優(yōu)化設(shè)計總結(jié)與工程實例(編輯修改稿)
2025-03-03 11:56 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 , ( 10 ) , ,( ) / 4 , ( ) / 4 ,( ) ( ) / 4 ( 4 ) / 4 ,( ) / 4 2ggd m z d m z mD m z i m d dd m z i m d c BV d d BV d d BV D d B c d cV l d d????????? ? ?? ? ? ?????? ? ? ?? ? ?39。 2 39。 21280 / 4 320 / 4dd?? ?， ， 于是 該減速器 的 齒輪與軸的體積之和 則為 1 2 3 4V V V V V? ? ? ? 從上述 計算 齒輪減速器體積 （ 簡化為齒輪和軸的體積 ） 的 基本 公式 中可知 ， 體積 V 取決于： 齒輪寬度 B、小齒輪齒數(shù) z模數(shù) m、軸的支承跨距 、 主動軸直徑 、從動軸直徑 和傳動比 等 7個參數(shù)。 其中 傳動比 為 常量 ，由已知條件給定。 l39。1d 39。2dii(2) 確定設(shè)計變量 所以， 該優(yōu)化設(shè)計問題 可取 設(shè)計變量 為 以齒輪減速器的 重量最輕 為優(yōu)化目標 ， 而此 減速器的重量 可以一對齒輪 和 兩根軸 的 重量之和 近似求出 。 由此 ， 減速器的重量 ， 因鋼的 密度 為常數(shù) ， 所以可取 減速器的體積 為 目標函數(shù) 。 將 設(shè)計變量 代入減速器的 體積公式 ， 經(jīng)整理后得 目標函數(shù) 為： 1 2 3 4()W V V V V ?? ? ? ?1 2 3 42 2 2 21 2 3 1 2 3 1 3221 6 1 5 1 2 3 6 1 3 62 2 2 24 5 4 6 5 6() ( 85 85 280 320 )f X V V V V Vx x x x x x x xx x x x x x x x x x xx x x x x x? ? ? ? ?? ? ?? ? ? ?? ? ? ??(3) 建立目標函數(shù) 1） 為 避免發(fā)生根切 ， 小齒輪的齒數(shù) 不應(yīng)小于最小齒數(shù) ， 即 ， 于是得 約束條件 1z minz1 m in 17zz??12( ) 17 0g X x? ? ? 2） 傳遞動力 的齒輪 ， 要求 齒輪模數(shù) 一般應(yīng)大于 2mm， 故得 23( ) 2 0g X x? ? ? 本問題 的 約束條件 ，由 強度條件 、 剛度條件 、 結(jié)構(gòu)工藝條件 和參數(shù)限制條件 等組成。 (4) 確定約束條件 3）根據(jù)設(shè)計經(jīng)驗，主、從動軸的 直徑范圍 ?。? 1215 0 m m 10 0 m m, 20 0 m m 13 0 m mdd??? ? ? ?則 軸直徑約束 為 3 5 4 55 6 6 6( ) 100 0 , ( ) 150 0( ) 130 0 , ( ) 200 0g X x g X xg X x g X x? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? 4）為了保證齒輪承載能力，且 避免載荷沿齒寬分布嚴重不均 ， 要求 ，由此得 5）根據(jù) 工藝裝備條件 ，要求 大齒輪直徑 不得超過 1500mm， 若 i =5，則 小齒輪直徑 不能超過 300 mm，即 ， 寫成 約束條件 為 03001 ??d ? ?121( 1 )670HHi K TB d i?????6）按齒輪的齒面接觸強度條件，有 式中， 。 將以上各參數(shù)代入上式， 整理后 可得 接觸應(yīng)力約束條件 ? ? 21 267 400 0 N m m , , 855 .5 N /m mHTK ?? ? ?取? ?FF mYBd KT ?? ??11212212267400 0 N m m , , N /m m , N /m mFFTK??? ? ???21, YY7）按齒輪的齒根彎曲疲勞強度條件，有 若取 若大、小齒輪齒形系數(shù)
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