受阻感情用事往往会因小失大 5你要从现在开始,微笑着面对生活,不要抱怨生活给了你太多的磨难,不要抱怨生活中有太多的曲折,不要抱怨生活中存在的不公当你走过世间的繁华与喧嚣,阅尽世事,你会幡然明白:人生不会太圆满,再苦也要笑一笑! 6不要让灰色的乌云笼罩一辈子,生命中还有很多美好的不要让其遮盖,不要因为一片乌云毁了一切,人生中还有很多可以去把握 7每一个成功者的背后都有一个心路的旅程,雨中漫步你不会比别人先一步看到彩虹 8面对人生的烦恼与挫折,最重要的是摆正自己的心态,积极面对一切再苦再累,也要保持微笑笑一笑,你的人生会更美好! 9命运,不过是失败者无聊的自慰,不过是懦怯者的解嘲人们的前途只能靠自己的意志自己的努力来决定 10你或许无法改变身高和体形,但是可以改变你的态度我们每个人都有力量去培养和保持为我所用的积极态度,提高我们的人生质量,完成我们的人生目标态度是人生理想的昭示,而非既有成果的反映改变你的态度,就可以改变你的人生 11不要像玻璃那样脆弱有的人眼睛总盯着自己,所以长不高看不远;总是喜欢怨天尤人,也使别人无比厌烦没有苦中苦,哪来甜中甜?不要像玻璃那样脆弱,而应像水晶一样透明,太阳一样辉煌,腊梅一样坚强既然睁开眼睛享受风的清凉,就不要埋怨风中细小的沙粒 12常言道,失败是成功之母,而我却认为,失败是一种解脱和潇洒,也是一种“得”人生中,有成功有失败,成功是鲜花,失败同样也精彩 13该来的会来,该走的会走,有时候离开并不意味着结束,而是另一种开始 14人生,无非只有三天,昨天,今天,明天昨天很长,说不清有多少天,但不管有多少天,不管是受到挫折,还是取得辉煌,都只能代表过去,昨天你失败了,将来可能会成功,昨天你辉煌了,将来你可能会萎靡不振,只有把过去的挫折和辉煌都变成今天的基石,才能登上美好的明天 15每个人都有每个人的做法,每个人都有每个人的想法,别人做什么,想什么,我们无法掌握,也无法控制我们能做的,就是做好自己,管好自己,凭自己的本身,靠自己的良心,踏踏实实地做事,老老实地做人,即使遭遇不公,遭遇不平,也能想开,懂得包容,学会用宽容的心怀,善良的言行,对待身边所有的人生活中的许多磨难,让我们理解了人情,理解了这个社会能给你的所有尊重,于艰难中,懂得了承受,懂得了坚定,慢慢挺起自己的灵魂 16老师告诉她,用心去观察研究昆虫和花草,渐渐地就会发现,动植物的世界是一个多么神奇有趣的世界 17老师给我们讲了个有趣的故事 18你说的这个问题本身就很有趣 19世界是神奇的,让我们不断着探索周围发生的有趣的现象 20他每天都坚持读一篇有趣的故事 21他真是个有趣的人 22天文馆里的宇宙空间,充满了神奇有趣的色彩 23我看一本有趣的漫画书,笑得我肚子都疼了 24星期三,学校举行了一次有趣的文艺演出,让我回味无穷,永远留在我的脑海里 25学生选择自己喜欢的动物和反映的主题编写有趣的故事 26要是法布尔先生不这样写的话,我完全可以认定这是一本普通的记叙文,一本枯燥无味的记叙文(A good sentence )没有创意,没有什么特别的地方以及引人注目的地方可他运用了,这样就像把我也一起带进了这个神秘有趣的昆虫王国,自己也是一只顽固可爱的小昆虫,就像在看动画片小人书一样的有趣好玩把我吸进了这个似人却非人的王国