matlab减速器计算机辅助设计系统+程序+CAD图纸+源程序(2)

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第五章软件开发及其使用 37

5.1软件开发过程 37

5.2 软件的使用 38

5.3 结论 46

致谢 48

参考文献 49

第一章绪论

1.1立题的来源、目的和意义

机械优化设计是在电子计算机广泛应用的基础上发展起来的一门先进技术。它是根据最优化原理和方法，利用电子计算机为计算工具，寻求最优化设计参数的一种现代设计方法。Matlab的GUI具有方便，便于操作，便于使用者使用的优势。因此，本课题采用以二级圆柱减速器为例，二级圆柱减速器是一种比较简单却又十分具有代表性的减速器，意义在于，现在机械专业的学生的课程设计都会有二级减速器的设计，设计这一种基于Matlab的GUI界面的优化程序可以方便让学生在手动计算出结果后，再用此界面优化，对比结果，进行改进。

本次毕业设计就是针对二级圆柱齿轮减速器的中心距进行优化设计，再用GUI做出人机友好用户界面，利用已学的基础理论和专业知识，熟悉工程设计的一般过程，同时把先进的设计方法、理念应用与设计中，为新技术时代的到来打下基础。

1.2 研究现状

自20世纪60年代以来，我国先后制订了《JB 1130—70圆柱齿轮减速器》等一批通用减速器标准，除主机厂自制配套使用外，还形成了一批减速器生产厂。我国现有齿轮生产企业613家(其中国有与集体所有的大中型企业110家，国有、集体所有的小企业435家，私有企业48家，三资企业25家)。生产减速器的厂家有数百家年产通用减速器75万台左右，年生产总值约250亿元。这些企业和厂家对发展我国的机械产品作出了贡献。20世纪60年代的减速器大多数是参照前苏联20世纪40~50 年代的技术制造的，后来虽有所发展，但限于当时的设计、工艺及装备条件，其总体水平与国际水平有较大差距。改革开放以来，我国引进一批先进的加工装备。通过不断引进、消化和吸收国外先进技术以及科研攻关，开始掌握了各种高速和低速重载齿轮装置的设计制造技术。部分减速器采用硬齿面后，体积和重量明显减小，承载能力、使用寿命、传动效率有了大幅度的提高，对节能和提高主机的总体水平起到明显的作用。从1988年以来，我国相继制定了50-60种齿轮和蜗杆减速器的标准，研制了许多新型减速器，这些产品大多数达到了20 世纪80年代的国际水平。目前，我国可设计制造2800kW的水泥磨减速器、1 700nm轧钢机的各种齿轮减速器。各种棒材、线材轧机用减速器可全部采用硬齿面。但是，我国大多数减速器的水平还不高，老产品不可能立即被替代，新老产品并存过渡会经历一段较长的时间[1]。

随着我国市场经济的推进，“九五”期间，齿轮行业的专业化生产水平有了明显提高，如一汽、二汽等大型企业集团的齿轮变速箱厂、车轿厂，通过企业改组、改制，改为相对独立的专业厂，参与市场竞争；随着军工转民用，农机齿轮企业转加工非农用齿轮产品，调整了企业产品结构；私有企业的堀起，中外合资企业的涌现，齿轮行业的整体结构得到优化，行业实力增强，技术进步加快。近十几年来，计算机技术、信息技术自动化技术在机械制造中的广泛应用，改变了制造业的传统观念和生产组织方式。一些先进的齿轮生产企业已经采用精益生产、敏捷制造、智能制造等先进技术．形成了高精度、高效率的智能化齿轮生产线和计算机网络化管理。在产品设计阶段．就同时进行工艺过程设计及安排产品整个生产周期的各配套环节。市场的快速反应太大缩短了产品投放市场的时间。零部件企业正向大型化、专业化、国际化方向发展。齿轮产品将成为国际采购、国际配套的产品。适应市场要求的新产品开发，关键工艺技术的创新竞争，产品质量竞争以及员工技术素质与创新精神，是2l世纪企业竞争的焦点。在2l世纪成套机械装备中．齿轮仍然是机械传动的基本部件。由于计算机技术与数控技术的发展，使得机械加工精度、加工效率太为提高，从而推动了机械传动产品多样化，整机配套的模块化、标准化，以及造型设计艺术化，使产品更加精致、美观。CNC机床和工艺技术的发展，推动了机械传动结构的飞速发展。在传动系统设计中的电子控制、液压传动．齿轮、带链的混合传动，将成为变速箱设计中优化传动组合的方向。在传动设计中的学科交叉，将成为新型传动产品发展的重要趋势。汽车的自动变速器已成为高档轿车不可缺少的装备。众多厂家都在寻找适合中国国情，具有中国特色的效率高，成本低，结构简单，容易制造，能适应中低挡轿车及城市客车需要的自动变速器。自动变速器(Automatic Transmission)简称AT，目前在轿车上普遍采用液力机械式AT-HMT(Hydmdynaafic Mechanical Transmission)。AT的发展主要有以下动向：1)变矩器的高效率化；2)多档位化：3)变矩器闭锁离台器的打滑控制；4)换档点控制的智能化；5)换挡过渡过程的高品质化；6)保留手动模式。摩托车齿轮生产的专业化、规模化、标准化已基本形成。今后市场竞争的焦点是质量、品牌与新产品的开发。临近中国加入世贸组织(WTO)，工程机械齿轮必须跟上整机产品升级换代的要求。随着我国大功率工程机械的研制开发，中国工程机械齿轮传动产品—— 液力传动装置和动力换挡变速箱以及静压传动装置，将有较大的发展。我国农用运输车经过20年的成长与高速发展，现已进入稳定发展期，各型轮式拖拉机有向大功率发展的趋势。因此与之配套的拖拉机齿轮企业的新产品开发，将会紧紧跟上发展的步伐。工业通用变速箱是指为各行业成套装备及生产线配套的大功率和中小功率变速箱。国内的变速箱将继续淘汰软齿面，向硬齿面(50～60HRC)、高精度(4～5级)、高可靠度软启动、运行监控、运行状态记录、低噪声、高的功率与体积比和高的功率与重量比的方向发展。中小功率变速箱为适应机电一体化成套装备自动控制、自动调速、多种控制与通讯功能的接口需要，产品的结构与外型在相应改变。矢量变频代替直流伺服驱动，已成为近年中小功率变速箱产品(如摆轮针轮传动、谐波齿轮传动等)追求的目标。随着我国航天、航空、机械、电子、能源及核工业等方面的快速发展和工业机器人等在各工业部门的应用，我国在谐波传动技术应用方面已取得显著成绩。同时，随着国家高新技术及信息产业的发展，对谐波传动技术产品的需求将会更加突出。船用齿轮箱在某些指标方面与国际先进水平尚有定差距，但在制造精度方面及某些产品性能方面已接近国际水平随着国民经济的发展和人民生活水平的提高．游艇、高速艇齿轮箱将会有较大的发展。面临21世纪，齿轮先进制造技术的全过程实现计算机信息技术与现代管理技术的结合，将会飞速发展。随着我国改革开放，世界级的跨国太公司已开始太举进军中国市场，并以独资、合资、合作制造等形式在我国生产汽车、工程机械、大型成套设备的齿轮及齿轮装置，齿轮产品在我国将会有大量国际品牌加入，这必将促使我国零部件结构的太调整，车辆齿轮生产的专业化集中度将继续提高。目前齿轮行业存在的低水平制造能力过剩，高水平制造能力不足的局面必须改变。中国齿轮行业在2o世纪90年代的快速发展，已基本完成了由卖方市场到买方市场的转变。随着我国体制改革的深入，充分发挥行业协会作用，加强行业自律性市场约束，形成有序竞争的市场机制，是当前市场发展的迫切任务。总之，当今世界各国减速器及齿轮技术发展总趋势是向六高、二低、二化方面发展。六高即高承载能力、高齿面硬度、高精度、高速度、高可靠性和高传动效率：二低即低噪声、低成本；二化即标准化、多样化。减速器和齿轮的设计与制造技术的发展，在一定程度上标志着一个国家的工业水平，因此，开拓和发展减速器和齿轮技术在我国有广阔的前景[1]。