MATLAB蜗杆传动优化设计

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1、基于MATLAB的蜗杆传动优化设计作者：贾毅朝， 曲尔光， 张慧鹏， JIA Yi-chao， QU Er-guang， ZHANG Hui-peng作者单位：运城学院,机电工程系,山西,运城,044000 刊名：组合机床与自动化加工技术英文刊名：MODULAR MACHINE TOOL & AUTOMATIC MANUFACTURING TECHNIQUE 年，卷(期)：2010，(5)被引用次数：0次参考文献(10条)1.王沫然 MATLAB与科学计算 20032.张慧鹏 基于MATLAB的无心磨削参数工艺优化期刊论文-组合机床与自动化加工技术 2009(10)3.周卿.赵韩.吴振华.张建

2、国 基于UG/OPEN API的蜗杆传动参数化系统开发期刊论文-机械传动 2008(3)4.叶又东.肖华.王波 普通圆柱蜗杆传动的模糊优化设计期刊论文-机械制造与自动化 2004(4)5.郭仁生.苏君.卢洪胜 优化设计应用 20036.刘洁 涡轮蜗杆传动优化设计研究 2008(2)7.宋俐.魏锋涛.石坤 基于灰色聚类法的蜗杆传动多目标优化设计期刊论文-机械科学与技术 2007(7)8.邓晓红 蜗杆传动的优化设计期刊论文-淮海工学院学报（自然科学版） 2005(4)9.陆萍 机械设计基础 200310.邱宣怀 机械设计 2004相似文献(10条)1.期刊论文 张佳佳.孟津.彭利平.ZHANG J

3、ia-jia.MENG Jin.PENG Li-ping 基于Matlab的普通圆柱蜗杆传动的 GUI设计 -煤矿机械2010,31(9)针对目前通用的普通圆柱蜗杆传动的两大主体,按符合蜗轮齿面接触疲劳强度、蜗轮轮齿弯曲强度及蜗杆刚度的三重准则进行了传动设计,并绘制设 计流程图;基于此,运用Matlab软件进行了设计过程的图形用户界面(GUI)的实现,避免了传统方法中VB或C语言调用Matlab计算引擎时的接口连接问题;最 后,给出了一个设计实例,证明了该GUI便于工程应用,能够在重复设计过程中减轻设计人员的劳动量,减少设计错误率,从而提高工作效率.2.期刊论文 游斌弟.赖一楠.于浩楠.YOU

4、 Bin-di.LAI Yi-nan.YU Hao-nan 蜗杆传动的多目标模糊优化及Matlab算 法实现 -哈尔滨理工大学学报2006,11(6)将多目标模糊优化设计应用于普通圆柱蜗杆传动设计.以普通圆柱蜗杆传动的蜗杆头数、模数、直径系数为设计变量,以蜗轮齿冠体积最小,蜗杆刚度最大,即蜗杆轴的挠曲量最小为目标函数,建立了蜗杆传动多目标模糊优化的数学模型和求解优化问题的基本思路及方法.应用Matlab优化工具箱实现多目 标模糊优化的算法,编写了实现蜗杆传动多目标模糊优化程序,得出最优解,与原设计方案相比,体积下降36.72%,蜗杆轴挠度下降了84.48%,显著提高了传 动刚度.3.学位论文

5、王凯 无侧隙双滚子包络环面蜗杆传动的CAD系统开发 2009无侧隙双滚子包络环面蜗杆传动，是一种新型滚子包络环面蜗杆传动，它由双滚子蜗轮及其包络的环面蜗杆组成，具有效率高、承载能力大、无侧 隙的优点。开展这种蜗杆传动的研究对开发研制一种高效、重载的无侧隙蜗杆传动装置具有重要的理论意义和实用价值。本文从啮合理论、啮合性能分 析、数字化设计等几个方面对无侧隙双滚子包络环面蜗杆传动进行了研究。根据微分几何和齿轮啮合原理，建立了无侧隙双滚子包络环面蜗杆传动的啮合方程和蜗杆齿面方程，并推导了诱导法曲率、润滑角、自转角和相对 卷吸速度等齿面接触参数的计算公式以及蜗杆齿面一界曲线方程。为蜗杆副的三维数字化造

6、型打下基础。基于双滚子包络环面蜗杆传动的啮合性能参数计算公式，应用MATLAB软件编制程序，对传动的啮合性能进行研究。在此基础上，基于MATLAB GUI工 具开发了传动的啮合性能分析软件包，该软件包快速有效地生成蜗杆左齿面、右齿面、全齿面以及接触线、润滑角、诱导法曲率、自转角、相对卷吸速 度等性能参数的分析。设计者借助于该分析软件，能够快速、有效地选择双滚子包络环面蜗杆传动的啮合参数。研究了在Pro/E中，无侧隙双滚子包络环面蜗杆传动的三维建模方法和过程。以VC+60为开发平台，设计友好的用户界面，并结合Pro/E自带的二 次开发工具包Pro/TOOLKIT，在Visual C+60环境中编

7、译Pro/Toolkit应用程序，成功驱动实体模型，实现了无侧隙双滚子包络环面蜗杆传动的参数化 设计。满足了模型精度和建模速度两方面的要求，实现了对样板模型的参数交互、再生、显示和修改。4.学位论文 刘鹏飞 TI蜗杆传动的有限元建模及分析 2007渐开螺旋面包络环面蜗杆传动简称为TI蜗杆传动。根据包络次数TI蜗杆传动可以分为一次包络TI蜗杆传动和二次包络TI蜗杆传动。在一次包络TI蜗 杆传动中，蜗轮是一个普通的渐开线斜齿圆柱齿轮，蜗杆则是由渐开线斜齿圆柱齿轮包络而成的。对TI蜗杆传动进行有限元分析，得到的结果可以直接 指导修形从而更大地发挥TI蜗杆传动的优势，因此具有重要意义。主要对一次包络T

8、I蜗杆传动建立数学模型进而在ANSYS中建立有限元模型并进行传动接触状态的分析，讨论了四种安装误差对TI蜗杆传动的影响。具 体研究内容如下：根据啮合原理和微分几何原理，借助坐标变换公式，由渐开线的公式最终推导出TI蜗杆的齿面方程，建立了TI蜗杆传动的数学模型，为建立TI蜗杆 传动的有限元模型提供了可能。由于TI蜗杆齿面复杂，直接在有限元软件ANSYS中建模比较困难。综合利用了Matlab、Pro/e和ANSYS三种软件，提出了一种新的建模方法。这种方法 尽可能地避免了人工数据输入，最大可能地实现了建模过程的参数化，可以根据需要调整模型的精度，适用于复杂曲面的建模。空间形体的面一面接触分析是一种

9、比较困难的分析，它涉及到摩擦、初始接触状态、各个参数的选取等方面。讨论了面一面接触分析的基本步骤、 各个参数的选取原则、网格划分方式、加载方式等。分析结果表明在TI蜗杆传动中接触表面有适当的载荷分布，可以承受较大的载荷，是一种很有前途的传动方式。 在标准安装情况下接触分析的基础上,讨论了在TI蜗杆传动的装配过程中四种安装误差对传动的影响，比较了各种安装误差对接触区域和接触应力的影响情况。研究结果对于合理控制TI蜗杆传动的安装误差具有重要意义。5.期刊论文 袁雄.滕召金.陶栋材.YUAN Xiong.TENG Zhao-jin.TAO Dong-cai 基于MATLAB的搅拌机蜗杆传动的优化 设

10、计 -湖南农业大学学报(自然科学版)2007,33(1)分析了HWL搅拌机目前存在的主要问题.在满足搅拌机工作要求的情况下,通过选取合理的设计变量和确定约束函数,建立了以蜗杆传动中心距为研究 对象的优化设计数学模型,并用MATLAB算法进行了求解.计算结果表明:新的设计方案使蜗杆传动的中心距下降了20%,能缩短蜗杆传动零部件的采购周期,从而节省大量原材料和生产成本.6.学位论文 杨朝丽 平面二次包络环面蜗杆传动的运动分析与模糊优化研究 2003该文以平面二次包络环面蜗传动为主要研究对象,建立了平面二次包络环面蜗杆传动的运动学分析模型,分析了平面二次包络环面蜗杆传动啮合点的 运动状态、啮合点各方

11、向的速度、各方向上啮合力的分力.并应用Matlab语方编制了对啮合点的运动轨迹程序,啮合点各分力和运动速度的变化规律曲线 程序.应用solidege三维实体造型软件,进行平面二次包络环面蜗杆传动的运动状态的动态仿真,模拟了平面二次包络环面蜗杆传动的运动状态,再现了蜗 杆啮合的运动状态的仿真.应用模糊数学理论和方法,结合机械优化设计方法,建立了机械结构模糊优化设计的数学模型.采用Visual Basic(6.0)语言,编 制了以传效率最高、空间结构尺寸最小的单目标模糊优化、以及上述两上目标的加权综合多目标的模糊优化;约束条件综合考虑蜗杆的接触强度、弯曲强 度以及刚度,空间结构尺寸等,并采用斜线法

12、对约束条件进行了模糊处理的模糊优化设计程序.该优化设计程序不仅适应于平面二次包络环面蜗杆传动的模 糊优化,而且可以改变模糊因子的大小,控制约束条件的模糊程度,甚至变换为常规的优化设计程序,程序的适用的范围较广,以某橡胶厂轮胎硫化机弧面蜗 杆减速器为例,验证了该模糊优化设计程序,结果表明该程序运算准确可靠,优化结果可行.论文对平面二次包络环面蜗杆传动中的运动问题和模糊优化设 计问题进行了有益的探索,取得了一定的结论,但限于其他原因,研究的结果与工程应用还有一定的距离.7.期刊论文 林小哲.王耘.胡树根.LIN Xiao-zhe.WANG Yun.HU Shu-gen 应用UG和Matlab实现蜗

13、杆传动优化设计 - 机电工程2008,25(6)蜗轮蜗杆机构是常见的机械传动机构,应用广泛,其复杂的齿面形状使得蜗杆传动机构的设计计算和造型均较为麻烦.Matlab是出色的科学计算软件,而UniGraphic (UG)具有强大的建模功能,两者在机械领域都有着广泛的应用.为完成蜗杆传动机构的设计,综合利用了两软件的特色功能,首先利用UG完 成蜗轮蜗杆机构的初步设计,建立其实体模型;同时利用Matlab优化工具箱完成蜗杆传动的优化设计,得到优化结果;并成功建立优化结果与模型的连接,实 现模型的更新.8.学位论文 姜睿 计算机造型技术在平面二次包络环面蜗杆传动中的应用研究 2000该文首先在空间啮合原理及微分几何的理论基础上对蜗杆、蜗轮的齿面方程进行了严格的数学推导,并在此基础上利用可视化技术将模型表达为三维 线条图.然后将在三坐标测量仪上测得的数据经测头半径处理后也用可视化的方法表达出来,后对理论模型和