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1、信息检索与利用综合实验报告题 目 齿轮减速器及设计 系 年级 机 械 工 程 2009 专 业 机 电 一 体 化 姓 名 学 号 指导教师 陈 英 完成日期 2010-04-00 一、选题意义减速器需求量大、产品更新换代快。为了数控加工、结构展示和应力及运动分析等的需要，通过对国内外文献的检索，以了解对减速器的优化设计思路，从而达到能提高齿轮减速器的优化设计效率，并能够应用到工程实际中去。二、检索数据库 1.中国期刊全文数据库(CEKI) 2.中文科技期刊数据库3.国家科技图书文献中心4.万方数据 5. 中国专利数据库6. IEEE/IET Electronic Library（IEL） h
2、ttp:/ieeexplore.ieee.org 7.欧洲专利数据库 三、编制检索策略1选关键词齿轮gear 减速器reducer齿轮减速器Gear Reducer设计design2、编制检索式检索式1：齿轮 AND减速器AND设计/主题检索式2：齿轮 AND减速器AND设计/篇名检索式3：齿轮减速器AND设计/篇名/核心期刊检索式4：齿轮AND减速器检索式5：Gear Reducer AND design*检索式6：Gear Reducer 四、检索结果1.国内文献(10-20篇，要求对文献进行整理)1基于Inventor齿轮减速器零部件的装配关联设计王小玲;, 煤矿机械, 2009,(12
3、), 210-212减速器需求量大、产品更新换代快。为了数控加工、结构展示和应力及运动分析等的需要,必须对减速器进行三维建模设计。根据齿轮减速器的装配连接结构特点,采用AutodeskInventor的基于装配的关联设计功能,能比较方便快捷地生成齿轮减速器中的有关零部件,从而能提高齿轮减速器三维建模的设计效率。 2基于遗传算法的齿轮减速器优化设计吴婷;张礼兵;黄磊;, 煤矿机械, 2009,(12), 9-11对两级齿轮减速器优化设计进行了分析,建立了其优化设计的数学模型,确定了优化设计的约束条件,采用遗传算法对两级齿轮减速器进行优化设计,并通过实例说明,采用遗传算法对减速器进行优化,可以得到
4、更加优化的设计结果。 3改进遗传算法的齿轮减速器稳健优化设计芦新春;王书全;, 现代制造工程, 2009,(10), 125-127根据稳健优化设计思想,建立齿轮减速器稳健优化设计数学模型,采用改进遗传算法进行寻优。通过具体的实例计算,得出最佳齿轮参数组合,从而提高齿轮抵抗外界噪声因素干扰的能力,使减速器的质量更加稳定、可靠。 4基于SolidWorks的齿轮减速器三维设计及运动仿真王莺;叶菁;, 煤矿机械, 2009,(09), 234-236利用SolidWorks软件可建立齿轮减速器所有零件的三维模型;在虚拟装配的基础上,高度仿真减速器的运动,完成了模拟设计减速器。通过该设计方法,可以大
5、大提高产品的设计开发效率,节约开发成本。 5基于MATLAB遗传算法的齿轮减速器的优化设计柳敏飞;, 组合机床与自动化加工技术, 2009,(08), 36-39针对单级直齿圆柱齿轮减速器,以体积最小为目标,用惩罚函数法建立了减速器的体积优化目标函数;在介绍设菲尔德遗传算法工具箱的使用方法的基础上,根据减速器的体积优化目标函数,用MAT-LAB语言编写了优化程序,并进行了实例优化设计。设计结果表明:这种优化方法合理有效。 6基于Pro/TOOLKIT的齿轮减速器的三维参数化设计刘文生;闪雳;张智;, 制造业自动化, 2007,(09), 72-75介绍了在VC的集成开发环境下开发基于Pro/T
6、OOLKIT的齿轮减速器三维参数化CAD系统的全过程。提出了利用Pro/E的开发工具Pro/TOOLKIT参数化建模和装配的方法。并以齿轮为例详细介绍了该CAD系统的应用。 7基于Pro/E的减速器大齿轮三维建模及参数化设计李玉萍;, 机械设计与研究, 2007,(03), 84-86在Pro/E环境下,以汽车减速器齿轮为例,介绍齿轮三维参数化建模的方法,并对齿轮的设计予以说明。 8基于Matlab的单级圆柱齿轮减速器优化设计关维娟;许峰;陈清华;, 机械设计与制造, 2007,(09), 18-20介绍了在Visual Basic中调用Matlab优化工具箱中的函数,进行单级圆柱齿轮减速器优
7、化设计的方法。通过具体算例,表明该方法简单有效,编程量小,并较好地达到了优化目的,能够应用到工程实际中去。 9行星齿轮减速器设计中主要结构尺寸的优化设计刘铁禄;, 东华大学学报(自然科学版), 2007,(03), 403-406太阳轮的齿数、模数、厚度及行星齿轮的个数是行星齿轮减速器设计中主要的结构尺寸参数.在一定条件下以最小体积为目标,利用优化方法对行星齿轮减速器主要结构尺寸进行优化,取得了一组最优解,这样不仅可以使减速器体积减小,还可以使减速器重量减轻、材料节省和成本降低,对减速器设计十分有益. 10二级圆柱齿轮减速器拆装的仿真设计常青;王洪章;, 煤矿机械, 2007,(05), 77
8、-79虚拟拆装是当前CAD研究与应用的重要技术。二级圆柱齿轮减速器拆装的仿真设计,通过在AutoCAD2004平台上建造反映其真实结构的三维实体模型,利用其二次开发高级编程语言VB.NET设计减速器的动态拆装,并设计仿真界面,以提供一个着重反映减速器各个组成部分的结构、相互之间的拆装顺序及过程的真实感很强的仿真软件。 11基于摩擦学的二级展开式圆柱齿轮减速器的优化设计杨益梅;谭援强;黄霞春;, 机械传动, 2007,(03), 65-67+1从摩擦学角度出发,以两个大齿轮的最佳润滑条件和中间轴上的转动摩擦最小为多目标函数,为减少齿轮的磨损,在约束条件中考虑了弹性流体动压润滑的影响,然后采用复合
9、形法对二级展开式圆柱齿轮减速器进行了优化,并得出较理想的优化结果。 12起重机渐开线圆柱齿轮减速器三维参数化设计系统的研究与实现黎华;王重华;吴清华;, 机械设计与制造, 2006,(10), 53-55主要通过PRO/E建模和基于VisualC+和PRO/TOOLKIT的编程技术,介绍了少齿数渐开线圆柱直齿轮减速器的三维参数化设计的一种途径,其中详细介绍了PRO/E基于特征、面向加工、自下而上尺寸关系等建模理念和建模技巧,以及数据库管理技术在系统实现中的应用。实践证明,在减速器产品设计过程中,利用三维参数化设计技术可显著提高设计开发效率。 13基于PROE的齿轮减速器三维造型设计及机构仿真邵
10、芝梅;孙建华;, 煤矿机械, 2006,(07), 98-100在分析圆锥-圆柱斜齿轮减速器结构特点的基础上,基于PROE的环境下进行圆锥-圆柱齿轮减速器三维实体造型设计和机构仿真,为圆锥-圆柱齿轮减速器设计提供了有利工具。 14球磨机减速器齿轮传动的模糊优化设计蒋冬青;肖志信;, 煤矿机械, 2006,(01), 6-8考虑设计参数的模糊因素,建立了球磨机减速器齿轮传动的优化设计数学模型,以体积最小为目标,确定了各设计变量的优化值。通过实例计算,证明具有较好的经济性和实用价值。 15 200710134024.6 紧凑型液压马达齿轮减速器 16 200410044208.X 外、内定轴子母齿
11、轮减速器 17 200310105035.3 一种针齿摆线齿轮传动机构及减速器 18 200410054140.3 直动式(外啮齿)齿轮减速器 19 200610087978.1 带转矩限制器的行星齿轮式减速器 20 200610168557.1 齿轮减速器 21 200710078156.1 行星齿轮传动减速器 22 200710068194.9 封闭式行星齿轮减速器 23 200580004342.X 杠杆式齿轮减速器 24 200710092587.3 叠式圆柱齿轮减速器 25 200710018078.6 圆柱形微型齿轮减速器 26 200810231422.4 大型辊压机用平行轴多级
12、行星齿轮减速器 27 200710161171.2 一种无齿轮减速器 28 200910071899.5 行星谐波复合齿轮减速器 29 200910100411.7 直联式混合传动型齿轮减速器 2.国外文献(1-3篇，要求对文献进行整理,标题翻译)30Guixia Zhou; Guolin Duan; Qun Wei; , Optimal Design of Gear Reducer Based on Genetic Algorithm, Intelligent Networks and Intelligent Systems, 2009. ICINIS 09. Second Internat
13、ional Conference on , vol., no., pp.475-478, 1-3 Nov. 2009 基于遗传算法的齿轮减速器优化设计31Li-Li Zhu; Guang-Xin Wang; , Optimization Design and Parametric Modelling of Gear Reducer, Information and Computing Science, 2009. ICIC 09. Second International Conference on , vol.4, no., pp.125-127, 21-22 May 2009齿轮减速器优化
14、设计和参数模型32Rui Li; , Multi-objective optimization design of gear reducer based on adaptive genetic algorithm, Computer Supported Cooperative Work in Design, 2008. CSCWD 2008. 12th International Conference on , vol., no., pp.229-233, 16-18 April 2008基于遗传算法的齿轮减速器的多目标优化设计33Ji Aimin; Huang Quansheng; Xu H
15、uanmin; Chen Zhengming; , Design System of the Second Order Cylindrical Gear Reducer on CBR, Computer Science and Information Engineering, 2009 WRI World Congress on , vol.4, no., pp.719-726, March 31 2009-April 2 2009圆柱齿轮减速器设计系统34 PLANETARY GEAR REDUCER KR200426359 (Y1) - 2006-09-18 35 LEVER-TYPE G
16、EAR REDUCER US2010035717 (A1) - 2010-02-11 36 PLANET GEAR TYPE REDUCER KR200438572 (Y1) - 2008-02-26 37 SUN GEAR SPACER OF PLANETARY REDUCER KR200436311 (Y1) - 2007-07-26 38 GEAR REDUCER RU2375622 (C1) - 2009-12-10 39 PLANETARY GEAR SPEED REDUCER JP2009275913 (A) - 2009-11-26 五、文献综述(1200字以上)要求：以检索结果
17、为素材,在整理的基础上,对相关文献进行综合叙述或评价。1.国内研究现状文献1根据齿轮减速器的装配连接结构特点,采用AutodeskInventor的基于装配的关联设计功能,能比较方便快捷地生成齿轮减速器中的有关零部件,从而能提高齿轮减速器三维建模的设计效率;文献2对两级齿轮减速器优化设计进行了分析,建立了其优化设计的数学模型,确定了优化设计的约束条件,采用遗传算法对两级齿轮减速器进行优化设计,并通过实例说明,采用遗传算法对减速器进行优化,可以得到更加优化的设计结果;文献3根据稳健优化设计思想,建立齿轮减速器稳健优化设计数学模型,采用改进遗传算法进行寻优。通过具体的实例计算,得出最佳齿轮参数组合
18、,从而提高齿轮抵抗外界噪声因素干扰的能力,使减速器的质量更加稳定、可靠；文献4利用SolidWorks软件可建立齿轮减速器所有零件的三维模型;在虚拟装配的基础上,高度仿真减速器的运动,完成了模拟设计减速器；文献5针对单级直齿圆柱齿轮减速器,以体积最小为目标,用惩罚函数法建立了减速器的体积优化目标函数;在介绍设菲尔德遗传算法工具箱的使用方法的基础上,根据减速器的体积优化目标函数,用MAT-LAB语言编写了优化程序,并进行了实例优化设计。设计结果表明:这种优化方法合理有效；文献6介绍了在VC的集成开发环境下开发基于Pro/TOOLKIT的齿轮减速器三维参数化CAD系统的全过程。提出了利用Pro/E
19、的开发工具Pro/TOOLKIT参数化建模和装配的方法。并以齿轮为例详细介绍了该CAD系统的应用；文献7在Pro/E环境下,以汽车减速器齿轮为例,介绍齿轮三维参数化建模的方法,并对齿轮的设计予以说明；文献8介绍了在Visual Basic中调用Matlab优化工具箱中的函数,进行单级圆柱齿轮减速器优化设计的方法；文献9利用优化方法对行星齿轮减速器主要结构尺寸进行优化,取得了一组最优解,这样不仅可以使减速器体积减小,还可以使减速器重量减轻、材料节省和成本降低,对减速器设计十分有益；文献10介绍了二级圆柱齿轮减速器拆装的仿真设计,通过在AutoCAD2004平台上建造反映其真实结构的三维实体模型,
20、利用其二次开发高级编程语言VB.NET设计减速器的动态拆装,并设计仿真界面,以提供一个着重反映减速器各个组成部分的结构、相互之间的拆装顺序及过程的真实感很强的仿真软件；文献11从摩擦学角度出发,以两个大齿轮的最佳润滑条件和中间轴上的转动摩擦最小为多目标函数,为减少齿轮的磨损,在约束条件中考虑了弹性流体动压润滑的影响,然后采用复合形法对二级展开式圆柱齿轮减速器进行了优化,并得出较理想的优化结果；文献12主要通过PRO/E建模和基于VisualC+和PRO/TOOLKIT的编程技术,介绍了少齿数渐开线圆柱直齿轮减速器的三维参数化设计的一种途径,其中详细介绍了PRO/E基于特征、面向加工、自下而上尺
21、寸关系等建模理念和建模技巧,以及数据库管理技术在系统实现中的应用。实践证明,在减速器产品设计过程中,利用三维参数化设计技术可显著提高设计开发效率；文献13在分析圆锥-圆柱斜齿轮减速器结构特点的基础上,基于PROE的环境下进行圆锥-圆柱齿轮减速器三维实体造型设计和机构仿真,为圆锥-圆柱齿轮减速器设计提供了有利工具；文献14建立了球磨机减速器齿轮传动的优化设计数学模型,以体积最小为目标,确定了各设计变量的优化值。通过实例计算,证明具有较好的经济性和实用价值；文献1529为有关齿轮减速器的中国发明专利，所涉及的齿轮减速器发明主要有紧凑型液压马达齿轮减速器、外、内定轴子母齿轮减速器、针齿摆线齿轮传动机
22、构及减速器、直动式(外啮齿)齿轮减速器、带转矩限制器的行星齿轮式减速器、齿轮减速器、行星齿轮传动减速器、封闭式行星齿轮减速器、杠杆式齿轮减速器、叠式圆柱齿轮减速器、圆柱形微型齿轮减速器、大型辊压机用平行轴多级行星齿轮减速器、一种无齿轮减速器、行星谐波复合齿轮减速器、直联式混合传动型齿轮减速器等。 2.国外研究现状文献3033涉及基于遗传算法的齿轮减速器优化设计、齿轮减速器优化设计和参数模型、基于遗传算法的齿轮减速器的多目标优化设计、圆柱齿轮减速器设计系统等方面；文献3440为国外相关专利，主要涉及行星齿轮减速器方面的发明。综上所述，在国内外有关齿轮减速器及其设计已有相关报道，有采用遗传算法对减
23、速器进行优化【2】、有建立齿轮减速器稳健优化设计数学模型,采用改进遗传算法进行寻优【3】、有利用SolidWorks软件可建立齿轮减速器所有零件的三维模型，在虚拟装配的基础上,高度仿真减速器的运动,完成了模拟设计减速器【4】、有根据减速器的体积优化目标函数,用MAT-LAB语言编写了优化程序,并进行了实例优化设计【5】、有利用优化方法对行星齿轮减速器主要结构尺寸进行优化,取得了一组最优解【9】；在发明设计方面，报道了一系列不同类型的、不同用途的齿轮减速器【15-29、34-39】。3.参考文献1 王小玲.基于Inventor齿轮减速器零部件的装配关联设计. 煤矿机械, 2009,(12), 2
24、10-2122 吴婷;张礼兵;黄磊.基于遗传算法的齿轮减速器优化设计.煤矿机械, 2009,(12), 9-113 芦新春;王书全.改进遗传算法的齿轮减速器稳健优化设计.现代制造工程, 2009,(10), 125-1274 王莺;叶菁.基于SolidWorks的齿轮减速器三维设计及运动仿真.煤矿机械, 2009,(09), 234-2365 柳敏飞.基于MATLAB遗传算法的齿轮减速器的优化设计.组合机床与自动化加工技术, 2009,(08), 36-396 刘文生;闪雳;张智.基于Pro/TOOLKIT的齿轮减速器的三维参数化设计. 制造业自动化, 2007,(09), 72-757 李玉
25、萍.基于Pro/E的减速器大齿轮三维建模及参数化设计.机械设计与研究, 2007,(03), 84-868 关维娟;许峰;陈清华.基于Matlab的单级圆柱齿轮减速器优化设计.机械设计与制造, 2007,(09), 18-209 刘铁禄.行星齿轮减速器设计中主要结构尺寸的优化设计.东华大学学报(自然科学版), 2007,(03), 403-40610 常青;王洪章.二级圆柱齿轮减速器拆装的仿真设计.煤矿机械, 2007,(05), 77-7911 杨益梅;谭援强;黄霞春.基于摩擦学的二级展开式圆柱齿轮减速器的优化设计.机械传动, 2007,(03), 65-67+112 黎华;王重华;吴清华.
26、起重机渐开线圆柱齿轮减速器三维参数化设计系统的研究与实现.机械设计与制造, 2006,(10), 53-5513 邵芝梅;孙建华.基于PROE的齿轮减速器三维造型设计及机构仿真.煤矿机械, 2006,(07), 98-10014 蒋冬青;肖志信.球磨机减速器齿轮传动的模糊优化设计.煤矿机械, 2006,(01), 6-815 200710134024.6 紧凑型液压马达齿轮减速器 16 200410044208.X 外、内定轴子母齿轮减速器 17 200310105035.3 一种针齿摆线齿轮传动机构及减速器 18 200410054140.3 直动式(外啮齿)齿轮减速器 19 2006100
27、87978.1 带转矩限制器的行星齿轮式减速器 20 200610168557.1 齿轮减速器 21 200710078156.1 行星齿轮传动减速器 22 200710068194.9 封闭式行星齿轮减速器 23 200580004342.X 杠杆式齿轮减速器 24 200710092587.3 叠式圆柱齿轮减速器 25 200710018078.6 圆柱形微型齿轮减速器 26 200810231422.4 大型辊压机用平行轴多级行星齿轮减速器 27 200710161171.2 一种无齿轮减速器 28 200910071899.5 行星谐波复合齿轮减速器 29 200910100411.7
28、 直联式混合传动型齿轮减速器 30Guixia Zhou; Guolin Duan; Qun Wei; , Optimal Design of Gear Reducer Based on Genetic Algorithm, Intelligent Networks and Intelligent Systems, 2009. ICINIS 09. Second International Conference on , vol., no., pp.475-478, 1-3 Nov. 31Li-Li Zhu; Guang-Xin Wang; , Optimization Design and
29、Parametric Modelling of Gear Reducer, Information and Computing Science, 2009. ICIC 09. Second International Conference on , vol.4, no., pp.125-127, 21-22 May 200932Rui Li; , Multi-objective optimization design of gear reducer based on adaptive genetic algorithm, Computer Supported Cooperative Work
30、in Design, 2008. CSCWD 2008. 12th International Conference on , pp.229-233, 16-18 April 200833Ji Aimin; Huang Quansheng; Xu Huanmin; Chen Zhengming; , Design System of the Second Order Cylindrical Gear Reducer on CBR, Computer Science and Information Engineering, 2009 WRI World Congress on , vol.4,
31、pp.719-726, March 31 2009-April 2 2009 34 PLANETARY GEAR REDUCER KR200426359 (Y1) - 2006-09-18 35 LEVER-TYPE GEAR REDUCER US2010035717 (A1) - 2010-02-11 36 PLANET GEAR TYPE REDUCER KR200438572 (Y1) - 2008-02-26 37 SUN GEAR SPACER OF PLANETARY REDUCER KR200436311 (Y1) - 2007-07-26 38 GEAR REDUCER RU2375622 (C1) - 2009-12-10 39 PLANETARY GEAR SPEED REDUCER JP2009275913 (A) - 2009-11-26