区域惯性矩matlab,基于MATLAB算法的圆柱齿轮减速器优化设计

浙江理工大学学报,第23卷,第3期,2006年9月

Journa l of Zhe ji a ng Sci 2Tech University

V o.l 23,No .3,Sep.t 2006

文章编号:167323851(2006)0320321205

收稿日期:2006-03-23

作者简介:叶秉良(1972- ),男,浙江东阳人,硕士,讲师,从事机械设计与制造研究。基于MATL AB 算法的圆柱齿轮减速器优化设计

叶秉良

(浙江理工大学机械与自动控制学院,杭州310018)

摘要:在系统研究圆柱齿轮减速器优化设计目标函数建立、设计变量选取和约束条件确定的基础上,建立其优化设计数学模型,然后采用MATLAB 算法求解该优化问题。优化结果表明采用MATL AB 算法求解优化设计问题,不仅算法可靠有效,而且编写程序比较简单,设计效率能够得以提高。该研究方法在解决其他机械优化设计问题时也同样适用。

关键词:MATL AB ;圆柱齿轮减速器;优化设计

中图分类号:T H 122 文献标识码:A

0 前言

圆柱齿轮减速器被广泛地应用于各类机械产品和装备中,因此,研究提高其承载能力,延长其使用寿命,减小其体积和质量等问题,具有重要的经济意义。对减速器进行优化设计,选择其最佳参数是提高承载能力、减轻重量和降低成本等各项指标的一种重要途径。本文以单级直齿圆柱齿轮减速器为研究对象,选择其体积最小为优化设计目标,建立优化设计数学模型,并利用MATL AB 优化工具箱进行求解。

1 数学模型的建立

1.1 已知参数

图1所示为单级直齿圆柱齿轮减速器的结构简图,现要求在保证承载能力的条件下,以体积最小为目标进行优化设计。已知:输入功率P =280k W,小齿轮转速n 1=980r/m i n ,传动比i =5,齿轮的许用接触应力

[R H ]=855MPa

,许用弯曲应力[R F 1]=261MPa ,[R F 2]=213MPa ;轴的许用弯曲应力[R b ]=55MPa 。配对齿轮的结构和各部分尺寸的符号如图2所示(尺寸单位为c m)

。

图1 单级直齿圆柱齿轮减速器的结构简图

图2 齿轮结构图

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