本書將深化機械優(yōu)化設(shè)計課程的教學(xué)體系、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法及教學(xué)手段等方面的改革,更加方便廣大讀者的學(xué)習(xí)和使用。該書涵蓋機械類、材料類的典型工程實例,并以行星減速器為依托進行優(yōu)化設(shè)計及結(jié)構(gòu)設(shè)計,完整地將優(yōu)化設(shè)計方法應(yīng)用到工程實際設(shè)計中。在教學(xué)過程中發(fā)揮不可替代作用,可供本科機械專業(yè)教學(xué)使用,也可供相關(guān)技術(shù)人員參考
“機械優(yōu)化設(shè)計” 課程是高等院校機械類各專業(yè)的一門重要技術(shù)基礎(chǔ)課。隨著科學(xué)技術(shù)和本學(xué)科的發(fā)展, 為了進一步滿足教學(xué)的需要, 編者結(jié)合近幾年的教學(xué)實踐, 編寫了本教材。
本教材著重介紹機械優(yōu)化設(shè)計方法在典型機械零部件, 特別是在行星齒輪減速器設(shè)計中的應(yīng)用。全書以MATLAB 為優(yōu)化設(shè)計工具, 注重工程實際應(yīng)用。本教材主要內(nèi)容分為六個部分: 一是優(yōu)化設(shè)計基本理論, 包括優(yōu)化數(shù)學(xué)模型的建立、一維探索最優(yōu)化方法、無約束多維問題最優(yōu)化方法、約束問題最優(yōu)化方法; 二是MATLAB 編程基礎(chǔ), 包括MATLAB 用戶界面、MATLAB 路徑搜索、MATLAB 應(yīng)用特點、編程基礎(chǔ)、M 文件編輯和調(diào)試及文件管理等;三是MATLAB 優(yōu)化工具箱及優(yōu)化計算, 包括線性規(guī)劃問題、二次規(guī)劃問題、約束非線性規(guī)劃問題的MATLAB 優(yōu)化工具箱使用方法; 四是典型機械零件的優(yōu)化設(shè)計, 包括滾子鏈傳動優(yōu)化設(shè)計、蝸桿傳動優(yōu)化設(shè)計、機床主軸結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計、螺栓組連接的優(yōu)化設(shè)計; 五是漸開線行星齒輪傳動, 包括漸開線行星齒輪傳動的基本形式、行星齒輪減速器、行星齒輪傳動的特點、行星齒輪傳動的配齒計算等; 六是行星齒輪傳動裝置的優(yōu)化設(shè)計, 包括2K.H 型行星齒輪機構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的數(shù)學(xué)模型, 2K.H 型行星齒輪機構(gòu)齒數(shù)選擇、優(yōu)化方法和計算舉例, 行星齒輪減速器的均載方法、主要部件設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計及裝配。
參與本教材編寫的有沈陽工業(yè)大學(xué)的李延斌、田方、喬景慧、喬赫廷、張明遠、王慧明、張禹、閆明、呂曉仁、姜彤、趙鐵軍。本教材由李延斌、田方任主編。
由于編者的水平和時間有限, 書中難免存在疏漏和不當之處, 敬請廣大讀者批評指正。
編 者
前 言
第1 章 優(yōu)化設(shè)計基本理論 1
。. 1 優(yōu)化設(shè)計的數(shù)學(xué)模型 1
1. 2 優(yōu)化方法 4
第2 章。停粒裕蹋粒 編程基礎(chǔ) 11
2. 1。停粒裕蹋粒 用戶界面 11
。. 2 MATLAB 路徑搜索 15
。. 3。停粒裕蹋粒 應(yīng)用特點 16
2. 4 編程基礎(chǔ) 18
。. 5。 文件編輯器 29
。. 6 圖形窗口 29
2. 7。停粒裕蹋粒 文件管理 30
。. 8。停粒裕蹋粒 幫助系統(tǒng) 30
第3 章 MATLAB 優(yōu)化工具箱及優(yōu)化
計算 31
。. 1。停粒裕蹋粒 優(yōu)化工具箱 31
。. 2 線性規(guī)劃問題 32
。. 3 二次規(guī)劃問題 33
。. 4 約束非線性規(guī)劃問題 35
第4 章 典型機械零件的優(yōu)化設(shè)計 39
。. 1 滾子鏈傳動優(yōu)化設(shè)計 39
4. 2 蝸桿傳動優(yōu)化設(shè)計 42
。. 3 機床主軸結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計 44
4. 4 螺栓組連接的優(yōu)化設(shè)計 46
第5 章 漸開線行星齒輪傳動 49
。. 1 漸開線行星齒輪傳動的基本形式 49
。. 2 行星齒輪減速器 54
5. 3 行星齒輪傳動的特點 56
。. 4 行星齒輪傳動的配齒計算 58
。. 5 行星齒輪傳動的發(fā)展概況與方向 63
第6 章 行星齒輪傳動裝置的優(yōu)化
設(shè)計 66
。. 1 2K.H 型行星齒輪機構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的
數(shù)學(xué)模型 66
。. 2。玻.H 型行星齒輪機構(gòu)齒數(shù)選擇 70
。. 3 關(guān)于參數(shù)圓整 70
。. 4 優(yōu)化方法和計算舉例 72
。. 5 行星齒輪減速器的均載方法 73
。. 6 浮動用齒式聯(lián)軸器設(shè)計 78
6. 7 行星減速器主要部件設(shè)計 82
。. 8 行星齒輪減速器結(jié)構(gòu)設(shè)計 93
6. 9 行星齒輪減速器裝配 98
附錄 計算數(shù)據(jù)表 102
參考文獻 103