常用机械零部件及机构优化设计程序库 原理与使用说明PDF电子书下载

目录 3

第一篇　常用机械零部件及机构优化设计总论第一章　常用机械零部件及机构优化设计程序库一、程序库概况 3

二、研制程序库的意义 3

三、程序库的主要内容和特点 4

四、程序库应用情况 7

五、程序库的展望 7

第二章　常用机械零部件及机构优化设计的数学模型一、优化设计与常规设计的关系 8

二、优化设计数学模型 10

（一）设计变量 10

（二）目标函数 12

（三）设计约束 13

第三章　常用优化方法 22

第二篇　齿轮减速器优化设计程序包 22

第一章　总论 22

一、概述 22

二、齿轮减速器优化设计程序包的功能、 24

特点及应用范围 24

（一）程序包的功能 24

（二）程序包的适用范围 25

（三）程序包的特点 26

（一）圆柱齿轮设计计算 27

三、设计方法与计算公式 27

（二）行星传动设计计算若干公式 31

（三）圆锥齿轮设计计算方法与公式 34

（四）轴的强度与刚度计算 36

四、数学模型 38

（一）设计变量…………………………？（二）目标函数 39

（三）约束函数 39

五、混合离散变量优化方法 40

（一）减速器优化设计数学模型 40

的特点 40

（二）离散变量优化设计方法简介 41

六、程序包的结构与组成 43

七、程序包的使用说明 46

（一）程序包的装机 46

（二）数据输入与准备 46

（三）算题的基本步骤及算例 50

第二章　展开式减速器优化设计 53

一、数学模型 53

（一）设计参数 53

（二）目标函数 53

（三）约束条件 54

（二）PEF子程序的数学模型 55

（一）基本思想 55

二、迭代枚举优化方法 55

（三）速比最优分配的数学模型 58

三、程序结构 59

（一）PERD程序结构 59

（二）子程序名及其功能 59

四、输入输出数据说明 60

（一）输入数据说明 60

（二）输出格式说明 62

五、示例及算题步骤 62

（一）设计变量 65

一、数学模型 65

第三章　同轴式减速器优化设计 65

（二）目标函数 66

（三）约束函数 69

二、程序结构 71

（一）CORD程序结构及子程序 71

（二）几点说明 74

三、输入与输出数据说明 76

（一）输入数据 76

（二）输出说明 81

四、示例及算题步骤 81

（一）设计变量 84

第四章 圆锥—圆柱齿轮减速器优化设计 84

一、数学模型 84

（二）目标函数 85

（三）约束函数 86

二、程序结构 88

（一）BVRD分程序结构及子程序 88

（二）主要子程序及框图 89

三、输入输出说明 91

（一）输入数据说明 91

四、示例及算题步骤 95

（二）输出形式 95

第五章　渐开线行星齿轮减速器优化设计 99

一、概述 99

二、数学模型 99

（一）设计参数 99

（二）目标函数 99

（三）约束函数 100

三、迭代枚举、综合评判优化方法 102

（一）基本思想 102

（二）传动比分配方法 103

枚举法 106

（三）单级行星传动设计参数的网格 106

（四）综合评判法 107

四、程序结构 109

（一）PLRD程序结构及子程序 109

（二）主要子程序框图及说明 112

五、程序使用说明 115

六、示例及算题步骤 120

应用范围 133

（二）主要功能 133

（一）适用范围 133

一、齿轮传动优化设计程序包的功能和 133

第一章　总论 133

第三篇　齿轮传动优化设计程序包 133

二、齿轮传动设计的基本理论和有关计 134

算公式 134

（一）圆柱齿轮传动设计的有关计算 134

公式 134

（二）直齿圆锥齿轮传动设计的有关 137

计算公式 137

（三）弧线锥齿轮和零度锥齿轮传动 138

设计的有关计算公式 138

有关计算公式 143

（四）圆弧齿双曲面齿轮传动设计的 143

第二章　齿轮传动优化设计的数学模型 147

一、圆柱齿轮传动优化设计的数学模型 147

（一）设计变量 147

（二）目标函数 147

（三）约束函数 148

二、直齿圆锥齿轮传动优化设计的数学 150

模型 150

（一）设计变量 150

（二）目标函数 151

（三）约束函数 152

三、弧线锥齿轮和零度锥齿轮传动优化 153

设计的数学模型 153

（一）设计变量 153

（二）目标函数 153

（三）约束函数 154

四、圆弧齿双曲面齿轮传动优化设计的 155

数学模型 155

（一）设计变量 155

（二）目标函数 155

模型 157

五、圆柱齿轮变位系数最优选择的数学 157

（三）约束函数 157

（一）设计变量 158

（二）目标函数 158

（三）约束函数 159

第三章　程序包的程序结构 161

一、程序包的构成及各子程序间的调用 161

关系 161

程序 163

（二）直齿圆锥齿轮传动优化设计 163

（一）圆柱齿轮传动优化设计程序 163

二、主要子程序功能 163

（三）弧线锥齿轮和零度锥齿轮优化 168

设计程序 168

（四）圆弧齿双曲面齿轮传动优化设 168

计程序 168

（五）圆柱齿轮变位系数最优选择程 173

序 173

（六）公共程序块 173

数据 175

（二）用人-机对话的方式输入原始 175

二、数据输入表 175

（一）圆柱齿轮传动优化设计程序 175

（一）用数据文件的方式输入原始 175

一、原始数据的输入方式 175

第四章　程序包的使用说明 175

数据 175

（二）弧线锥齿轮和零度锥齿轮传动 181

优化设计程序 181

（三）圆柱齿轮变位系数最优选择 185

程序 185

（一）适用范围 194

（三）程序特点 194

（二）主要功能 194

一、概述 194

二、离合器程序概况 194

第一章　总论 194

第四篇　离合器与制动器优化设计程序包 194

三、块式制动器程序概况 195

（一）程序功能 195

（二）程序特点 195

四、程序包的总流程框图 195

算原理 197

一、片式摩擦离合器（制动器）设计计 197

第二章　片式摩擦离合器优化设计 197

二、片式摩擦离合器设计计算的公式及 199

数据处理方法 199

（一）摩擦系数的取值和计算 200

（二）离合器加压规律的计算 201

（三）摩擦扭矩的计算 201

（六）摩擦片花键齿挤压应力计算 202

（七）制动器结合过程计算 202

（五）摩擦片表面比压的计算 202

（四）离合器扭矩容量的计算 202

（八）主离合器结合过程计算 203

（九）摩擦片温度场分析 204

（十）渐开线花键几何尺寸计算 205

三、优化设计数学模型 206

（一）设计变量 206

（二）约束函数 206

（三）关于数学模型的几点说明 207

四、优化方法说明 207

（一）总体说明 210

（二）主要子程序功能说明 210

五、PLATE程序结构 210

六、使用说明 219

（一）用户应准备的数据清单 219

（二）程序使用说明 219

（三）子程序INTERT的填写说明 223

七、设计实例 224

（一）原始数据 224

（二）验算原产品结果与优化结果 225

（三）几点结论 226

（一）摩擦盘温升过程计算 227

一、块式制动器设计理论分析 227

第三章　块式制动器优化设计 227

（二）热流q计算 230

（三）制动角及制动时间计算 231

二、优化设计数学模型 232

（一）设计变量 232

（二）目标函数 233

（三）约束条件 233

三、优化方法说明 234

四、BLOCK程序结构 234

（一）总体结构 234

（二）主要子程序功能说明 235

（一）数据准备及输入 241

五、使用说明 241

（二）结果输出 244

（三）数据准备、输入及输出示例 245

六、设计实例 247

第五篇　滑动轴承优化设计程序包 255

第一章 总论 255

一、概述 255

二、静压轴承程序概况 255

三、动压轴承程序概况 257

（一）静压轴承的优缺点和应用范围 258

一、概述 258

第二章　静压和动静压轴承优化设计 258

（二）静压、动静压轴承设计计算方 259

法的发展情况 259

二、设计计算原理 259

（一）各类径向轴承的分析计算 259

（二）推力轴承设计计算 279

（三）节流器设计 282

三、优化设计数学模型 282

（一）已知条件 282

（二）设计变量 283

（四）约束条件 284

（三）目标函数 284

四、优化方法说明 286

五、程序结构 287

（一）整体结构 287

（二）主要子程序框图 287

六、使用说明 297

（一）输入方式和输入数据文件的建 297

立 297

（二）输出数据的收集 300

七、设计实例 300

一、概述 306

第三章　动压轴承优化设计 306

二、设计计算原理 307

（一）径向滑动轴承的几何关系和运 307

动关系 307

（二）径向滑动轴承的雷诺方程 309

（三）径向滑动轴承的性能计算 309

三、优化设计数学模型 312

（一）设计变量 312

（二）目标函数 312

解法 315

（一）流体动压滑动轴承优化设计的 315

四、优化方法 315

（三）约束条件 315

（二）优化方法 318

五、程序说明 319

（一）程序结构组成与框图 319

（二）程序说明 320

六、使用说明 324

（一）输入信息 324

（二）输出形式 326

（四）算例 327

（三）输入、输出文件 327

（五）其它使用说明 328

第六篇 平面四杆机构优化设计程序 334

第一章　总论 334

一、概述 334

（一）功能 334

（二）特点 334

二、平面连杆机构优化设计的数学模 335

型 335

三、用机构分析程序KFDAPL建立机 336

构优化设计的数学模型 336

四、固化的数学模型 337

（一）实现铰链四杆机构从动件的给 338

定运动 338

（二）实现铰链四杆机构连杆上某点 339

的给定运动 339

（三）实现曲柄滑块机构从动件的给 340

定运动 340

定运动 341

（六）实现导杆机构滑块上某点的给 341

动 341

（五）实现导杆机构导杆的给定运 341

的给定运动 341

（四）实现曲柄滑块机构连杆上某点 341

五、优化方法 342

（一）广义目标函数 342

（二）改进的无约束优化方法 343

（三）对离散型设计变量的处理和辅 344

助性功能 344

第二章　机构分析程序KFDAPL的计算原理 345

一、机构的运动分析 345

（一）杆组的模式 345

（三）平面矢量的旋转矢量 346

（二）杆组的位置分析 346

（四）杆组模式Ⅰ的速度和加速度分 347

析 347

（五）杆组模式Ⅱ的速度和加速度分 348

析 348

（六）杆组模式Ⅲ的速度和加速度分 348

析 348

（一）单构件的力分析 349

（二）平面矢量方程组的解 349

二、机构的力分析 349

（三）杆组模式Ⅰ的力分析 350

（四）杆组模式Ⅱ的力分析 350

（五）杆组模式Ⅲ的力分析 350

三、机构的模式识别 351

（一）机构的模式识别和计算方案的 351

自动形成 351

（二）机构分析计算的流程图 352

第三章　程序说明 353

一、程序的总体结构 353

二、各程序块的功能说明 353

要标识符说明 356

三、程序KFDAPL中有关子程序的主 356

第四章　使用说明 359

一、直接使用本程序时的输入与输出形 359

式 359

（一）输入方式 359

（二）输出格式 363

二、程序功能的扩充 366

（一）程序功能扩充的方法 366

（二）机构的描述 367

（三）输入格式 369

（四）应用举例 369

一、简要说明 372

附录A　程序库中部分源程序 372

二、同轴式减速器优化设计程序CORD 373

三、块式制动器优化设计程序BLOCK 416

四、无周向回油槽油腔式静压轴承优化 429

设计程序RBWOAG 429

五、平面连杆机构运动、力和动力分析 447

程序KFDAPL 447

附录B PLODM程序库内容介绍 470

一、程序库的技术文件和源程序目录 470

二、程序库参加研制单位与主要研究人 472

员一览表 472