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1、第25卷第6期机电工程Vol.25No.62008年6月MECHANICAL&ELECTRICALENGINEERINGMAGAZINEJun.20083应用UG和Matlab实现蜗杆传动优化设计林小哲,王耘,胡树根(浙江大学机械与能源工程学院,浙江杭州310027)摘要:蜗轮蜗杆机构是常见的机械传动机构,应用广泛,其复杂的齿面形状使得蜗杆传动机构的设计计算和造型均较为麻烦。Matlab是出色的科学计算软件,而UniGraphic(UG)具有强大的建模功能,两者在机械领域都有着广泛的应用。为完成蜗杆传动机构的设计,综合利用了两软件的特色功能,首先利用UG
2、完成蜗轮蜗杆机构的初步设计,建立其实体模型;同时利用Matlab优化工具箱完成蜗杆传动的优化设计,得到优化结果;并成功建立优化结果与模型的连接,实现模型的更新。关键词:UG;Matlab;优化设计;蜗杆传动;电子表格中图分类号:TP311.56文献标识码:A文章编号:1001-4551(2008)06-0021-03OptimizationdesignofwormtransmissionbasedonUGandMatlabLINXiao2zhe,WANGYun,HUShu2gen(CollegeofMechanicalandEnergyEngineeri
3、ng,ZhejiangUniversity,Hangzhou310027,China)Abstract:WormTransimissionisafamiliarmechanicalgearing,withwideapplication.Butthecomplexgearfacemakesitsde2signandmodelingsodifficult.Matlabisafamousscientificcomputingsoftware,whileUGiswell2knownforitspowerfulmodelingability.Fortherespe
4、ctivecharacteristic,bothofthemwereusedinthewormtransmissiondesign.UGwasusedtofinishthefirstdesignofwormdriveandasolidmodelwasobtained;whiletheoptimizationdesignofwormtransimissionwascarriedoninMat2lab.Inaddition,ExcelsheetwasusedasamediumtoestablishtheconnectionbetweenMatlabdataa
5、ndsolidmodelinUG,sothatthemodelwasupdatedbytheoptimizationresult.Keywords:UG;Matlab;optimizationdesign;wormtransmission;Excelsheet0前言1蜗杆传动机构的初步设计和UG建模Matlab是集科学计算、数据可视化和程序设计为1.1蜗杆传动初步设计一体的工程应用软件,广泛用于计算机辅助分析、设本研究以普通圆柱蜗杆中的阿基米德蜗杆为例,[1]计、仿真等。而UG是高端的CAD/CAE/CAM软其他类型蜗杆可以参照本研究方法进行。件,它具有
6、强大实体造型、曲面造型、虚拟装配、动力学普通圆柱蜗杆传动的主要参数有:模数m、压力角[2]分析和生成工程图等设计功能。在进行机械产品α、蜗杆头数z1、蜗轮齿数z2及蜗杆直径d1等。由于设计时,很多时候需要依赖两者的特色功能。UG中所建模型的作用只是完成蜗轮蜗杆的初步设本研究提出一种蜗轮蜗杆传动机构设计的新思计,并非最终模型,只需在满足蜗轮蜗杆正确啮合的条路:在UG环境中完成蜗轮蜗杆的实体初步设计和建件下选择其传动参数就可以了,即保证蜗杆的轴面参模;同时利用Matlab强大的数学计算功能完成蜗杆传[3,4]数与蜗轮端面参数一致。动机构的优化设计。最后利用M
7、atlab的GUI功能和为了建模方便,初步确定蜗轮蜗杆机构参数取值电子表格,将优化结果传递到UG中的模型,实现模型如下:的更新。模数m=3mm,压力角α=20°,蜗杆分度圆直径d1=12mm,即直径系数q=4mm,蜗杆头数z1=2,导收稿日期:2007-12-19基金项目:浙江省(区域支柱产业)重大科技攻关资助项目(2004C11025)作者简介:林小哲(1983-),女,广东汕头人,主要从事汽车CAD与仿真技术方面的研究。·22·机电工程第25卷程角γ=arctan(z1/q)=10.12°,传动比i=16,蜗轮齿目标函数表示如下:数z2=32,变位系
8、数x2=0,装配中心距a=m(q+z2+minF(X)=x2(x3+i×x1)/
