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        基于Matlab的圓柱齒輪減速器最小中心距優(yōu)化設(shè)計(jì)

        2020-09-10 07:22:44劉政
        內(nèi)燃機(jī)與配件 2020年19期
        關(guān)鍵詞:降低成本優(yōu)化設(shè)計(jì)

        劉政

        摘要:圓柱齒輪減速器作為一種機(jī)械傳動裝置,其主要作用是降低輸入軸的轉(zhuǎn)速并增大機(jī)械結(jié)構(gòu)間的轉(zhuǎn)矩,在建筑業(yè)、運(yùn)輸業(yè)、采礦業(yè)等領(lǐng)域都有所運(yùn)用。[1]為了降低制造成本,提高研發(fā)人員的效率,需要對圓柱齒輪減速器中心距進(jìn)行適宜的優(yōu)化設(shè)計(jì)。尋找與優(yōu)化二級圓柱齒輪減速器最小中心距相關(guān)的約束條件并建立對應(yīng)的數(shù)學(xué)模型,利用MATLAB中的fmincon函數(shù)對數(shù)學(xué)模型進(jìn)行優(yōu)化求解,得到圓柱齒輪減速器的最小中心距。圓柱齒輪減速器最小中心距優(yōu)化得到的結(jié)果符合設(shè)計(jì)要求。

        關(guān)鍵詞:圓柱齒輪減速器;降低成本;優(yōu)化設(shè)計(jì);fmincon函數(shù)

        0 ?引言

        齒輪減速器是一種閉式機(jī)械傳動裝置,主要作用是降低輸入軸轉(zhuǎn)速并增大機(jī)械結(jié)構(gòu)間的轉(zhuǎn)矩。目前的減速器中心距不夠緊湊、體積較大、質(zhì)量較重等都是普遍出現(xiàn)的問題。因此急需對減速器的中心距尺寸做適應(yīng)性的調(diào)整設(shè)計(jì),從而適應(yīng)激烈的市場競爭。我們可以借助MATLAB軟件對圓柱齒輪減速器的中心距進(jìn)行適宜優(yōu)化,從而達(dá)到最佳設(shè)計(jì)目標(biāo)。

        1 ?兩級直齒圓柱齒輪最小中心距設(shè)計(jì)

        在給定減速器的傳動功率P、傳動比i、輸出轉(zhuǎn)速n等情況下,找出減速器的一組技術(shù)參數(shù)使得其某項(xiàng)指標(biāo)實(shí)現(xiàn)最優(yōu)。以兩級斜齒圓柱齒輪減速器為例,在建立減速器數(shù)學(xué)模型時(shí),合理選擇變量、尋找相應(yīng)約束條件以及構(gòu)建目標(biāo)函數(shù)。

        1.1 fimicon函數(shù)簡介

        3 ?結(jié)語

        圓柱齒輪減速器的精度等級較高,它能降低輸入軸轉(zhuǎn)速并增大機(jī)械結(jié)構(gòu)間的轉(zhuǎn)矩。本文以降低齒輪減速器制造成本,提高研發(fā)人員的效率為設(shè)計(jì)目標(biāo),建立了二級斜齒圓柱齒輪減速器的數(shù)學(xué)模型,并確立了對應(yīng)的約束條件。[4]根據(jù)建立的約束條件,列出了相應(yīng)的解析方程,將解析方程經(jīng)過MATLAB中的fmincon函數(shù)優(yōu)化求解后,得到了圓柱齒輪減速器的最小中心距。

        參考文獻(xiàn):

        [1]王雪峰,楊彥宏,金碧瓊.圓柱齒輪減速器的優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].內(nèi)燃機(jī)與配件,2018(16):33-34.

        [2]杜海霞.圓柱齒輪減速器的最小體積優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].機(jī)械工程與自動化,2011(1):186-187.

        [3]關(guān)維娟,許峰,陳清華.基于Matlab的單級圓柱齒輪減速器優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].起重運(yùn)輸機(jī)械,2007(1):17-20.

        [4]王雪峰,楊彥宏,金碧瓊.圓柱齒輪減速器的優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].內(nèi)燃機(jī)與配件,2018(16):33-34.

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