基于Matlab的圓柱齒輪減速器最小中心距優(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(dòng)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(duì)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(jí)圓柱齒輪減速器最小中心距相關(guān)的約束條件并建立對(duì)應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，利用MATLAB中的fmincon函數(shù)對(duì)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(dòng)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(duì)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(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。我們可以借助MATLAB軟件對(duì)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(jí)直齒圓柱齒輪最小中心距設(shè)計(jì)

在給定減速器的傳動(dòng)功率P、傳動(dòng)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(jí)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(jiǎn)介

3 ?結(jié)語

圓柱齒輪減速器的精度等級(jí)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(jí)斜齒圓柱齒輪減速器的數(shù)學(xué)模型，并確立了對(duì)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.

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[3]關(guān)維娟，許峰，陳清華.基于Matlab的單級(jí)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.