优化设计Matlab 实例解析
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单级直齿圆柱齿轮减速器 的优化设计
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优化原因
在传统的设计方法中，按照相应的减速器设计规 范进行减速器的设计，对齿根弯曲强度、 齿面接触 强度进行校核，用各种系数修正材料强度和齿轮的载 荷，并考虑齿轮精度的影响等因素；在这些步骤中， 每一步都考虑安全系数，造成设计中的减速器往往体 积过大，材料消耗增加等，导致成本偏高。 为解决这一问题，减速器的优化设计势在必行。 我们就要结合 matlab 优化软件，对单级直齿圆柱齿 轮减速箱进行参数上的优化，为原始设计参数的改进 提供了一定的修改依据。
5
6
7
8
结论
（1）对比分析发现：在齿轮可靠性得到保 证的前提下，优化后的目标值比原设计目 标值减少 24%； （2）优化结果表明：优化方案比给定方案 节省材料，降低成本，效益明显，对减速 器设计具有良好的参考价值。
9Fra Baidu bibliotek
10
2
示例
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4
（传递动力，模数一般应大于1．5mm-2mm，限定2≤ x1≤10） 传递动力，模数一般应大于1 5mm-2mm，限定 ） （避免根切，其齿数不应小于17，限定 避免根切，其齿数不应小于 ，限定17≤x2≤35） ） （一定的载荷下，增大齿宽系数可减小齿轮直径和传动 一定的载荷下， 中心距，降低圆周速度；同时齿宽系数越大， 中心距，降低圆周速度；同时齿宽系数越大，载荷分 布越不均匀，限定0.8≤x3≤1.4） 布越不均匀，限定 ）
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优化原因
在传统的设计方法中，按照相应的减速器设计规 范进行减速器的设计，对齿根弯曲强度、 齿面接触 强度进行校核，用各种系数修正材料强度和齿轮的载 荷，并考虑齿轮精度的影响等因素；在这些步骤中， 每一步都考虑安全系数，造成设计中的减速器往往体 积过大，材料消耗增加等，导致成本偏高。 为解决这一问题，减速器的优化设计势在必行。 我们就要结合 matlab 优化软件，对单级直齿圆柱齿 轮减速箱进行参数上的优化，为原始设计参数的改进 提供了一定的修改依据。
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结论
（1）对比分析发现：在齿轮可靠性得到保 证的前提下，优化后的目标值比原设计目 标值减少 24%； （2）优化结果表明：优化方案比给定方案 节省材料，降低成本，效益明显，对减速 器设计具有良好的参考价值。
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（传递动力，模数一般应大于1．5mm-2mm，限定2≤ x1≤10） 传递动力，模数一般应大于1 5mm-2mm，限定 ） （避免根切，其齿数不应小于17，限定 避免根切，其齿数不应小于 ，限定17≤x2≤35） ） （一定的载荷下，增大齿宽系数可减小齿轮直径和传动 一定的载荷下， 中心距，降低圆周速度；同时齿宽系数越大， 中心距，降低圆周速度；同时齿宽系数越大，载荷分 布越不均匀，限定0.8≤x3≤1.4） 布越不均匀，限定 ）