蜗杆传动的多目标满意优化设计.pdfVIP

t机械设计)2001年7月 专题论文 机械侍动177 蜗杆传动的多目标满意优化设计+ 姚新胜1，关立文2田志刚2孙占全2，黄洪钟2 ～ (】．西南交通大学机械工程学院，四川成都61003]；2．大连理工大学) 摘要：蜗杆侍动作为一种常用的传动暮王，应用很广，通常的设计方法是通过试探法或单目标忱化进行 的．不坶睬证整个系统最佳．本文利用基于满意度原理的多日标优化方法对蜗轩传动进行了优化谩计．计算 实例表明：本文提出的方法实用有效． 关键词，满老度原理；满意优化；多目标优化；蜗抨传动 求的体积目标。 1前言 蜗杆与蜗轮可用来传递空间两交错轴之间的运动 依文献[2】，取口=0．67m(q+2)， 和动力．由于蜗杆传动结构紧凑、传动比大和工作平 ￡=(13+0止，)_，将式整理为 稳．因此它被广泛应用于多种机械中。传统的设计通 过试凑法或简单的单目标优化进行，设计出来的减速 (2)取发热量及磨损量最小为效率最高的分目标 器在体积、效率和工作可靠性方面可能部不是最优或 函数。 只是一个目标最优，但总体不是最佳状态．本文所介 心-赫丽-黼i厨哥 绍的基于满意度的多目标优化设计方法可设计出获得 2．2约束条件 具体用途的减速机．同时使体积和效率要求达到满意。 在进行蜗杆传动设计时，除满足强度和刚度等性 2模型建立 能方面要求外，还要正确选择m、q、z等参数。 (1)对蜗轮齿面的疲劳强度要求 设计用于普通带式输送机的轴交角为90。的圆柱 蜗轮齿面的接触疲劳强度应满足的条件为 蜗杆传动。已知参数：输入功率P=8．8kW；蜗杆转速 ％t以z，厄ij万‘叫。 为H．=960r／rain；传动比i=18。由电机驱动，载荷平 (2)对蜗轮轮齿的弯曲强度要求 稳。蜗杆材料为20Ct．渗碳淬硬，表面硬度为m屺西8。 轮齿齿根弯曲强度主要与模数m和齿宽毋这两个 蜗轮材料为ZQSnlO．1．离心铸造。蜗杆减速器每日工 参数有关，应该满足： 作8h。全年按300个工作日计算，要求工作寿命不低 警砒 于10年。 其他使用符号说明：r为减速器体积，m为蜗杆 (3)对蜗杆轴的刚度要求 轴向和蜗轮端面模数，：，为蜗杆头数．≈为蜗轮齿数， 若蜗杆轴的刚度不足，将严重影响蜗杆轮齿的正 q为蜗杆直径系数．i为公称传动比，口为蜗轮轮缘宽 常啮合，造成俯载而加剧磨损．应该满足： 度．占2为蜗轮齿宽，L为蜗杆螺纹长度，n为蜗杆中圆 ，。虹：蔓生【门 直径，乃为蜗轮转矩．厅I为蜗杆圆周力。，，I为蜗杆径 ●龃-』 向力，忍为蜗轮圆周力，肠为外部动裁荷系数，西 (4)模数Ⅲ的选择 为材料弹性系数，z，为接触系数，蜀为蜗杆材料弹性 模数作为主要的设计参数，对蜗杆传动的几何尺 模量，，为蜗杆轴危险截面处的惯性矩，上为轴承之间 寸、强度等有直接影响。在标准压力角204的情况下， 的跨距，伪导程角，们为许用挠度，【卅。为许用接触 应尽可能选择标准模数。由于传递功率不大，选取【2， 应力．『J1，为许用弯曲应力。