两级行星齿轮传动系统的优化设计及Pro/E建模仿真+CAD图纸+matlab程序(2)

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2.4.8 其他约束条件 14

2.5 MATALB编程 15

2.6 主要结构尺寸的计算 17

2.7 本章小结 18

第三章二级行星齿轮减速器PRO/E模型的建立 19

3.1 二级行星齿轮PRO/E模型建立的基本方法 19

3.2 零部件模型的建立 19

3.2.1 PRO/E软件的介绍 19

3.2.2 基于PRO/E的参数原理 20

3.2.3 齿轮模型的建立 21

3.2.4 轴模型的建立 25

3.2.5 行星架模型的建立 27

3.3 二级行星齿轮的装配 28

3.4 本章小结 31

第四章二级行星齿轮减速器的运动仿真分析 32

4.1 二级行星齿轮运动仿真 32

4.2 二级行星齿轮仿真分析 35

4.3 本章小结 39

总结 40

致谢 41

参考文献 42

第一章绪论

1.1 立题的来源、目的和意义

在传递相同负载的情况下，行星齿轮传动较之定轴齿轮传动有传动效率高、结构紧凑、承载能力强等优点，因而被广泛地应用于各种车辆以及工业机械传动装置中。然而，在行星齿轮减速传动装置的设计中，所涉及的因素很多，使得行星齿轮传动优化设计问题复杂化。以往的研究多集中于单级行星齿轮的优化设计，而对于实际应用中最常见的两级和多级行星齿轮减速装置的优化设计研究并不多见。这主要是因为多级行星齿轮的设计更加复杂，在设计中不仅要考虑构件的运动关系和几何尺寸，还要考虑其摩擦、润滑以及动力学等问题。此外，为了达到优化设计的目的，通常还要综合考虑多个优化目标，如效率高、体积小、重合度大等。因此多级行星齿轮的多目标优化设计成为了目前急需解决的问题。

行星齿轮减速器作为独立的驱动元部件，由于应用范围极广，其产品必须按系列化进行设计，以便于制造和满足不同行业的选用要求。针对其输入功率和传动比的不同组合，可获得相应的减速器系列。在以往的人工设计过程中，在图纸上尽管能实现同一机座不同规格的部分系列表示，但其图形受到极大限制。为了完善上述工作，方便设计操作，而且使系列产品的技术数据库，图形库的建立、查询成为可能，使设计速度加快。在设计过程中，采用计算机辅助设计的技术，利用Pro/E 参数化建模，Pro/MECHANICA动态仿真。

本课题的意义在于探讨和利用 MATLAB优化工具箱对两级星齿轮传动机构进行多目标优化设计。在综合考各种约束条件的情况下，分析两级行星齿轮传动机中各参数之间的相互制约关系，提出以体积最小、率最高为目标的多目标优化数学模型，并采用 MALAB优化工具箱进行优化设计。通过算例表明，采MATLAB优化工具箱进行多目标优化设计问题求解不用编写大量优化算法程序，提高了设计效率。

而在虚拟环境中，利用Pro/E技术将设计的产品三维模型进行预装配。这种虚拟装配可帮助产品摆脱对于试制物理样机及其装配的依赖，可以有效地产品装配建模的质量与速度。通过计算机软件平台对整套装置的设计仿真分析，能及时发现设计中的缺陷，并根据分析结果进行实时改进。Pro/E建模仿真过程可显著地缩短研发周期，减低设计成本，提高工作效率。