空心转动轴设计方案及规划_第1页
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文档简介

1、优 化 设 计 论机电工程学院一、空心转动轴试设计一重量最轻的空心传动轴。空心传动轴的D、d分别为轴的外径和内径。轴的长度不得小于3ml轴的材料为 45钢，密度为X 10-6 kg/mm,弹性模量 E=2X 105MPa许用切应 力=60MPa。轴所受扭矩为x 106NI- mm 分析：设计变量：外径D、内径d、长度l设计要求：满足强度，稳定性和结构尺寸要求外，还应达到重量最轻 目的。所设计的空心传动轴应满足以下条件：(1)扭转强度空心传动轴的扭转切应力不得超过许用值，即空心传动轴的扭转切应力：16 D (D4 d4)空心传动轴的扭切应力：16 D (D4 d4)经整理得：d4 D4 1.27

2、 105D 0(2)抗皱稳定性 扭转切应力不得超过扭转稳定得临界切应力空心传动轴的扭转稳定的临界切应力为：D d 3/20.7E( 严 2D整理得： _3/2154.34D D d D4 d4lmin(3)结构尺寸l d D d设： TOC o 1-5 h z x1Dx2dX3l则数学模型为：min f ( ) 6.12(D2 d2)l 10 6 TOC o 1-5 h z 226.12(x12 X22)x3 104 _ 4_ _5g1(X) d4 D4 1.27D 10544_5 _x2X11.27 105 03/2154.34D D d3/2X1X2X1g2( ) D4 d4D154.34

3、X144X1X2g3(X) 3 l 3 X3 0 HYPERLINK l bookmark15 o Current Document g4(X) d X20g5(X) D d Xi X2 0clear all x0=23,19,4;options=optimset(largescale,off7display,iter,tolx,1e-6);function f=myfun1(x)x,fval,exitflag,output=fmincon(myfun1,x0,，口，口,confoptions)un1,function c, ceq=confinl (x)c= x(2)*4+1.2710e005;154. 34*x(l)/(x(l)-x(2) )-(x(D-x(2)/x(2)r(3/2);Ax；r；2)y H1， min f ( ) 6.12(D2 d2)l 106ceq=6.12(x12 X22)x3 10 6X = fval = exitflag =4output =iterations: 7funcCount: 39stepsize:

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