本書將深化機械優(yōu)化設計課程的教學體系、教學內(nèi)容、教學方法及教學手段等方面的改革，更加方便廣大讀者的學習和使用。該書涵蓋機械類、材料類的典型工程實例，并以行星減速器為依托進行優(yōu)化設計及結構設計，完整地將優(yōu)化設計方法應用到工程實際設計中。在教學過程中發(fā)揮不可替代作用，可供本科機械專業(yè)教學使用，也可供相關技術人員參考
“機械優(yōu)化設計” 課程是高等院校機械類各專業(yè)的一門重要技術基礎課。隨著科學技術和本學科的發(fā)展， 為了進一步滿足教學的需要， 編者結合近幾年的教學實踐， 編寫了本教材。
本教材著重介紹機械優(yōu)化設計方法在典型機械零部件， 特別是在行星齒輪減速器設計中的應用。全書以ＭＡＴＬＡＢ 為優(yōu)化設計工具， 注重工程實際應用。本教材主要內(nèi)容分為六個部分： 一是優(yōu)化設計基本理論， 包括優(yōu)化數(shù)學模型的建立、一維探索最優(yōu)化方法、無約束多維問題最優(yōu)化方法、約束問題最優(yōu)化方法； 二是ＭＡＴＬＡＢ 編程基礎， 包括ＭＡＴＬＡＢ 用戶界面、ＭＡＴＬＡＢ 路徑搜索、ＭＡＴＬＡＢ 應用特點、編程基礎、Ｍ 文件編輯和調試及文件管理等；三是ＭＡＴＬＡＢ 優(yōu)化工具箱及優(yōu)化計算， 包括線性規(guī)劃問題、二次規(guī)劃問題、約束非線性規(guī)劃問題的ＭＡＴＬＡＢ 優(yōu)化工具箱使用方法； 四是典型機械零件的優(yōu)化設計， 包括滾子鏈傳動優(yōu)化設計、蝸桿傳動優(yōu)化設計、機床主軸結構優(yōu)化設計、螺栓組連接的優(yōu)化設計； 五是漸開線行星齒輪傳動， 包括漸開線行星齒輪傳動的基本形式、行星齒輪減速器、行星齒輪傳動的特點、行星齒輪傳動的配齒計算等； 六是行星齒輪傳動裝置的優(yōu)化設計， 包括２Ｋ.Ｈ 型行星齒輪機構優(yōu)化設計的數(shù)學模型， ２Ｋ.Ｈ 型行星齒輪機構齒數(shù)選擇、優(yōu)化方法和計算舉例， 行星齒輪減速器的均載方法、主要部件設計、結構設計及裝配。
參與本教材編寫的有沈陽工業(yè)大學的李延斌、田方、喬景慧、喬赫廷、張明遠、王慧明、張禹、閆明、呂曉仁、姜彤、趙鐵軍。本教材由李延斌、田方任主編。
由于編者的水平和時間有限， 書中難免存在疏漏和不當之處， 敬請廣大讀者批評指正。
編 者
前 言
第１ 章 優(yōu)化設計基本理論 １
１. １ 優(yōu)化設計的數(shù)學模型 １
１. ２ 優(yōu)化方法 ４
第２ 章 ＭＡＴＬＡＢ 編程基礎 １１
２. １ ＭＡＴＬＡＢ 用戶界面 １１
２. ２ ＭＡＴＬＡＢ 路徑搜索 １５
２. ３ ＭＡＴＬＡＢ 應用特點 １６
２. ４ 編程基礎 １８
２. ５ Ｍ 文件編輯器 ２９
２. ６ 圖形窗口 ２９
２. ７ ＭＡＴＬＡＢ 文件管理 ３０
２. ８ ＭＡＴＬＡＢ 幫助系統(tǒng) ３０
第３ 章 ＭＡＴＬＡＢ 優(yōu)化工具箱及優(yōu)化
計算 ３１
３. １ ＭＡＴＬＡＢ 優(yōu)化工具箱 ３１
３. ２ 線性規(guī)劃問題 ３２
３. ３ 二次規(guī)劃問題 ３３
３. ４ 約束非線性規(guī)劃問題 ３５
第４ 章 典型機械零件的優(yōu)化設計 ３９
４. １ 滾子鏈傳動優(yōu)化設計 ３９
４. ２ 蝸桿傳動優(yōu)化設計 ４２
４. ３ 機床主軸結構優(yōu)化設計 ４４
４. ４ 螺栓組連接的優(yōu)化設計 ４６
第５ 章 漸開線行星齒輪傳動 ４９
５. １ 漸開線行星齒輪傳動的基本形式 ４９
５. ２ 行星齒輪減速器 ５４
５. ３ 行星齒輪傳動的特點 ５６
５. ４ 行星齒輪傳動的配齒計算 ５８
５. ５ 行星齒輪傳動的發(fā)展概況與方向 ６３
第６ 章 行星齒輪傳動裝置的優(yōu)化
設計 ６６
６. １ ２Ｋ.Ｈ 型行星齒輪機構優(yōu)化設計的
數(shù)學模型 ６６
６. ２ ２Ｋ.Ｈ 型行星齒輪機構齒數(shù)選擇 ７０
６. ３ 關于參數(shù)圓整 ７０
６. ４ 優(yōu)化方法和計算舉例 ７２
６. ５ 行星齒輪減速器的均載方法 ７３
６. ６ 浮動用齒式聯(lián)軸器設計 ７８
６. ７ 行星減速器主要部件設計 ８２
６. ８ 行星齒輪減速器結構設計 ９３
６. ９ 行星齒輪減速器裝配 ９８
附錄 計算數(shù)據(jù)表 １０２
參考文獻 １０３
新書資訊