西安文理学院物理与机械电子工程学院
本科毕业设计（论文）
题 目 行星齿轮减速器可靠性
优化设计
专业班级 09级机械（1）班 学 号 08102090106
学生姓名 江远波
指导教师 张艳丽
设计所在单位 西安文理学院 QQ: 1099054396
20xx年 1 月
西安文理学院本科毕业设计（论文）任务书
西安文理学院本科毕业设计（论文）开题报告
注：此表前三项由学生填写后，交指导教师签署意见，经教研室审批后，才能开题。
第二篇：2K-H型多级行星齿轮减速器优化设计系统
电脑编程技巧与维护
２Ｋ—Ｈ型多级行星齿轮减速器优化设计系统
赵振杰－．张勇２。王玉军３。刘筱冬１
（１．泰山医学院信息工程学院，泰安２７１０１６；２．泰山医学院放射学院，泰安２７１０１６；３．泰山医学院网络中心，泰安２７１０１６）
摘要：讨论了行星齿轮减速器设计中的穷举优化因素，以太阳轮和全部行星轮的体积之和最小为优化设计目标函数，以太阳轮的参数为设计变量，建立了优化教学模型，设计出行星轮系的优化设计系统，并以三级行星减速机为例．介绍了该系统的实际应用。
关键词：多级行星齿轮减速器：目标函数；优化设计；约束条件
２Ｋ－Ｈ－ｂａｓｅｄＭｕｌｔｉ－ｓｔａｇｅＰｌａｎｅｔａｒｙＧｅａｒＲｅｄｕｃｅｒＯｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎＤｅｓｉｇｎ
Ｘｉａｏｄｏｎ９１ＳｙｓｔｅｍＺＨＡＯＺｈｅｎｊｉｅｌ，ＺＨＡＮＧＹｏｎｇｚ，ＷＡＮＧＹｕｊｕｎ３。ＬＩＵ
（１．ＴａｌｓｈａｎｍｅｄｉｃａｌＣｏｌｌｅｇｅ，Ｔａｌ＂ａｎ２７１０１６；
２．Ｔａｉｓｈａｎｍｅｄｉｃａｌｓｃｈｏｏｌｅｍｉｔｓｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｔａｉ＂ａｎ２７１０１６；３．Ｔａｉｓｈａｎｍｅｄｉｃａｌｓｃｈｏｏｌｈｕｂ。Ｔａｉ＂ａｎ２７１０１６）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｄｉｓｃｕｓｓｅｄｔｈｅｐｌａｎｅｔａｒｙｇｅａｒｒｅｄｕｃｅｒｄｅｓｉｇｎｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｅｘｈａｕｓｔｉｖｅ，ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｍｕｎｄｔｈｅＳＵｎａｎｄｐｌａｎｅｔｓａｌｌｒｏｕｎｄｔｈｅｓｉｚｅｏｆｔｈｅｓｍａｌｌｅｓｔａｎｄｔｏｏｐｔｉｍｉｚｅｔｈｅｄｅｓｉｇｎｏｂｊｅｃｔｉｖｅｆｕｎｃｔｉｏｎｔｏｔｈｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓｓｕｎｍｕｎｄｏｆｆｏｒｔｈｅｄｅｓｉｇｎｖａｒｉａｂｌｅ，ａｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｍｏｄｅｌ，ｄｅｓｉｇｎｅｄｔｈｅｐｌａｎｅｔＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｐｔｉｍｕｍｄｅｓｉｇｎｏｆｔｈｅｍａｎｄ，ａｎｄｔｈｒｅｅ－ｐｌａｎｅｔｒｅｄｕｃｅｒ．ｆｏｒｅｘａｍｐｌｅ，ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｔｈｅｓｙｓｔｅｍｏｆｐｒａｃｔｉｃａｌａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｍｕｌｔｉ－ｓｔａｇｅｐｌａｎｅｔａｒｙｇｅａｒｒｅｄｕｃｅｒ；Ｏｂｊｅｃｔｉｖｅｆｕｎｃｔｉｏｎ；Ｏｐｔｉｍａｌｄｅｓｉｇｎ；Ｃｏｎｓｔｒａｉｎｔｓ
行星齿轮减速器的研究和应用越来越广泛，并且正在向高
精度化和多系列化发展。目前工程机械、车辆运输系统、航
空航天机器人机构等所需的多种机械产品对减速器性能的要
求不断提高。传统的行星齿轮减速器设计方法不能适应现代
企业生产和市场竞争的需要。利用计算机辅助优化设计。按
某种设计指标获得最佳的参数方案，无论对缩小尺寸、减轻
重量或提高承载能力，均有实际意义。为此，研究开发了
２Ｋ—Ｈ型行星齿轮减速器优化设计系统．该系统引用参数化
设计和面向对象的思想，以应用较为广泛的ＶｉｓｕａｌＢａｓｉｃ６．０为
工具开发成功。化目标是在传动比ｉ及承载能力一定的条件下，使体积最小。取太阳轮和行星轮作为体积目标函数，由于太阳轮和全部行星轮的体积之和影响齿圈和整个机构的体积，所以选此项指标作为最优化设计的目标函数：以ＭＤＲ啡积最小为优化设计目标，以穷举法为优化设
计方法。该系统主要完成３方面的功能：一是输入优化设计的
原始数据；二该系统包括封闭式机构．ＮＧＷ（２Ｋ—Ｈ负号机构），
ＮＮ（２Ｋ—Ｈ正号机构），３种类型行星轮系的优化设计；三是输
出优化设计的结果。利用ＶｉｓｕａｌＢａｓｉｃ６．０设计操作界面，使用
者只需在界面上输入相应的参数，就能得到设计结果。
ｌ系统功能框架
该系统采用通用的ＶｉｓｕａｌＢａｓｉｃ６．０为编程语言。系统框图图ｌ行星减速器优化设计系统
如图ｌ所示，各模块功能为：
（１）原始数据输入模块：确定输入功率或输入扭矩、输
入转速、总传动比、减速器最大外形尺寸；（２）总体设计模
（３）
图２行星齿轮减速机构示意图
作者简介：赵振杰（１９７０一），男，讲师，工程师，硕士，研
究方向：计算机应用以及机械设计。收稿日期：２０１ｌ—０２一１８块：确定行星机构的类型、分配传动比等总体设计工作；优化设计模块：以ＭＤＲＰ为目标函数进行优化设计、确定各级太阳轮以及内齿圈的齿数；（４）信息管理模块：此模块完成对文档的建库、存档、显示、打印输出等功能。２优化设计图２所示为２Ｋ—Ｈ型行星齿轮减速器的机构示意图。优
唧，雌２０脯１１．技０８焉与ｉ氘，万方数据
‘ｒＩ唧＾ＲＥ
口
ＤＥＶＥＩｎＰⅥＫＮ
ｒＡＮＤＩ）ＥＳｌＣＮ
软件开发与设计
ｆ】１
Ｖ（ｘ）＝ｒ．＋＂．ｒ
３信息管理模块
此横块完成对优化过程巾的备种数据的建库存栉．疆
ｍ）２；孵一ｈ即煮芋暑
式中：
ｏＭ为Ａ－Ｃ外啃骨副的啮合角。将２
示．矗询打印输ｍ等功能山ｆ数据库巾的数据ｍ采坑Ｆ１
。
Ｌｑ成．所ｍ诚模块十需鹫包吉删除．修改等功能，系统ｎ动将优化后的榭整机构教据自动存放ｄ数据库巾，只要选择相麻的操作．输＾榭啦的兑键牛．＂Ⅲ实现埘数据库巾数批的符种操作。
ｍ为齿轮模敷；ｑ为革准齿形角；Ｂ为尚轮宽度．ｍｍ；勘为太阳轮齿数；如为行星轮齿觳：＂ｐ为行星断艳的十数；
４应用实倒
ｕ１６０吨腰带吊行走减速器为例该减速器为封闭盛行
＊，、７Ｉ生手』５１Ⅲｒ（！！学“ｊ｝
代＾（２）式得２
（３）
星碱建机构．初始参数传递扭＊?Ｔ＝３００Ｋ＇●ｍ．传动№Ｉ：２７０．原动机载荷特性：ＳＦ＝轻樾冲击．ｆ作机载荷特性
俳轻微冲击Ｉ作类型Ｍ４砸计寿命【Ｏ年．免计擐大体
积Ｖ＝ｏ＊１：７１０＇６２０。经泼系统优化计算得到优化站粜为。
级行星传动：
第一级行星机构：
ｎ一：一一ｍ—Ｖｎ生｛堕－ＯＳ，）ｂ意等。
Ｂ…。舟酸计变量，即
式（４）由５、Ｆ，…ｋ造目个参教所央定，故取ａ，
ｒ＝ｌ』．Ｘ二．』，工．】’＝【ｚ．．Ｂ．Ⅲ，＂，．】’
目此目杯卤敷可“写成：
ｒ．＝【Ｚ．ＢⅢ¨．，ｌ。＝『１４．４２
第二缓行星机构：
４
３ｌ‘
ｍ，＝≯ｕｍ¨“ｎ生≠一’，毒兰｝。
｛，星轮最应满Ｍ邻接条件嗣。条件安装束件、晟少
Ｙ！＝【ｚＢ叭＂，ｌ’＝ｆ１５
第＝级行ｇ机构：
４５．６．５４
Ｊ＋
ｒ、＝Ｉｚ月．Ⅲ＂．１’＝Ｉ２４１（１０
１９
６
５．５１＋
齿敷条件、强度条件。敞约求条件为：
同时弭到行ｇ机构零件的设计Ｒ寸．体积比原来减小Ｔ１６％．打星机构的中心距缩＊“ｔｔ重量减轻．喊建器的机生成的设“报告如罔３所ｗ‘。
（ｉｌ（朋＝１７’Ｉ】?（Ｊ?ｚ＾＜０．
一式巾￡是太阳轮的奁位系数。
柑更加紧凑。
Ｇ３ｌ』Ｊ＝２Ａ，，ｓｊｎ（÷ｌ－．Ｖ，Ｘ，（０
。＇●
—ｔ
０
“．¨｝：单一Ｍ（毕】＿ｏ
?Ｉ‘
Ｇ，（ｒ）一Ｉ
６Ｘ．Ⅳ，＜０
（；。…：！止生一！！二王：０
ｃｏｓ口∥ｃ㈨ｍ
“一一≮半一ｎ。ｓ。
接“Ｐ方珐建》的行星轮东优化世计数学模疆如Ｆ：
Ⅷ＝触酗俨ｃ华一。们篙
Ｘ＝［ＸＩ，ｋｂＸ‘］７＝ＩｚｂＢｍｎ。】白（Ｘ），Ｙ＿ｌ，２，一６
ｍ据行星机构设计的腮划，率系统采用如下措施：
圈３１６０吨履带吊行走减建器没计报告
｜【衰减速机的拄术磬教如表１所示。
表１
１６０吨履带吊行走减埴器主要技术参数
２７５∞
ｆ々自Ｍ
Ｉ镕＾ｍ《
Ａ＾输＾＃４
ｇ自‘｝４女｝
１讪ｆＮｍ｝Ｊ
ＮｍⅡｉｒｐｍｌ
ＩＩｔｓ３１４８０
ｆ１）果用外啮合角太ｆ内啮合角的ｍ角度奎位＾法．外啃音角取２５０左右内啸台角取１９０左右，（２）“变位系数为变皿．ｍ蚪啮台齿Ｗ相对请动速度趋小为目标求优。畦样
既提高Ｔ什Ｒ齿轮传动性能和承载能力．Ｒ减小Ｔ悼秘和重艟。系统的设计变盛都有定的范问．日此采用夯举法进｛ｒ
Ａ６Ｖ２５０ＩＩＳ
｜制枷；Ⅻ＾
Ｉ《自＾ｍ
ｆ树自８Ｊｒ目ｎ、＾１
＊Ⅲ；Ｈ馘
ｒＧｍｉｎＩＮ…Ｉ
Ｐ（”Ｐａ）
１３９０１５—１．８２０
优化．经过宴际应用Ⅱ明．只要输＾相直技术参数，就可“
求得机构的虽优噼．凡运｛｛结果稳定可靠。
ＩⅫ自８日＾目Ⅲｊ
Ｐ眦ｘ（””Ｊ
万方数据
函－畦２０萌１１，Ｏ砰８
（下转到３ｌ页）
１５
Ｓ０Ｆ－１ＷＡＲｌｃＤＥＶＥＩｊ０ＰＭＥＮＴＡＮＤＤＥＳＩＣＮ
软件开发与设计
社。２００６．
【２Ｊ冯国进，等．嵌入式Ｈｎｕｘ驱动程序设计ＩＭ】．清华大学
Ｉ叶｛版社。２００８．
【３】张瑜等．ＬＩＮＵＸ内核编程指南ＩＭＪ．３版．清华大学ｌ叶｛版社。２００４．
ｆ４１４刘淼．嵌入式系统接门设计与Ｌｉｎｕｘ驱动程序开发【Ｍ】．
北京航空航大大学ｆＩ｛版社，２００６．
Ｈ．２６４文件，可以看到视频播放清晰流畅，效果很好。
４
结语
经测试，ＶＧＡ驱动程序在ＭＸ５１平台卜成功实现。ｆｒａｍｅ—
ｂｕｆｆｅｒ是Ｌｉｎｕｘ提供给用户的一个直接面向显示缓冲区的接ｕ，本设计是一个面向应用的ｆｒａｍｅｂｕｆｆｅｒ驱动。文中给出了ＶＧＡ驱动的整体架构，对主要模块的设计思想和实现方法进行了详细的分析讨论。
参考文献
ｌｌＪ魏永明．ＬＩＮＵＸ设备驱动程序ＩＭ】．３版．中国电力｝Ｉ｛版
ｆ５１邓巾亮。等．嵌入式系统设计【Ｍ】．北京邮电大学｝ｎ版社，
２００８．
归咿舻舻籼妒舻舻脚归舻舻妒—竹—蚋帮护舻蚪触ｐ归舻咿舻妒拶拶舻一—日拶秽舻—蚋妒——拶一ｐｐ秽舻舻炒渺斛津¨帮—ｐ归归归矽妒乎蛑—蚋拶归芦ｐｄｌｐＩ上接第１５页）
传动比ｉ的最终值为ｉ＝２７５．０８。与初始值相差的比率为：
Ａ—ｍ—
参考文献
…１王国强。常绿，赵凯军，杨好志，等．现代设计技术【Ｍ】．
北京：化学工业出版社。２００６：７—４１．
【２１２戚吕滋．现代设计方法ｌＭｌ．北京：中国建筑Ｔ业｝ｆ｛版社，
１９８５：２０４—３８６．
！！！：！！＝型?Ｉｏｏ：１．８８％＜５％
２７０
所以满足设计要求。
５
结语
该系统的人机交互界面友好，操作方便，实用性、通用性
【３】齿轮手册编委会．齿轮设计手册一上册【ＭＪ．北京：机械工
业｝ｌｊ版社，２００２：２．５—２．１“。７．１－７．８４．
１４】徐灏．机械设计手册４ｆＭｌ．２版．北京：机械工业｝“版
社。２００３：３６．１—３６．５８．
强，运行稳定可靠。与传统设计方法相比，其设计效率提高数倍，大大缩短了设计周期，提高了设计质量，优化了产晶结构，降低了生产成本，满足ｒ产品设计快速化、系列化的要求。
窖谤岛簪境只帮弛舄留弛糌铲耩毋鹕鹕毒芦茸她昂辑磷辑秘裤辑鹕辑辑蛹鹕秘鹕辑磷癣鹋毋鹕辑祭磷辑袋皆皆癣辑磷磷耩耩辑瞬辑辑辑磷蛹撰辑攀祭咎弛岛
（上接第１９页）
ｆ｜｝ｆ青Ｆ魑钾弃人
关－ｐＡＳＰ．ＮＥＴ编挥硼典Ｍ
２００９—５一ｔ３１５：２２：０９
ＡＳＰ．～｝？１．编种词典｛Ｉ么时『ＨＪ卜Ｉｌ『’
参考文献
【１ｌ葛中，泽．分页自定义控件的设计【Ｊ１．鄂州大学学报，
２００９，０２（００４）：５０－６０．
【２】周金桥．ＡＳＰ．ＮＥＴ夜话ｆＭｌ．电子丁业ｍ版社，２００９．１３ｌ雒凤军，彭昕星．．ＮＥＴ框架下通用分页存储过程的比较与
优化【ＪＪ．长春师范学院学报，２００７，１０：５０—５５．
研卉时同箭．‘ｊ内容
研＾Ｆ题留古人
人岿钡得彳腴父雌Ｉｆ！
ｍｌ－
朗吉时问
研齐内徉
２００９—５—１３１５：１８：４５
市椰ｉ父雌扛我心里排在ｒ第?ｆ静
觏矗｝题ｈｈ?Ｉｈｄｆ留吉人
ｌ，Ｉ
所有时问２∞２一ｌ—ＩＩ：０６：２６
髓÷内Ｊ存ｄｈ，ｌｆｇｈｇｉ异ｉｉｈ
ｊＥ百兜
’耐币贝
Ｆ一贞尾贝
图ｌ通用自定义分页的应用效果图
一幡一９９妒妒一舻一一一哪一尊，’柙一９０一咐雌啦—睁咿啦一—曲舻—－’一帅—咿—呻—聃———＂哪哪—一帅一竹—咐—一——柙一忡哪哪憎帅诤竹—蚺ｐ—咐哪蚴呻啦—一睁一’净帅一睁—非ｄ蚋４蚋—够４哪口—睁０ｌ一（上接第２７页ｌ
首先分析算法的复杂度，从算法描述看，算法的复杂度由两部分决定。一是深度优先搜索算法的复杂度为０（ｎ２），则生成备选路径集时所用的复杂度０（ｎ２）；进行蚁群寻路时的复杂度为０（ｎｃ?ｎ２），则总的复杂度为０（ｎ２），其中珥为循环次数。ｎ为网络节点数。如果路由『ｎＪ题的规模较大．由于挥发系数Ｐ存在，会减少未知的路径信息量并使其接近于零，从而将算法全局的搜索能力降低；如果挥发系数Ｐ过大，路径解信息量在增大的时候，系复选择路径解的可能性增大。也会降低算法的伞局搜索能力。减小Ｐ能够有效提高算法的伞局搜索能力，同时会降低算法的收敛速度。蚂蚁数目与算法的全局搜索能力呈正相关，但蚂蚁数目与算法的收敛速度呈负相关。在蚂蚁数目相同的情况下，ｆⅡ】题规模不断增加。算法
的全局搜索能力会降低。蚂蚁优化路由算法最大的缺陷是易陷入局部最优解和收敛速度慢。
参考文献
ｆｌ】王肖楠，程东年，张建辉．基于蚁群优化的容错组播路由
算法『Ｊ】．信息工程大学学报，２０１０，ｌｌ（４）：４９８－５０３．【２Ｊ郑啸．罗军舟。宋爱波．基于Ａｇｅｎｔ和蚁群算法的分布式
服务发现ｆＪ】．软件学报，２０１０，（８）：１７９５—１８０９．
【３１郝晓青．基于蚁群优化的无线传感器网络路由算法ＩＪ】．电
脑知识与技术：学术交流，２０１０，６（１）：３４＿３６．
【４Ｊ杨春勇，陈少平．基于改进蚁群算法的网络负载均衡路由
优化ＵＪ．计算机工程，２０１０，３６（８）：４－－６．
万方数据
＿淼‰Ｕｌ＼：、少
■疆技巧与妒＼、二：一／
2K-H型多级行星齿轮减速器优化设计系统
作者：
作者单位：赵振杰， 张勇， 王玉军， 刘筱冬， ZHAO Zhenjie， ZHANG Yong， WANG Yujun， LIUXiaodong赵振杰,刘筱冬,ZHAO Zhenjie,LIU Xiaodong(泰山医学院信息工程学院,泰安,271016)， 张
勇,ZHANG Yong(泰山医学院放射学院,泰安,271016)， 王玉军,WANG Yujun(泰山医学院网络
中心,泰安,271016)
电脑编程技巧与维护
COMPUTER PROGRAMMING SKILLS & MAINTENANCE
2011(8)刊名：英文刊名：年，卷(期)：
参考文献(4条)
1.徐灏 机械设计手册4 2003
2.《齿轮手册》编委会 齿轮设计手册 2002
3.戚吕滋 现代设计方法 1985
4.王国强;常绿;赵凯军;杨好志 现代设计技术 2006
本文链接：http://d..cn/Periodical_dnbcjqywh201108006.aspx