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在这一篇论文中，对滚动接触机械装置上的滚动接触体结构柔 性变形的效果简短地分析輪副和轨道对轮的潜变力的结构变形的效果和轨条详细地被分析研究。轮副的一般结构柔性变形和轨道首先分别用有限元的机械要素方法囷关系一起分析 ,从而获得表达滚动方向和轮副的横方向的结构柔性变形和对应的负载按照它们之间的关系 ,我们计算轮和轨条的在一点相接接触的影响力系数。影响力系数代表发生在轮 /轨道接触的一个小的矩形面积上的单位面积的牵引力引起的结构柔性变形他们习惯校订┅些与 无赫兹的形状滚动接触的三维空间的有柔性体的理论 公式一起获得 的影响力系数。在潜变力的分析中 , 利用了修正的 理论从轮副和軌道的结构柔性变形中获得的数字结果表明潜变力发挥的很大影响力。 2002 学出版社版权所有 关键字 轮 /轨条 ; 滚动接触 ;潜变力 ;柔性变形结构 由於火车轮副和轨道之间的很大相对运动作用力引起轮副和轨道的结构较大的柔性变形。大的结构变形极大影轮和轨条响滚动接触的性能 ,如潛变力波形 [1 – 3] ，黏着滚动接触疲劳 , 噪音 [4,5] 和脱轨 [6]等等 . 到现在为止在轮 / 轨道的潜变力的分析中广 泛应用的滚动接触理论是以柔性一半的空間假定为基础的 [7 – 12]. 换句话说，轮 / 轨道的一个接触的柔性变形和牵引之间的关系可以用 理论公式表达实际 , 当轮副在轨道上持续运动 ,接触的柔性变形是比那些以滚动接触的现在理论公式计算的更大。因为轮副 / 轨道的挠性是比柔性一半的空间更加大 由对应的负荷所引起的轮副 / 軌道柔性变形结构在图中被显示。如 1 和 2. 在图中轮副弯曲变形被显示出来在图 1a 中被显示的轮副弯曲变形主要由车辆和轮副 /轨条的垂直动载荷所引起。 在图 南昌航空大学 科技学院 学士学位论文 1 b 中描述的轮副扭转的变形是由于轮和轨道之间的纵潜变力的作用生产的在图 1 c 中显示嘚轮副斜角弯曲变形和在图 2 中显示的轨道翻折变形主要地由交通工具和轮副 /轨道的横动态负荷所引起。在轮副 图 1 d 的轴周围的和旋转装置相哃方向的扭转变形 ,火车可以使用的 ,主要在电动机的轮 / 轨条和驱动扭矩的接触补缀上的牵引所引起到目前为止很少的出版物讨论滚动接触嘚轮副和轨道之间的爬动和潜变力的效果。 事实上上面提到轮副 / 轨道的柔性变形结构是在轮 /轨道的常态和切线的接触刚性以下运动。轮 / 軌道的正 常的接触点的刚性通常低于轨道的下沉位置 低于正常接触点的刚性很少的影响接触面积上的正常压力。那低于切线的接触刚性佷大影响接触面积的黏结 / 滑移面积状态和牵引力如果滚动接触的柔性变形结构的影响被对于轮 /轨道的分析考虑进去，一对接触面积的全體微粒滑移与用现在滚动接触理论计算的结果不同所有的连络颗粒和摩擦功的总的滑移比那在分析轮 /轨道浅动力的时候，被忽略的柔性變形结构更小同样一个接触面积的根 / 转差面积的比率比没有考虑的柔性变形结构的效果更大。在这一篇论文中在滚动接触性能上的滚動接触的车体柔性变形机构的 装置被简短地分析，而且和 s 无赫兹的形状滚动接触的三度空间的有柔性车体的理论模型用来分析在轮副和轨噵之间的潜变力在数值分析中挑选的轮副和轨条分别地 ,是货车轮副的锥形轮廓，中国 “兆位元组 “ 和钢轨条的质量是 60 公斤 /m 有限元分析方法用来决定他们的柔性变形结构。依照柔性变形结构的关系和对应的由于 得负荷 , 表示轮副的柔性变位的影响系数是由轮 / 轨条的接触单位媔积密度有所反应的牵引生产的轨条所决定这些影响系数用来代替一些与 s 的理论 公式一起计算的影响系数。在图 1a 中被显示的轮副弯曲变形的效果和在轮副轨道的柔性变形结构之中的横断的影响力在研究中被疏忽获得的数字结果表明在轮副 /轨道柔性变形结构的潜变力效果栲虑和疏忽的条件之间的显着差别。 2. 减少连络刚性机构增加接触面积的根粘滞 /滑动比 为了要使轮副 / 轨道关于滚动接触的轮 / 轨的的柔性变形結构的效果较好的理解 , 我们必需 毕业设计（ 外文翻译 ） 题 目 随机方 向 法减速器优化设计 专业名称 机械设计制造及其自动化 班级学号 学生姓洺 周 驰 指导教师 朱 保 利 填表日期 2011 年 3 月 22 日 南昌航空大学 科技学院 学士学位论文 1 轮辐的柔性变形结构的效果和在滚动接触的轮 / 轨道的潜变力的縋踪 金学松 吴平博 文泽峰 中国 成都 600031 西南交通大学 国家的牵引动力实验室 摘录 在这一篇论文中对滚动接触机械装置上的滚动接触体结构柔性变形的效果简短地分析。轮副和轨道对轮的潜变力的结构变形的效果和轨条详细地被分析研究轮副的一般结构柔性变形和轨道首先分別用有限元的机械要素方法和关系一起分析 ,从而获得表达滚动方向和轮副的横方向的结构柔性变形和对应的负载。按照它们之间的关系 ,我們计算轮和轨条的在一点相接接触的影响力系数影响力系数代表 发生在轮 /轨道接触的一个小的矩形面积上的单位面积的牵引力引起的结構柔性变形。他们习惯校订一些与 无赫兹的形状滚动接触的三维空间的有柔性体的理论 公式一起获得的影响力系数在潜变力的分析中 , 利鼡了修正的 理论。从轮副和轨道的结构柔性变形中获得的数字结果表明潜变力发挥的很大影响力 2002 学出版社版权所有。 关键字 轮 /轨条 ; 滚动接触 ;潜变力 ;柔性变形结构 由于火车轮副和轨道之间的很大相对运动作用力引起 轮副和轨道的结构较大的柔性变形大的结构变形极大影轮囷轨条响滚动接触的性能 ,如潜变力，波形 [1 – 3] 黏着，滚动接触疲劳 , 噪音 [4,5] 和脱轨 [6]等等 . 到现在为止在轮 / 轨道的潜变力的分析中广泛应用的滚动接触理论是以柔性一半的空间假定为基础的 [7 – 12]. 换句话说轮 / 轨道的一个接触的柔性变形和牵引之间的关系可以用 理论公式表达。实际 , 当轮副在轨道上持续运动 ,接触的柔性变形是比那些以滚动接触的现在理论公式计算的更大因为轮副 / 轨道的挠性 是比柔性一半的空间更加大 。甴对应的负荷所引起的轮副 / 轨道柔性变形结构在图中被显示如 1 和 2. 在图中轮副弯曲变形被显示出来。在图 1a 中被显示的轮副弯曲变形主要由車辆和轮副 /轨条的垂直动载荷所引起在图 1 b 中描述的轮副扭转的变形是由于轮和轨道之间的纵潜变力的作用生产的。在图 1 c 中显示的轮副斜角弯曲变形和在图 2 中显示的轨道翻折变形主要地由交通工具和轮副 /南昌航空大学 科技学院 学士学位论文 2 轨道的横动态负荷所引起在轮副 圖 1 d 的轴周围的和旋转装置相同方向的扭转变形 ,火车可以使用的 ,主要在电动机的轮 / 轨条和 驱动扭矩的接触补缀上的牵引所引起。到目前为止佷少的出版物讨论滚动接触的轮副和轨道之间的爬动和潜变力的效果 事实上，上面提到轮副 / 轨道的柔性变形结构是在轮 /轨道的常态和切線的接触刚性以下运动轮 / 轨道的正常的接触点的刚性通常低于轨道的下沉位置。 低于正常接触点的刚性很少的影响接触面积上的正常压仂那低于切线的接触刚性很大影响接触面积的黏结 / 滑移面积状态和牵引力。如果滚动接触的柔性变形结构的影响被对于轮 /轨道的分析考慮进去一对接触面积的全体微粒滑移与用现在滚动接触理论计算的结果不同。所有的连络颗粒和 摩擦功的总的滑移比那在分析轮 /轨道浅動力的时候被忽略的柔性变形结构更小。同样一个接触面积的根 / 转差面积的比率比没有考虑的柔性变形结构的效果更大在这一篇论文Φ，在滚动接触性能上的滚动接触的车体柔性变形机构的装置被简短地分析而且和 s 无赫兹的形状滚动接触的三度空间的有柔性车体的理論模型用来分析在轮副和轨道之间的潜变力。在数值分析中挑选的轮副和轨条分别地 ,是货车轮副的锥形轮廓中国 “兆位元组 “ 和钢轨条嘚质量是 60 公斤 /m 。有限元分析方法用来决定他们的柔性变形结构依照柔性变形结 构的关系和对应的由于 得负荷 , 表示轮副的柔性变位的影响系数是由轮 / 轨条的接触单位面积密度有所反应的牵引生产的轨条所决定。这些影响系数用来代替一些与 s 的理论 公式一起计算的影响系数茬图 1a 中被显示的轮副弯曲变形的效果和在轮副轨道的柔性变形结构之中的横断的影响力在研究中被疏忽。获得的数字结果表明在轮副 /轨道柔性变形结构的潜变力效果考虑和疏忽的条件之间的显着差别 2. 减少连络刚性机构增加接触面积的根粘滞 /滑动比 为了要使轮 副 / 轨道关于滚動接触的轮 / 轨的的柔性变形结构的效果较好的理解 , 我们必需简短地解释减少的接触刚性的机构增加在没有饱和的潜变力的状态下面的接触媔积的粘滞 / 滑移面积的比。通常在一个接触面积的一对接触颗粒之间的总的滑移含有刚性的滑移 ,局部一个接触面积和柔性变形结构的柔性變形图 3 a 一描述一对滚动接触车体①和没有柔性变形②接触颗粒， 状态 在图 3 a 中的线 和 , 为了要作描述的让大家接受而被作记号。在车体的形变发生之后 ,线的位和形变 , 和 图 3 b 中被显示位移差别 , 在图 3 b 的二个划线之间由车体的刚性运动南昌航空大学 科技学院 学士学位论文 3 ①和②所引起 滚动或变化 . 局部点 柔性变形 ,被 示 ,与基于有柔性 - 半份空间的假设滚动接触的一些现代的理论一起决定 ,他们有差别在于点 点 间的有柔性位迻 果车体的结构柔性变形的效果和被忽视的 , 能用公式 表示。柔性变形结构车体 1 和 2 主要 地由牵引力所引起 ,p 和 p 代表接触插线和车体的其他边界條件 1 和 2,他们做线 , 和 产生与接触面积的局部的坐标 3 a 无关的刚性运动 来表达点 点 位移 ,各自归于结构柔性变形。在任何的荷载阶段他们为规定嘚边界条件和车体 1 和 2 的几何学可能被当做有不防碍局部的坐标常数在点 点 间的位移差别取决于 应该是 此在考虑车体 1 和 2的柔性变形结构的條件之下 ,在点 之间的总滑移 , 样地用公式 S*1 显的 S1 是不同的。在一对接触颗粒之间的牵引 或潜变力 非常仰赖 或 S1 当 |0或 |S1|0那对接触颗粒是在滑移中和牽引力进入饱和。在进入饱和的情形中 , 依照库伦摩擦定律的如果一样的磨擦力系数而且正常的压力被假定的二个条件牵引是相同的。如此对 牵引影响在二个条件之下也是相同的如果 ||S1|0,|在 2 必须是比在 1更大。即 没有 影响的那对接触颗粒比有 影响的滑移更快相应地没有 影响整個的接触面积进入滑移情况快于有 影响。因此在接触面积上的粘滞 / 滑移面积的比率和在上面被讨论的二个类型的总牵引是不同的 ,他们只昰被图 4a 和 4 滑移面积的情况。图 4a 的号讯 1 表明不考虑 2 的效果而指示外壳 即用 效果指示图 4 b 表示在接触面积上总的接触牵引力 图 4 b 中的号讯 1 和 2 和图 4 Φ的意义相 同。从图 4 b 中已知 , 在一点相接牵引力 w1w 时到达它的最大值 考虑 触的效果在 w1w 它的最大 由于 效果来看 左边变档的时候 ,在顺时针方向 ,在轮副的轴线和左边的轨道的横向方向之间我们定义那 y0。叁数仰赖 y 和 ψ 轮和轨条的轮廓。但是如果轮和轨条的轮廓被指定他们主要地仰赖 y[16]. 詳细的讨论用数字的方法被屈服 [16,17] 和轮 /轨条的接 触几何学的结果 当一个轮副移动到一个正切追踪刚性蠕动轮副和轨条的时候当做 [17] i1,2 时它有如哃写在底下在 3的 i 一样的意义。在 4的不明确的叁数能在命名法中看到很明显蠕动不仅与接触几何学的叁数有关 , 而且也与轮副运动的状态有關。因为接触几何学的叁数 变化主要依靠一些他们的导出于计时轮 / 轨条的规定轮廓 y 的变化有关被记做 南昌航空大学 科技学院 学士学位论文 5 紦 5放进 4之内我们获得 南昌航空大学 科技学院 学士学位论文 6 在轮 /轨条的接触几何学和滑移的计算大范围的偏角和轮副的横向位移被选用以便轮辐的滑移和接触角含尽可能完全地在磁场中被产生的情况被获得。因此我们选择 毫米 和 与中央的用不同的方法和 φ 和 i 和 y 20较的数字结果┅起计算使用选择的 y ， ψ ˙ y/ v 和 ψ/ v 的范围在我们获得上面 ξ i 1 个范围从 i 2 个范围从 ξ i 3 排列从 米 1, 和接触角 δ i 是从到 。由于论文的长度限制滑动囷接触几何学的详细数字的结果不被在这篇论文中显示 4．结论 1. 在滚动接触性能上的滚动接触车体的柔性变形结构的效果机构被简短地分析。一般了解连络车体的接触刚性减少则接触面积在不全滑移情形中的粘滞 / 滑移面积增加 2. s 的和无赫兹的形状滚动接触的三度空间的弹性體的理论模型被用来分析在轮副和轨道之间的潜动力。在分析中有限元法被用决定作用于每个矩形元件单位牵引生产的轮副 /轨道有柔性位移表达的影响系数 ,用来代替一些与 s 的理论 公式一起计算的影响系数。被获得的数字结果表明在轮副 / 轨条结构柔性变形的效果被考虑和忽畧的两种情况之下轮副 / 轨条类型的潜动力的差别 3. 轮副和轨道的柔性变形结构低于运行轮副和轨道的接触刚性 , 而且在没有饱 和的潜动力的條件之下显着地减少在轮副和轨道之间的潜动力。因此这种情况有利于减少磨损和轮与轨条的滚动接触疲劳。 4图 1 中显示的轮副弯曲形变嘚因素被忽略 ,而横断的影响系数 不被修正因此，获得数字结果的精确度很低除此之外 , 当轮副中心的横向位移 , y10 圆作用发生。在如此的情形中接触角非常大，而且横的方向正常负载的元件也非常大大的横力引起轨道和轮副产生大的结构形变 ,影响轮 / 轨条的接触几何学的叁數和刚性的滑动。因此 ,刚性滑动 ,潜动力 , 接触几何学的叁数柔性变形结构和轮副的运动彼此有很大的影响。他们必需综合地分析考虑他們的数字结果能与一个其它可能的迭代法一起获得 南昌航空大学 科技学院 学士学位论文 7 。或许共形的接触或轮和轨条之间的点接触在凸圆嘚作用期间发生滚动接触的轮副和轨条的现象是非常复杂的 , 而且可能与可能是包括结构形变和包括轮副和轨道的所有边界条件在不久的將来内的效 果 型的滚动接触的一个新的理论被分析。 这一个工作被研究计划的中国自然的科学基础委员会支持了 轮和轨条和滚动接触疲劳嘚接触表面的波形 国家牵引动力实验室 ,西南交通大学 60r/动比 i5， 工作寿命 15 年每年工作 300 天。 2、 设计技术要求 1）采用随机方向法 以体积最小為目标 进行减速器优化设计； 2）与常规设计结果进行比较分析； 3）绘制减速器装配图及主要零件图。 业设计 论文 工作内容及完成时间 1. 收集資料、开题报告 、外文翻译 . 建立优化设计的数学模型 ． 编写优化设计程序、计算 . 减速器常规设计计算、结果分析 . 绘制减速器装配图及主要零件图 . 撰写毕业设计论文 、主 要参考资料 1 璞良贵纪名刚主编 第 八 版 等教育出版社， 2007 2 孙 靖民 主编 化设计 版 机械工业 出版社 2005 3 方世杰， 綦 耀咣 主编 化 设计 械工业出版社 王昆等主编 . 机械设计课程设计手册 机械工业 出版社， 2004 5 R., G.,“ of , of in 984, 空工程 系 机械设计制造及自动化 专业类 0781051 班 学生（签名） 日 期 自 2011 年 2 月 16 日 至 2010 年 6 月 1 日 指导教师（签名） 助理指导教师 并指出所负责的部分 航空工程 系 主任 （签名） 附注 任务书应该附在已完成的毕业設计说明书首页 南昌航空大学 科技学院 学士学位论文 毕业设计（开题报告） 题 目 随机方法减速器优化设计 专业名称 机械设计制造及其自動化 班级学号 学生姓名 周 驰 指导教师 朱 保 利 二 零一 一 年 三 月 南昌航空大学 科技学院 学士学位论文 一．课题的目的及意义 齿轮减速器是原动機和工作机之间独立的闭式机械传动装置，能够降低原动机转速或增大扭矩具有传递功率大，冲击小 维修方便，使用寿命长等许多优點是一种广泛应用在工矿企业及运输，建筑等部门的机械部件圆柱齿轮减速器传统的设计方法使设计人员根据各种资料，文献提供的資料结合自己得设计经验，初步订出一个设计方案然后进行验算。但用这种方法设计出的减速器往往尺寸偏大可能并不是最优的设計方案。因此应用离散变量的组合型优化设计理论能将设计中的模糊因素和模糊主观信息定量化，通过合理给定约束函数目标数的地嫆许值，期望值及其模糊分布来求得合适的优化方案减少用料，降低了生产成本具有可观的经济效益。 近年来国内外齿轮传动的 优囮设计已有很大的发展。各类文献研究了齿轮传动系统的以传递转矩最大为目标的优化设计研究了机床变速箱齿轮的优化设计等 国内在這方面也有很多研究。尽管这些研究成果不仅可以提高设计效率、设计精度、减轻设计者的工作量而且可设计出用传统设计方法所无法嘚到的好方案 但是人们在进行这些研究工作时，均忽略了这样一个问题即各设计参数的随机性，他们仅仅从设计的角度出发把设计参數看成是单值的，没有考虑材料性能和载荷随机性等的影响因此这种设计的结果只能反映在假定条件下的最优设计方案，而实际应用中甴于各参数的随机性使之成 为非最优设计，至是不可行的设计方案在设计中即要考虑设计参数的随机性，又要能进行多参数的优化设計并能在设计后预测可靠度，是当今机械设计领域中的一个重要研究内容为了弥补前述的不足，本文考虑各设计参数的随机性建立 對实例进行了优化设计 所得结果符合实际，验证了该模型的正确性和可行性 二、国内外研究概况及发展趋势 最优化方法在机构设计和零件设计中应用广泛，效果显著近十年来，国内外对整台机器或某一机械系统的设计采用最优化方法代替原来传统的设计方 法也越来越哆。 机构的优化设计从六十年代后期开始得到学速发展目前已经成为机构学的重要研究方向之一。 齿轮传动的优化设计可概括为当传动載荷一定时追求齿轮的体积最小或在齿轮体积一定时追求传递的载荷最大。有时也追求齿轮传动的某项或某几项性能为最佳齿轮传动嘚优化设计既可以成为但目标函数的问题，也肯已成为多目标函数问题为使齿轮工作可靠，显然齿面的接触应力、齿轮的疲劳弯曲应力應分别小于或等于许用值或保证一定得的安全裕度为使齿轮的啮合处于较好的工作条件下，有时还把吃面同油膜厚度以及润滑南昌航空夶学 科技学院 学士学位论文 油的温升也作为约 束条件另外，诸如为了避免产生根切、并保持连续啮合、避免齿轮齿顶过分变尖、均须对設计变量提出某些限制这些限制也应最为约束条件。 齿轮优化设计通常都是将齿轮的模数、齿数、尺宽、螺旋角以及传动比等取作设计變量至于是否将变位系数也取做设计变量，这要根据工程设计的实际需要而定事实上，若设计变量中包括变位系数一般就应采用整數规划或混合规划。否则优化设计所输出的均为连续变量的最优解中的齿数和模数就难于离散化（因齿数应圆整为正整数，模数应标准囮）有些工程问题，若直接采用整数规划或混合规划往往因限制过于苛刻有 可能得不到最优解。作为齿轮优化设计的另一种办法是鈈把变为系数选作设计变量，这样一来当需要随优化计算所输出的均为连续变量的最优解中的齿数和模数进行离散化时，我可引入变位系数来调整几何关系或提高某个（或某些）齿轮的强度，从而能凑配中心矩又能控设射计变量不越出可行域。其次更为重要的是，這种做法一般都不至于使算法本身所得到的最优解遭到较大程度的坡坏 在机械设计中人们希望获得全部最优设计点，但实际的工程问题很少能保证满足凸性的要求，即所追求的目标函数往往具有很多个相对的极小点因而优化的结果一般为局部最优设计点，或后退一步講如果这些都做不到，那么优化设计最起码也能将设计方案作出重大改进这就是我们以前提到过的“最优化”应被理解为一个相对的概念，而不要把它决对化实际上，如上所述设计人员如能正确地运用最优化方法进行设计，其设计方案与传统方法比较一定会有所妀善并能避免许多盲目性，显然这刚好是工程设计人员最感兴趣的 最后化方法在机械设计中的应用，关键在于试验工作要跟上因为再恏的理论也要由实践来检验，所以采用最优化方法设计出的机械产品必须通过实践来检验其可靠性 齿轮传动的优化设计可概括为当传 动載荷一定时追求齿轮的体积最小，或在齿轮体积一定时追求传递的载荷最大有时也追求齿轮传动的某项或某几项性能为最佳。齿轮传动嘚优化设计既可以成为但目标函数的问题也肯已成为多目标函数问题。为使齿轮工作可靠显然齿面的接触应力、齿轮的疲劳弯曲应力應分别小于或等于许用值或保证一定得的安全裕度。为使齿轮的啮合处于较好的工作条件下有时还把吃面同油膜厚度以及润滑油的温升吔作为约束条件。另外诸如为了避免产生根切、并保持连续啮合、避免齿轮齿顶过分变尖、均须对设计变量提出某些限制，这些限制也應最为约束条件 齿轮优化设计通常都是将齿轮的模数、齿数、尺宽、螺旋角以及传动比等取作设计变量。至于是否将变位系数也取做设計变量这要根据工程设计的实际需要而定。事实上若设计变量中包括变位系数，一般就应采用整数规划或混合规划否则，优化设计所输出南昌航空大学 科技学院 学士学位论文 的均为连续变量的最优解中的齿数和模数就难于离散化（因齿数应圆整为正整数模数应标准囮）。有些工程问题若直接采用整数规划或混合规划，往往因限制过于苛刻有可能得不到最优解作为齿轮优化设计的另一种办法，是鈈把变为系数选作设计变量这样一来，当需要随优化计算所输出的均为连续变量的最优解 中的齿数和模数进行离散化时我可引入变位系数，来调整几何关系或提高某个（或某些）齿轮的强度从而能凑配中心矩，又能控设射计变量不越出可行域其次，更为重要的是這种做法一般都不至于使算法本身所得到的最优解遭到较大程度的坡坏。 在机械设计中人们希望获得全部最优设计点但实际的工程问题，很少能保证满足凸性的要求即所追求的目标函数往往具有很多个相对的极小点，因而优化的结果一般为局部最优设计点或后退一步講，如果这些都做不到那么优化设计最起码也能将设计方案作出重大改进。这就是我们以前提到过的“最优化”应被理解为 一个相对的概念而不要把它决对化。实际上如上所述，设计人员如能正确地运用最优化方法进行设计其设计方案与传统方法比较，一定会有所妀善并能避免许多盲目性显然这刚好是工程设计人员最感兴趣的。 最后化方法在机械设计中的应用关键在于试验工作要跟上，因为再恏的理论也要由实践来检验所以采用最优化方法设计出的机械产品必须通过实践来检验其可靠性。 三、研究内容及实验方案 机方向法 鉯体积 最小为目标进行减速器优化设计； 四、目标、主要 特色及工作进度 本课题以减速器体积最小为目标函数，设计减速器的最优参数 題报告、外文翻译 优化设计的数学模型 算 果分析 及主要零件图 昌航空大学 科技学院 学士学位论文 五、参考文献 1 璞良贵，纪名刚 . 机械设计 北京高等教育出版社 2007 2 孙岩，陈晓罗熊涌 . 机械设计课程设计 北京理工大学出版社 ， 2007 3 R., G “ of , of in 984, 王昆等 . 机械设计课程设计手册 械工业出版社 2004 5 方世杰，綦耀光 . 机械优化设计 . 北京机械工业出版社 陈立周 . 机械优化设计方法 . 冶金工业出版社 ， 2005 7 孙靖民 . 机械优化设计 北 京机械工业出版社 2005 8 王安麟，刘广军姜涛 . 广义机械优化设计 . 华中科技大学出版社 ， 2008 9 韩林山 . 机械优化设计 . 黄河水利出版社 2003 10 崔华林 . 机械优化设计方法与应用 . 东北工學院出版社 ， 1989 11 彭亮曾德慧 . 中文版 机械工业出版社 2008 12 曹岩，樊亚军吕小军 械设计实例精解 2009 学士学位论文原创性声明 本人声明，所呈交的论攵是本人在导师的指导下独立完成的研究成果除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含法律意义上已属于他人的任何形式的研究成果 ,也不包含本人已用于其他学位申请的论文或成果对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式表明本人唍全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名 日期 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文嘚规定同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅本人授权南昌航空大学可以将本论攵的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文 作者签名 日期 导师签名 日期 南昌航空大学 科技 学院 学士学位论文 前 言 优化设计是 60 年代初发展起来的一门新学科，它是将最优化原理和计算机技术应用于设计领域為工程设计提供一种重要的科学设计方法。利用这种新的设计方法人们就可以从众多的设计方案中寻找最佳设计方案，从而大大提高设計效率和质量因此优化设计是现代设计理论和方法的一个重要领域，它已广泛应用于各个工业部门在绪论中仅对机械优化设计的特点、发展概况、本门课程的主要内容作一简要介绍。 减速器的设计一般需要经过调查分析、方案拟定、技术设计、零件工作图绘制等环节。传统设计方法通常在调查分析的基础上参照同类产品通过 估算、经验类比或试验来确定初始设计方案。然后根据初始设计方案的设計参数进行强度、刚度、稳定性等性能分析计算，检查各性能是否满足设计指标要求如果不完全满足性能指标的要求，设计人员将凭借經验或直观判断对参数进行修改这样反复进行分析计算 参数修改，直到性能完全满足设计指标的要求为止整个传统设计过程就是人工試凑合定性分析比较的过程，主要的工作是性能的重复分析至于每次参数的修改，仅仅凭借经验或直观判断并不是根据某种理论精确計算出来的。实践证明按照传统设计方法作出的设计方案，大部分都有改进提高的 余地而不是最佳设计方案。 现代化的设计工作已不洅是过去那种凭借经验或直观判断来确定结构方案也不是像过去“安全寿命可行设计”方法那样在满足所提出的要求的前提下，先确定結构方案再根据安全寿命等准则，对该方案进行强度、刚度等的分析、校核然后进行修改，以确定结构尺寸而是借助电子计算机，應用一些精确度较高的力学的数值分析方法（如有限元法等）进行分析计算并从大量的可行设计方案中寻找出一种最优的设计方案，从洏实现用理论设计代替经验设计用精确计算代替近似计算，用优化设计代替一般的安全寿命的可行性设计 优化 方法不仅用于产品结构嘚设计、工艺方案的选择，也用于运输路线的确定、商品流通量的调配、产品配方的配比等等目前，优化方法在机械、冶金、石油、化笁、电机、建筑、宇航、造船、轻工等部门都已得到广泛的应用 本 设计采用优化设计的方法（随机方向法）对单级圆柱齿轮减速器体积進行优化，通过优选小齿轮齿数 充分提高各级齿轮的承载能力，并使高速级和低速级达到等强度来对单级圆柱齿轮减速器进行优化设计 由于时间比较紧张，准备不充分使得设计可能存在一些问题，希望能得到各位老师和同学的批评与指正