1、1.建立优化设计目标函数：减速器内部有四个齿轮和三根轴（为了简便计算，将轴视为光轴）：， ， 三轴的体积， ；1sV23s 3m， ， ， 四个齿轮体积， 。gg4V3一级减速：， ， ，近似取 ， ，m21d601d182mB601301Z9Z二级减速：， ， ，近似取 ， ，2d643md12465232Z54Z242 232121121 22423224 415.85.3.6BdZm BdZmBdZmlllldVs sss ssss 24242 23232121111 24432 15.85.3.64BdZm BdZmBdZm ldllls ss sssss设 X= , , , , ，
2、， ， ， ， ， ， =1B11l1s23s443,1x23456x7890x234则（4V 8212182121210721029729 4585.3.16 xxxxxx 2246223641235 ）2.确定约束条件：(1)为了避免根切：01731xg2(2)为了保证齿轮的承载能力，同时避免载荷沿齿宽分布严重不均，要求 ：3516mB016513xg)(41625x03)(6g(3)传递动力的齿轮，模数一般应该大于 2mm，并且去标准系列值，得：12.)(57x068g(4)根据工艺装配条件，要求大 12 齿轮直径不得超过 2730mm， , ，275.1i.1i于是mzm12075.3
3、1 mzm60.3239xxg6410（5）主、从动轴直径范围按照经验取为 ， ，所以有3521sd402sd025)(91xg32)(101x4g（6）轴的支撑跨距按照结构关系 ， ，其中215.0sdBl425.0sdBl为箱体内壁到轴承中心线的距离，现取 ，现有：m405.1715xxg286 （7）按齿轮的接触疲劳强度条件，有：HIiHBMkia310式中:载荷系数，取 =1.3；k小齿轮传递转矩；iM齿轮许用接触应力，现按原材料及原设计数据，取 =885 ；H HMpa齿轮传动的中心距， ， ；acm15.0iza 06.29785467.3294327.15.25.07 15313
4、17 xxxxg 2.0157 264236418 （8）按齿轮的弯曲疲劳强度条件，有：12FFKMBdmy式中： 小齿轮分度圆直径， ；1d1z齿轮的许用弯曲应力，F一级减速：现安原材料及原设计数据取小齿轮的许用弯曲应力 大齿轮的许用弯曲MpaF43.21应力 ；MpaF71.249齿形系数，对于标准齿轮，通过曲线拟合得y小齿轮 ；21110.6.0.854Fzz大齿轮 2 2284397y所以有：00854.06.19.143243.21 23353119 xxxxg.59.8.77. 244253120 二级减速：取小齿轮的许用弯曲应力 大齿轮的许用弯曲应力 ；MpaF4.1 MpaF7
5、1.92小齿轮 ；331 085.06.9. zzyF大齿轮 4400854.06.19.17243.21 2133613221 xxxxg .59.84.7.9 21414261322 （9）主动轴刚度条件：53148PlfEJ式中： 作用在小齿轮上的法向压力， ， ，其中 为齿N12/cosPMmz轮压力角，取 ；02轴的惯性矩，对圆形剖面， ；J41/6sJd轴材料的弹性模量， ；E520EPa轴的许用挠度，取 。f 1.3fl一级减速： 030148.5.30148.5. 1248cos.5.6102cos.4. 49537749377 4953774953836723 xxxx xx
6、xg 二级减速：0283.940. 1096cos32.8403.641cos9.72.41368 415136881538364824 xx xxxxg （10）主动轴的弯曲强度条件： 22()bMTW式中： 轴上的扭矩， ;1M轴上的弯矩， ， ；NcmA11129052coslllPzmz考虑扭矩和弯矩的作用性质差异的系数，取 ；.8轴的许用弯曲应力， ；b5bMa轴的抗弯剖面系数，对实心轴W310.sWd01.0.729651.06.458)2cos6.4(5 398253923572 xxxxg .7.0.)cs.( 31824683124246826 xxxx（11）仿照前面的处理
7、方法可得从动轴弯曲强度条件： 01.0275.7239538235627 xxxg673122824828 xxx2. 优化方法选择及优化结果：1、采用 MATLAB 工具箱进行优化首先在当前 MATLAB 的工作目录下建立目标函数文件 myfun.m 文件：function f =myfun(x)（*4V )8(*21(4*2)1(82)1( 5.18*2)(5.18*2)()10(705.39.679xxx xx)()4(*)6 )()3()()(435 x ）然后建立约束条件程序 confun1.mfunctionc,ceq=constraint(x)c(1)=x(3) -17c (2)
8、=x(13)-17c(3)=x(1)/x(5)-16c(4)= 35-x(1)/x(5)c(5)=x(2)/x(6)-16c(6)=35-x(2)*x(6) c(7)=x(5)-0.2c(8)=x(6)-0.2c(9)=1200-x(5)*x(3)c(10)=1560-x(6)*x(4) c(11)=x(9)-25c(12)=35-x(9)c(13)=x(10)-30c(14)=40-x(10)c(15)=x(7)-x(1)-0.5*x(10)-40c(16)=x(8)-x(5)-0.5*x(12)-40c(17)=8549-29972.6/(x(3)*x(5)*sqrt(x(1)c(18)=
9、8525-40449/(x(4)*x(6)*sqrt(x(2)c(19)=321.43-(2*1.3*4.6*104)/(x(1)*x(3)*x(5)2*(0.169+0.006666x(3)-0.0000854x(3)2)c(20)=249.71-(2*1.3*7.69*104)/(x(1)*x(3)*x(5)2*(0.2824+0.0003539x(4)-0.0000854x(4)2) c(21)=321.43-(2*1.3*7.9*104)/(x(2)*x(13)*x(6)2*(0.169+0.006666x(13)-0.0000854x(13)2) c(22)=249.71-(2*1.
10、3*16.55*104)/(x(2)*x(13)*x(6)2*(0.2824+0.0003539x(14)-0.0000854x(14)2)c(23)=0.003*x(7)-(588.8*x(7)3)/(3014*x(3)*x(5)*x(9)4) c(24)=0.003x(8)-(984.32*x(8)3)/(2833*x(6)*x(3)*x(11)4) c(25)=55-sqrt(2396*106*x(7)2)/(x(5)2*x(3)2)+7.11*108)/(0.1*x(9)3)c(26)=55-sqrt(67*108*x(8)/(x(5)2*x(3)2)+7.11*108)/(0.1*x(9)3)c(27)=55-sqrt(2396*106*x(7)2)/(x(5)2*x(3)2)+7.11*108*2.2752)/(0.1*x(10)3)c(28)=55-sqrt(67*108*x(8)/(x(6)2*x(4)2)+20*108*1.752)/0.1*x(12)3
