第17卷第3期機電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新Vol.17,No.32004年5月Development & Innovation of machinery & eletrical productsMay. ,2004銷齒傳動的優(yōu)化設(shè)計錢學(xué)毅(南平師范高等專科學(xué)校電子工程系,福建南平353000)摘要:對于普遍使用的漸開線圓柱齒輪傳動的計算機輔助優(yōu)化設(shè)計已多有研究,但對于應(yīng)用日漸廣泛的銷齒傳動的優(yōu)化設(shè)計報道甚少。本文對銷齒傳動的計算機輔助優(yōu)化設(shè)計作了初步探討,試圖對從事齒輪傳動設(shè)計的同仁能有所益處。關(guān)鍵詞:銷齒傳動;目標(biāo)函數(shù);約束條件;優(yōu)化設(shè)計中圖分類號: TH133 ; TP391.7文獻標(biāo)識碼: A文章編號 : 1002- -6673 ( 2004 ) 03-058- -03= [d,wc,Z,q,ef,e]0引言d,-銷齒直徑; c=d/p,p-齒距; Z- -齒輪齒數(shù);對于普遍使用的漸開線圓柱齒輪傳動的計算機輔助φ一齒輪齒寬系數(shù), φ=b/d,;b- 齒輪寬度;e=L/b,L-優(yōu)化設(shè)計已多有研究。銷齒傳動作為齒輪傳動的一種特銷齒計算長度;f=8/d, δ- -銷輪夾板厚度; ε-重合度。殊形式,由于銷輪的輪齒是銷形,所以與-般漸開線齒2建立目標(biāo)函數(shù)輪相比,它結(jié)構(gòu)簡單、加工容易、造價低、維修方便等優(yōu)點,故以銷輪代替尺寸較大的一般漸開線齒輪時,將將中心距a最小作為追求的目標(biāo)。目標(biāo)函數(shù):具有很大的經(jīng)濟性。特別是個別銷齒破壞時,只須個別i (X) =a=r+r2= (Z+Z) p/2π= (1+i) Zd/2πc更換，不致整個銷輪報廢。因此,銷齒傳動日漸廣泛地i一傳動比。.應(yīng)用于低速、重載的機械傳動和粉塵多、潤滑條件差等3確定約束條件工作環(huán)境較惡劣的場合中,如起重運輸、化工、冶金、礦山乃至游樂園等部門的-些低速而大型的機械設(shè)備。3.1按接觸 強度條件確定銷齒直徑d,目前,銷齒傳動的設(shè)計仍沿用傳統(tǒng)的試湊法進行。即對銷齒傳動的基本參數(shù)中的一部分首先進行估算,在d,≥843VTipZ1φ [σn]估算的基礎(chǔ)上再進行試算。如果試算的結(jié)果滿足約束條d,-843ψζσστ≥0Tad.(1)件,則基本參數(shù)即為所求。在此基礎(chǔ)上再進行幾何尺寸計算。如果不滿足約束條件,則須重新估算和試算。如3.2按彎曲強度校核dp此反復(fù),直到滿足約束條件為止。這種傳統(tǒng)的試湊法,齒輪輪齒驗算:除反復(fù)計算的勞累和費時外,也很難得到-個最佳的設(shè)σn= 16f1≤[σr] ( MPa)計結(jié)果。如何利用計算機輔助手段優(yōu)化設(shè)計出結(jié)構(gòu)最緊湊、用料最省、成本最低、工作性能最好,即技術(shù)經(jīng)濟[σm].16F_≥0效果最佳的銷齒傳動機構(gòu),本文做了初步探討。[σrl]16F-≥0(2)作者采用約束最優(yōu)化方法中的復(fù)合形法川對銷齒φd,傳動進行最優(yōu)化設(shè)計。銷輪銷齒驗算:1選 取設(shè)計變量( dp.c,Z,f,e)2.5F, (L-號)∈[σr2]X= [x,xX,xsX,x]'[σ2].2.5Frod, (e-))≥0(3)d。收稿日期: 2004 -03- -24夾板擠壓強度驗算:作者簡介:錢學(xué)毅(1954-),男,副教授。發(fā)表相關(guān)論文十中國煤化工余篇。主要從事機械設(shè)計及機械傳動優(yōu)化設(shè)計的教學(xué)和科研σmF2d.δ工作。Tel :0599-8631063 (O)YHCNMH G58. 制造業(yè)信息化[σ,J] -元≥0(4)0.25≤f≤0.5(8)0.4≤c≤0.5(9)3.3限定設(shè)計變量的上下界20≤d,∈50( 10)根據(jù)有關(guān)資料規(guī)定四推薦及工程經(jīng)驗確定設(shè)計變d,-銷齒直徑,由強度條件決定。根據(jù)工程經(jīng)驗和量的上下界:具體實例估定上下界。9≤Z≤18.(5)1.1≤ε≤1.65 .(11)1.5≤φ≤2.5(6)共計11 個約束條件。1.2≤e≤1.6(7)迭代步驟及框圖見圖1。輸入:變量數(shù)目n,收斂精度ε,反映精度ξ,變量上下界X()max.x ( min ...... m),初始復(fù)合形頂點數(shù)目k=2n,定義可行點數(shù)組x 6.) (2.... n.i-k+2)和目標(biāo)函數(shù)數(shù)組f @m) .m=k+2N，利用隨機數(shù)r隨機產(chǎn)生第- -個頂點xxθ_tr;(x i>< x 是可行點?>max-x 0) ) =x ._=.....L+1=L+求中心點Y去Ex=X號(X+X)=X1l|r利用隨機數(shù)川產(chǎn)生第L+1個"是可行點?頂點，x(j)一號(x ().=K?是可行點之max-x i)→xYN計算復(fù)合形所有頂點處的目標(biāo)函數(shù)值及最差點值f (X' ) =muxf (x)取X州為上界,X為下界,X(j) =X(=1.2-. .川尋求反映點(除最差點x以外的各頂點的中心點)大( Ex-X)→X計算各頂點及中點函數(shù)值fX) sXm)或f (X)在復(fù)合形中尋求最好的頂點。到是可行點》>X.f (X) =minf (X)↓r叫(()1)e31.3=反映系數(shù) a作X:對X山的反映點X輸出xjf° (X*)+、Xita (x*-8)→X(j=1.2.... ...川)↓號→a的是可行點?>nd構(gòu)成新的復(fù)合形,尋求新的反映點計算f(X找出次差點4YT(X)