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1、单级直齿圆柱齿轮减速器的优化详计优化原因在传统的设计方法中,按照相应的减速器设计规范进行减速器的设计,对齿根弛曲强度、齿面接触强度进行校核,用各种系数修正材料强度和齿轮的载荷,并考虑齿轮精度的影响等因素;在这些步骤中,每一步都考虑安全系数,造成设计中的减速器往往体积过大,材料消耗增加等i导致成本偏高。为解泰讷一问题,减速器的优化设计狱在必行。我们就要结合matlab伐化软作,对单级二齿圆柱齿轮减速箱进行参数上的优化,为原始设计参数的改迢提供了一定的修改依据。示例设求如图2-10所示的单级直齿四柳齿物减逛器,其钦入轶的扭矩为7一150N*m,吾数比w二3.2,工作寿命要求达到72000h,原动机
2、采用电动机,工作教莲均匀平稳,小齿轶材料为40Cf,调质后表面津火,齿面硬廉HB-235-275,oh650MPaojFz290MPa.大齿轮材料为45钢,调质,齿面硬度为HB-217-255,ajzz550MPaoqlZz210MPa数荷系数*一1.48要求在满足工作要求的前提下俭两齿轮的重量暨轶1,建立数学模型1确定设计变量和目标虫数取设计变量=,呆,气门二i人个,其中I为齿转模数,5为小齿轮齿数,94为齿宿系数诀个齿转分度四目径为4,大齿轮分栗国直径为山,齿转宿度为6.要求国标轮的重坤最轲,也就是要求余积最小,因此可建立目标出数动17-24td25宙齿数比=鲁v齿蕙系敷佣=乡目标出数转化
3、为1伟z史JGg-20+UJGcJip_sg279吴2279xxxe142确定红来条件(迅界红柱条件模数限制,2x10,会途动力,模数一舫应大于1。Sma-2mm限定2SXiS10)齿数限制,17xo35:芒窘根讥其龈数不应小于17,限定17Stus35:085,昌茬董鳌寞制8与加万.定的辆菠下,招大齿窄系数史路小资转直径和伦动64中t趾,陆何国闸速度,咖时齿审系数越大,教脱分布趣不沧匀,限定01掘触疲劳强度的限制5Cx)=i-oa=ZyZ:潮-oa50Q式中:q8为龄面接触疯劳强度;叉为教芷系数,K一148;2为节点区基系数,2g“25;Z为弹性影响系数,2z-489.8*36221023代
4、入以上参数得:&CP)=-5500弩曲疲劳强度的限制_二腭界罄】啡50p草曲疲劲薰应的限制a一d_嘉I-o0T式中,or为齿根空曲症劳弼度1为齿形系数;六为齿根应力挚正系数22123186_+2063,2=一圭3186+2.063-301794一3.01794222222704,一-197-_22704346iC+346珑=197-代入以上多数得-+2063|x(1.97-1Gafri)-29050古=444000|-国201754/丶T346口123186=444000x|一一一一02m-3.01794皋2.063y(】97一典浏(P8xJ-210502用MATLAB优化工具箱沥解1编写目标
5、击数m文件平仪文件名myfun保存在MATLAB目录下的work文件夹中。fmetionfonyfinG9R882790)3wxGJ3wxG:23编写非线性的李出数的m文件并以文件名mycon保存在MATLAB目录下的wotk文件夯中。ftmetionc.ceqlnyconl9)0-36221023(GDxQ3wGJ705.550nor301790083)(19Ta2T0ynJtsi6iWGDStGaox(引-20:GJ-H4000(25186182wQ)301794420G3J“(L9722701G2wQ)t346DGD3GJ2wxGJ210cerJ3)在命令窗口调用优化程序。X0-2.5,32,0.996初始点lbz2:17;0.896下弃ub=10;35:1勺96上界xtva=finincon(Gmyfun,x0.,lb,ub,mycom)运行结果如下:X一2.469132.94540.8057fyal=3.82876+005对人标准化后取为2.5,对齿数团整后取为33,齿宽系数取0.8。结论C19对比分析发现:在齿轮可靠性得到保证的前提下,优化后的目标值比原设计目标值减少24o9;(2优化结果表明:优化方案比给定方案节省来料,降佐成末,效英明显,对减运器设计其有良姗的参考价苞。
