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齿轮传动在机械设备中不可或缺，本文以试验台用的增速齿轮箱为设计与研究的对象。针对传统设计方法和已有优化设计成果的不足，以齿轮重合度、箱体刚度和重量为优化目标，对该增速齿轮箱进行了多目标的全局优化设计。主要研究工作如下: (1)阐述了传统齿轮箱的设计步骤以及齿轮箱优化设计的现状，提出了增速齿轮箱全局优化设计的方案。根据该方案将增速箱的设计分为三个模块:齿轮设计模块、轴承选型模块和箱体设计及分析模块。分析每个模块的参数及评价指标，得到三个模块间的参数传递关系。 (2)分析齿轮的相关计算、轴承的载荷计算以及轴承的最优化选型过程，得到齿轮的设计参数、评价指标、轴承的型号以及轴承的载荷，并通过Excel及其VBA编程建立齿轮设计模块和轴承选型模块，使计算、选型过程自动化。 (3)依照齿轮设计模块和轴承选型模块所得到的相关参数，利用SolidWorks建立参数化的箱体模型，并使用SolidWorks Simulation对箱体模型进行静态和模态的有限元分析，得到箱体模型的强度、刚度、重量及其前三阶的共振频率。在此基础上，利用VB编程语言对SolidWorks进行二次开发，将箱体的参数化建模及有限元分析过程变为可自动实现的程序并得到分析结果，最终建立以CAD/CAE集成技术为基础的箱体设计及分析模块。 (4)以Isight为优化平台，运用近似模型技术建立箱体静态分析和模态分析的近似模型，并以此近似模型代替实际的有限元分析计算。集成三个设计模块，综合考虑齿轮、轴承、箱体的设计变量与评价指标，运用Isight自带的NCGA算法对该增速齿轮箱进行了多目标的全局优化设计，并得到最优化结果。 (5)分析并得到增速齿轮箱优化设计过程中各参数间的影响关系，为以后的齿轮箱设计与优化工作做技术参考。