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)、運輸業(yè)、采礦業(yè)等領(lǐng)域都有所運用。[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。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)計要求。

關(guān)鍵詞：圓柱齒輪減速器;降低成本;優(yōu)化設(shè)計;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，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)計目標(biāo)。

1 ?兩級直齒圓柱齒輪最小中心距設(shè)計

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)使得其某項指標(biāo)實現(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，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[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[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[J].起重運輸機(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[J].內(nèi)燃機(jī)與配件，2018（16）：33-34.