基于MATLAB的二级圆柱齿轮减速器优化设计.pdf

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1、第4期机械设计与制造2010年4月MachineryDesign&Manufacture79文章编号：1001—3997(2010)04—0079—02基于MATLAB的二级圆柱齿轮减速器优化设计木张慧鹏(运城学院机电工程系，运城044000)Optimizationdesignofthetwo-stagehelicalcylindricalgearreducerbasedonMATLABZHANGHui——peng(DepartmentofMechanical&ElectricalEngineering，Yunche

2、ngUniversity，Yuncheng044000，China)—∽∽6∽∽∽々∽0々∽∽0々∽0々∽∽0々∽6∽0々∽∽ci【摘要】传统减速器设计一般通i设计方案，但方案一般不是最佳的。在．i的基础上，建立了优化设计数学模型。；l关键词：齿轮；减速器；MATLAB；优化设计i【Abstract】Traditionally，inordertogetsatisfieddesigndataofreducer，youmustcutandtryagainlandagain．AlthoughthisdesigndataC01

3、tsatisfyconditionsgiven，itisnotoptima1．Afterestablishmentofitargetfunction，choiceofparametersandc0rmationofconstraintconditionsofthetwo-stagehelical!cylindricalgearreduceraresystematicallystudied，itsoptimummathematicalmodelissetup．Thereducer{lsisigndeesfifignedM

4、byaMnAdTqLMAalBityOptimizationToolbox；itsimplifesthecomputerprograIl~andenhancesthe(fe—．1Keywords：Gear；Reducer；MATLAB；Optimizationdesign中图分类号：TH122文献标识码：A式中：‰、m一高速级与低速级齿轮的法面模数；ii,i一高速级与上I百齿轮减速器是原动机和工作机之间独立的闭式机械传动装低速级传动比、z，一高速级与低速级的小齿轮齿数；

5、B一置，能够降低转速和增大扭矩，是一种被广泛应用

6、在工矿企业及齿轮的螺旋角。运输、建筑等部门中的机械部件n1。圆柱齿轮减速器传统的设计方计算中心距的独立参数有mmi(i2=31．5／i)，所以法是：设计人员根据各种资料、文献提供的数据，结合自己的设计优化设计变量取：经验，和已有减速器进行类比，初步制订出一个设计方案，然后对=[，1，m，l2，l，z3，il，／37T=[x1，2，3，4，5，X6]这个方案进行验算，如验算通过，则该方案可确定，否则，重新设计。用这种方法设计出的减速器往往尺寸偏大，可能并不是最优的设计方案，而且效率低下。因此，为了降低减速器的成本，提高设

7、计效率，优化设计圆柱齿轮减速器势在必行口。对二级斜齿圆柱齿轮的设计约束条件进行了分析，建立了其优化设计数学模型，采用MATLAB优化工具箱求解得到了优化的传动方案。图1减速器结构简图2数学模型的建立2．3建立目标函数2．1已知参数将中心距公式用设计变量表示，确定目标函数为：二级斜齿圆柱齿轮减速器的结构简图，如图1所示。要求在)：[l3(1+x5)+24(1+31．5／x5)]／(2cosx6)保证承载能力的条件下按照总中心距最小进行优化设计。已根据传递功率与转速分析，综合考虑传动平稳、轴向力不可知：高速轴输入功率R=6

8、．2Kw，高速轴转速nl=1450r／min，总传动太大，能满足短期过载，高速级与低速级的大齿轮浸油深度大致相比ix=31．5，齿轮的齿宽系数O．4；大齿轮45号钢，正火处理，硬近，齿轮1的分度圆尺寸不能太小等因素，各变量的上下限取目：度为(187-207)HBS，小齿轮45号钢，调质处理，硬度为(228-255)2ml5、3．5m6、14-

9、线形不等式约束条件aE=al+啦=—[m1z1(1+i1)+mo2z3(1+i2)]ZCO鲫gl()=2-l-<0g2()=l一50★来稿日期：2009—06—19女基金项目：运城学院院级科研项目(2008118)80张慧鹏：基于MATLAB的二级圆柱齿轮减速器优化设计第4期()=3．5-x2_<0()=2—6≤0gl4()；co