同轴式二级圆柱齿轮减速器的优化设计.pdf

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1、与开发DOI：10．3969／j．issn．1009-9492．2013．09．025同轴式二级圆柱齿轮减速器的优化设计董庆党，刘楚辉(嘉兴学院机电工程学院，浙江嘉兴314001)摘要：在系统研究二级圆柱齿轮减速器优化设计目标、设计变量和约束条件的基础上，以同轴式二级圆柱齿轮减速器的中心距与大齿轮分度圆直径之积最小作为设计目标，建立了齿轮减速器优化设计的数学模型。利用MATLAB的优化1二具箱，对减速器进行优化设计，得出了优化结果。实例计算表明，优化结果明显好于常规设计方案。关键词：齿轮减速器；优化设计；约束条件

2、中图分类号：TH132．46文献标识码：A文章编号：1009—9492(2013)09—0096—02OptimizationDesignofCoaxialTwo-StageCylindricalGearReducerDONGQing—dang，LIUChu—hui(CollegeofMechanical—ElectricalEngineering，JiaxingUniversity，Jiaxing314001，China)Abstract：Basedonsystematicresearchonobjective

3、s，variablesandconstraintsoftheOptimizationdesignoftwo—stagecylindricalgearreducer．asthedesigngoalfr0mtotalminimumcenterdistanceofcoaxiallevel2cylindricalgeardecelerator，selectthegear，modulus，driveratioandhelixangleasdesignvariables，withestablishmentofthemathe

4、maticalmodeloftheoptimizeddesignofgeardecelerator．UsedMATLABoptimizationtoolboxtooptimizethedesignofthedecelerator，obtainedtheoptimizationresults．Theexamplesshowthattheoptimizationresultsaresignificantlybetterthantheconventionaldesign．Keywords：geardecelerator

5、；optimizationdesign；constraintcondition电动机等常用动力源输出的转速通常较高，作安全性与可靠性。采用这种方法所获得的设计而工作机构要求的转速通常较低。减速器是将高结果往往过于保守，导致制造出的减速器较为笨速运动转换为低速运动的一种最常用的传动装重，成本较高，适用性不佳。优化设计方法通过置，传动效率高，结构紧凑，工作可靠，在现代选取适当的设计变量、目标函数以及约束条件，机械设备中应用非常广泛，结构形式多种多样。建立减速器关键传动机构设计的优化数学模型，设计出高性能、低成本、适用

6、性强的减速器是企可求得满足条件的最优解。在齿轮减速器中应用业赢得市场的一个重要因素。优化设计方法，对于进一步提高齿轮的承载能齿轮减速器一般由封闭在刚性机体内的齿轮力、延长齿轮的使用寿命，减小传动部件的体积传动、蜗杆传动或齿轮一蜗杆传动机构组成。二级和重量，具有显著的效果。圆柱齿轮减速器的形式虽然多种多样，但都是由根据传动机构的布置形式，二级圆柱齿轮轴系零部件、箱体及若干附件组成。轴系零部件减速器可分为展开式、分流式和同轴式⋯。同轴包括轴、齿轮、套筒、键、轴承、轴承端盖等，式齿轮减速器在一条轴上实现二次减速，横向是

7、减速器的核心组成部分，它决定了减速器的工尺寸小，节约了材料，并能实现较大的传动作性能。因此，减速器设计的关键是对其齿轮传比。本文以减速器的中心距与大齿轮的齿顶圆动机构的设计。直径之积最小化为目标对同轴式二级圆柱齿轮减传统的减速器设计通常是先根据经验选取适速器进行优化设计，建立了其优化设计数学模当的参数，通过反复的试凑来确定设计参数，然型，采用MATLAB优化工具箱求解得到了优化的后进行强度校核计算，以保证所设计减速器的工传动方案。嘉兴学院机电]_=程学院SRT计划收稿日期：2013—03—29一＼麓

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10、6＼■i-l＼L-‘‘__．‘‘-‘_．-．‘。L．．．，．--I-·‘-‘‘‘‘‘。‘_‘。‘_。_一董庆党等：同轴式二级圆柱齿轮减速器的优化设计研究与开X=l，m2，Z2，Z3，](5)IlIi、综合考虑同轴式二级直齿圆柱齿轮减速器的×XI功率、转速、传动平稳性、传动齿轮轮齿的强ll度、刚度、寿命、根切以及减速器的润滑等，确定了同轴式二级直齿圆柱齿轮减速器优化设计的I