完成。有约束规划基本数学原理机械优化设计中的问题，大多数属于非线性约束优化问题，目前对于非线性约束优化问题的解法很多，但这些算法仅仅能解决类特殊的非线性规划问题。直接法中随机方向法复合形法收敛速度慢，随机方向的数目复合形的顶点较难确定，易出现死点，只能解小型的优化问题间接法中早期的方法通常是用通过构造惩罚函数等来将有约束优化转换为无约束求解法，拉格朗日法或者将非线性约束转化为线性约束法，近二十年这些方法已经被更为有效的基于方程解的方法所取代。方程是约束优化问题求解的必要条件目标函数的梯度等于所有起作用约束的非负线性组合，在凸规划中，则方程对于全局的极小点是必要也是充分的。这些方法通过拟牛顿法更新过程，以保证超线性收敛性，称为法，因为每次迭代都求解次二次规划子问题。法迭代次数比无约束法少，精度比法高，因为在搜索区域内，法可以获得最佳的搜索方向和步长信息。中法的实现分三步，即拉格朗日函数矩阵的更新法构造变尺度矩阵二二次规划子问题的求解投影法三维搜索和函数的计算。函数介绍优化工具箱采用序列二次规划法求解约束优化问题，它是将原问题化为系列的二次规划子问题进行求解，通过使用法构造变尺度矩阵，以保证超线性收敛性。优化工具箱中调用函数求解约束优化问题。格式其中参数为目标函数的文件，参数为非线性约束函数的文件,为初始点。设计计算选择材料蜗杆选用号钢调质处理原因由于蜗杆传动的特点，蜗杆副的材料要求有足够的强度良好的减摩耐磨性能和抗胶合的能力。图蜗轮齿冠示意图蜗轮齿冠采用铝铁青铜材料。蜗轮蜗杆减速器的设计采用优化设计的方法，建立其目标函数，建立数学模型。为了蜗轮蜗杆达到最优，则取蜗轮齿冠部分体积最小。则式中又为齿数比，，当或时，，或时，。取。即又有即目标函数为约束条件蜗杆齿数即蜗轮齿数即模数限制即④分度圆直径的限制对应上述的取值范围，有即蜗轮齿接强度的限制得蜗轮齿弯曲强度的要求由于，代入上式，得式中，为齿形系数为载荷系数。蜗杆刚度的约束蜗杆工作时最大挠度不应大于，即其中跨度,惯性矩,，将这些关系代入上式整理得约束函数又，，，，则η分别代入上面各式，数学模型化为标准形式应用优化工具箱求解编写目标函数文件编写约束函数文件,在命令窗口调用优化程序,得到运行结果如下部分次很好的机会，可以将以前所学知识在实际的设计工作中综合的运用起来了,得到进步的巩固和发展。此次设计中运用到了中的序列二次规划法，它是目前最先进的优化设计方法。用它主要是对蜗轮蜗杆参数进行优化，得到最优解，即蜗轮蜗杆的体积最小，重量最轻。在此基础上对蜗轮蜗杆的几何尺寸进行计算。然后进行对些有小数的数据进行圆整，对圆整后的数据再进行优化。从而得到最终的解。根据蜗轮数据设计蜗轮轴，设计完对该轴进行校核看是否满足强度要求。然后再根据任务书计算电机的转速，选出合适的电机。最后选取些标准件，再设计出箱体，绘出变幅机构的装配图，及各零件图。在设计中我能保持种谦虚谨慎的态度，和组里各成员起解决遇到的难题调试程序，共同进步。同时也培养了我独立思考和发现分析解决问题的能力，使我对型塔式起重机有了全面的认识。致谢这次毕业设计的课题是型塔式机的变幅机构的优化设计。这个课题有着适应性，虽然在许多建筑施工中已经普遍应用，但对于学校来讲，还存在着设备方面的局限性。我们在汪冰老师的指导下，翻阅了大量的设计资料，选择合适的设计方案。在设计的初期，由于没有可供参考的实物和缺乏实际的经验，我不知道如何下手，汪冰老师给我们明确方向使我少走了不少弯路。设计的中期由于我不能全面地联系地摸透整个设计过程中的各个环节细节，导致设计遇到了很大的麻烦。在优化设计目标函数的确立以及程序的编辑中遇到了不少的困难。在汪老师的及时指导提醒下，我仔细的查找，终于排除了，设计工作得以顺利完成。在设计的后期，感谢汪老师对我绘图的细心指导，使我在绘图中，之处得到及时的更正。汪老师的细心和认真的指导态度使我的设计得以顺利的进行，使我感到很钦佩。还有在设计过程中席平原老师也给予我很大的帮助，尤其是在用编程调试程序过程中。他虽然不是我的指导老师但是还是很耐心的指导我，对我能顺利完成毕业设计有莫大的帮助。整个设计过程令我受益非浅，在此我要感谢汪冰老师在本次设计过程中的悉心指导，以及四年来所有任课老师对我的关爱，学校的培养。没有他们的帮助我就不可能如此顺利的完成这次的毕业设计。参考文献徐灏机械设计手册第版北京机械工业教育出版社，王连明机械设计课程设计哈尔滨哈尔滨工业大学出版社，马履中机械优化设计南京东南大学出版社,程卫国应用指南北京人民邮电出版社，飞思科技产品研发中心辅助优化计算与设计北京电子工业出版卜炎传动装置设计手册北京机械工业出版社，濮良贵，纪名刚机械设计第七版北京高等教育出版社，王章忠，乔斌机械工程材料北京机械工业出版社，甘永立几何量公差与检测第七版上海上海科学技术出版社，成大先机械设计手册第四版北京化学工业出版社，圆整取，这时目标函数值。蜗杆尺寸计算分度圆直径齿顶圆直径齿根圆直径轴向齿距螺旋线长度取螺旋线导程法向齿厚。取压力角蜗轮尺寸计算分度圆直径齿顶圆直径齿根圆直径外径齿宽圆整取咽喉母圆半径顶隙齿宽包角。蜗杆传动的热平衡计算按查表得机械设计基础与原估值相近散热计算由减速器装配图计算箱壳散热面积为,计算时按面积的，因为箱体上装有散热片。η式中温度差蜗杆传递功率根据通风条件自然通风η传动效率取设室温油温所以，合适蜗杆传动轴的设计传动轴轴径的初步估算蜗杆受力分析图受力弯矩图求垂直面的支反力求水平面的支反力绘垂直面的弯矩图绘水平面的弯矩图绘合成弯矩图轴传盖的转矩求危险截面的当量弯矩从弯矩图可见截面为危险截面，其当量弯矩根据转矩性质而定的折合系数频繁正反转的轴计算危险截面处的直径蜗杆轴选用号钢，调质处理，查表，而故所选轴合适图蜗杆工作蜗轮轴的设计及计算。已知图技术要求未注圆角为过度圆弧为弯矩受力图圆周力径向力轴向力且知求垂直面的支反力求水平面的支反力力在支点产生的压力钢丝绳的牵引力。外力作用方向与蜗杆的布置有关。绘垂直面的弯矩图绘水平面的弯矩图力产生的弯矩图截面力产生的弯矩为求合成弯矩考虑到最不利的情况，把与直接相加轴的转矩求轴的当量弯矩由图可见，截面最危险，其当量弯矩为式中，根据转矩性质而定的折合系数频繁正反转的轴计算危险截面处轴的直径轴的材料选用号钢，调质处理，许用应力。则考虑到键槽对轴的削弱，将值加大，则取。小结本章主要是型塔式机变幅机构的设计，在设计中主要用到了优化设计的方法以及软件进行计算，并对优化设计的方法和软件作出了介绍。轴承校核蜗杆轴在普通温度下工作，故支点采用端固定，另端游动的方式。因为蜗轮蜗杆啮合传动有轴向分力所以选用圆锥滚子轴承，按轴径初选。下面进行校核表轴承校核表计算项目计算内容计算结果轴承主要性能参数查械设计手册得轴承主要性能参数如下轴承受力情况值由表，冲击载荷系数由表查得当量动载荷轴承寿命，寿命合格查表，，当量静载荷两式中取大值安全系数正常使用圆锥滚子轴承计算额定静载荷静载合格载荷系数查图载荷分布系数查图许用转速大于工作转速结论所选轴承能满足寿命静载荷与许用转速的要求起重机的维护与修理起重机应当经常进行检查，维护与保养，传动部分应装有足够的润滑油，对易损元件必须经常修养与更换，对机械的螺栓应进行检查是否松动，如有松动，则必须及时拧紧或更换。机械设备中各机构的制动器应经常进行检查和调整，制动爪与制动轮的间隙，保证灵活可靠，其间隙保证在之间。在摩擦面上，不应有污物存在，如有污物必须用汽油和烯料洗净。在日常工作中应定期维修和检测性能结论为期个学期的毕业设计已渐渐拉下帷幕，这术无法解决的最优化问题。为了取得重大的解决与军事效果，又必将解决这些问题，这种客观需要极大地推动了最优化的研究与应用。另方面，近代科学，特别是数学力学技术和计算机科学的发展，以及专业理论数学规划和计算机的不断发展，为最优化技术提供了有效手段。机械优化设计应用的发展历史，经历了由怀疑提高认识到实践收效，从而引起广大工程界日益重视的过程。从国际范围