雙螺桿磨漿機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)齒輪減重設(shè)計(jì)研究.pdf

1、雙螺桿磨漿機(jī)是一種新型資源節(jié)約型磨漿設(shè)備，具有優(yōu)良的特性和廣闊的應(yīng)用前景。傳動(dòng)系統(tǒng)是雙螺桿磨漿機(jī)的關(guān)鍵部件之一，但目前主要通過類比法和經(jīng)驗(yàn)法設(shè)計(jì)，使傳動(dòng)系統(tǒng)的體積龐大，電機(jī)能耗較大，造成較為嚴(yán)重的材料消耗和能源浪費(fèi)，因此有必要對雙螺桿磨漿機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)齒輪進(jìn)行減重設(shè)計(jì)研究。
　　 本文介紹了雙螺桿磨漿機(jī)及其傳動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顩r，闡述了傳動(dòng)系統(tǒng)齒輪優(yōu)化設(shè)計(jì)的方法，詳細(xì)論述了輕型材料和結(jié)構(gòu)優(yōu)化在機(jī)械設(shè)備減重優(yōu)化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。通過分析各種減

2、重設(shè)計(jì)方法，根據(jù)雙螺桿磨漿機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的實(shí)際設(shè)計(jì)要求，提出傳動(dòng)系統(tǒng)減重設(shè)計(jì)方案。通過對現(xiàn)有多級齒輪傳動(dòng)箱傳動(dòng)比設(shè)計(jì)方法的分析，建立了以傳動(dòng)系統(tǒng)齒輪體積之和與輸入軸當(dāng)量轉(zhuǎn)動(dòng)慣量同時(shí)最小為目標(biāo)函數(shù)的多目標(biāo)優(yōu)化模型，確定了設(shè)計(jì)變量和約束條件，使用MATLAB優(yōu)化工具箱進(jìn)行了多目標(biāo)優(yōu)化求解，合理地分配了傳動(dòng)系統(tǒng)各級傳動(dòng)比，優(yōu)化了齒輪設(shè)計(jì)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)了對傳動(dòng)系統(tǒng)的減重設(shè)計(jì)。在齒輪參數(shù)多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，通過對齒輪所受載荷進(jìn)行適當(dāng)處理，定義齒輪的柔度

3、最小為目標(biāo)函數(shù)，體積函數(shù)為約束函數(shù)，使用ANSYS軟件對傳動(dòng)系統(tǒng)中較大齒輪的幅板進(jìn)行了結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)，獲得了材料在幅板上的最佳分布。與手冊推薦的齒輪結(jié)構(gòu)相比，拓?fù)鋬?yōu)化后齒輪的重量和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量進(jìn)一步減小，實(shí)現(xiàn)了對傳動(dòng)系統(tǒng)中較大齒輪的減重設(shè)計(jì)。考慮制造加工工藝要求，對拓?fù)鋬?yōu)化后大齒輪的幅板進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并使用ANSYS對減重齒輪進(jìn)行了靜力學(xué)和動(dòng)態(tài)特性有限元分析，分析結(jié)果表明減重齒輪的靜強(qiáng)度和動(dòng)態(tài)特性能夠滿足要求，驗(yàn)證了齒輪幅板拓?fù)鋬?yōu)化的合