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多级圆柱直齿轮轮系传动比优化设计研究

2020-08-13王宝超张培培孙浩沩尚鹏飞

制造业自动化 2020年8期

王宝超,张培培,孙浩沩,尚鹏飞

(1.中机生产力促进中心,北京 100044;2.电子科技大学,成都 611731)

0 引言

轮系传动比分配方法一般是设计者根据已知的各种装置工况,在机械设计手册所推荐的范围内选择一组合适的传动比,这样往往主观性太强,使得设计随意性和误差较大。设计者所选择的传动比是否为最优,并没有严格的数学验证和实际的工程验证。与传统的盲目选择传动比相比,已有很多关于传动比和传动级数选择优化的研究工作。比较早的研究是余茂芃[1]和齐人光[2],他们进行了详细的模型推导。罗登峰[3]和范舟[4]在轮系设计方法提出了优化思想。廖仁文等[5]和朱文峰[6]在轮系传动比分配中提出了多目标优化的方法。李阿楠[7]和关维娟[8]等将轮系优化设计在MATLAB中实现,实现了模型和优化算法结合。

另外Thompson等人[9]是以变速器体积最小为优化目标,以满足表面接触强度的基本要求出发建立数学模型,通过模型求得最优的传动级数和各级传动比。Chong等[10]从轮系的传动误差的最大值出发建立数学模型,在分析齿轮固有误差,安装误差以及回转误差对运动精度的影响下,以轮系在啮合传动过程中产生的转角误差与传动比的关系来求得最优的传动比分配方案。

这些文献很多都是运用轮系的总体积,总转动惯量,总转动误差进行优化。但是在关于轮系传动比分配方案,一般遵循的原则是,使得轮系外轮廓尺寸较小,结构较紧凑,重量轻,有足够的承载能力且转动惯量较小,传动误差小,传动精度高,传动平稳等。……

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