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1.3 MATLAB介绍

20世纪70年代中期，美国人Clever Moler 博士首先提出MATLAB这一概念。MATLAB和Mathematica、Maple并称为三大数学软件。它在数学类科技应用软件及数值计算方面首屈一指。MATLAB一方面可以方便实现数值分析、优化分析、数据处理、自动控制、信号处理等领域的数学计算；另一方面，也可以快捷实现计算可视化、图形绘制、场景创建和渲染、图像处理、虚拟现实和地图制作等分析处理工作。MATLAB 出现后就以其良好的开放性和运行的可靠性，使原先控制领域里的封闭式软件包纷纷淘汰。20 世纪九十年代，MATLAB 已经成为国际控制界公认的标准计算软件。在欧美许多高校，MATLAB已经成为线性代数、自动控制理论、概率论及数理统计、数字信号处理、时间序列分析、动态系统仿真等课程的基本教学工具，是攻读学位本科生、研究生必须掌握的基本技能。在国际学术界，MATLAB已经被确认为准确、可靠的科学计算标准软件。在许多国际一流学术刊物上都可以看到MATLAB的应用。 在设计研究单位和工业部门，MATLAB被认作进行高效研究、开发的首选软件工具。如美国National Instruments公司信号测量、分析软件LabVIEW，Cadence公司信号和通信分析设计软件SPW等，或者直接建筑在MATLAB之上，或者以MATLAB为主要支撑。又如HP公司的VXI硬件，TM公司的DSP，Gage公司的各种硬卡、仪器等都接受MATLAB的支持。在国内，这一语言也正逐步成为一些大学理工科专业学生的重要选修课。特别是最近几年，MATLAB在我国大学生数学建模竞赛中的应用，为参赛者在有限的时间内准确、有效地解决问题提供了有力的保证 。

 本课题主要研究在满足一定的传动功率和传动比的条件下，来追寻摆线针轮传动体积的最小。通过建立摆线针轮传动的优化设计数学模型，应用MATLAB软件编写优化设计程序，进行优化设计计算。

 第二章  摆线针轮传动的结构和应用

2.1 摆线针轮传动的传动原理

如图2-1所示为摆线针轮行星行星传动示意图，其中Z 为针轮，Z 为摆线行星轮，H为系杆，通过W机构由V轴输出。同渐开线一齿差行星传动一样，摆线针轮传动也是一种 型一齿差行星传动，两者的区别在于：摆线针轮传动中，行星轮的齿廓曲线不是渐开线，中心内齿采用了针齿，称为针轮，摆线针轮传动因此而得名。

同渐开线一齿差行星传动一样，其传动比为：

图2-1   摆线针轮减速器原理图

由于Z -Z =1，故 =- Z ，“-”表示输入与输出转向相反，即利用摆线针轮行星传动可获得较大的传动比。

2.2 摆线针轮传动的结构组成

摆线针轮行星传动是一种新型的传动型式,源!自%优尔>文)论(文]网[www.youerw.com。也属于 型行星传动，只是将行星轮的渐开线齿形改为摆线齿形，同时将渐开线内齿轮改为针轮，如图2-2所示，又简称为摆线针轮传动。该型传动的输出机构多采用孔销式W机构。

  摆线针轮减速器基本结构图

            1、输出轴    2、机座    3、针齿壳    4、针齿套    5、针齿销

            6、摆线轮    7、销轴套    8、销轴    9、偏心轴    

该型传动主要由以下四大部分组成：

（1） 行星架H，又称转臂，由输入轴和偏心轮9组成，偏心轮在两个偏心方向互成 ，用键连接固定在输入轴上，构成转臂H。 (责任编辑：qin)