基于MATLAB的偏心轮推杆行星传动参数的优化设计.pdfVIP

基于MATLAB的偏心轮推杆行星传动参数的优化设计★ 口 段海燕 口 陶栋材 湖南农业大学 工学院 长沙 410128 摘 要：以偏心轮推杆行星传动为研究对象，应用优化理论对其传动参数进行优化。以实际优化算例显示了优化方 法对于改善偏心轮推杆行星传动性能的有效性，为改进偏心轮推杆行星传动的设计方法，提高其产品设计质量及竞争力 提供 了技术支持 。 关键词：偏心轮推杆行星传动 传动参数 优化设计 中图分类号：TH132．425 文献标识码iA 文章编号：1000—4998(2009)09—0018—03 偏心轮推杆行星传动是一种 以组合活齿为传动构 件 的活齿少齿差行星齿轮传动装置 ，它具有传动 比大 、 传动效率高 、耐冲击且承载 能力强 、工艺简单等优点 ， 是一种很 有发展 前景 的减速 器 。但 在生 产过程 中发 现 ， 存在着不少理论和实 际的 问题需要解 决 ，其 中最 主要 的问题是如何合理选取组成减速器各构件 的尺寸 ，使 其 性 能得 到最 大 限度 的提 高 ，而 仅靠 传 统 的经 验 和类 比的设计 方法 是难 以解决这 些 问题 的 。为 了充 分 发挥 偏 心轮 推杆行 星传动 的潜 在效力 ，提 高产 品设计质 量 ， 本 文 在 对 偏 心轮推 杆 行 星传 动 运 动 机 理 分析 的基 础 上 ，建立 了用于偏 心轮推杆行星传动机构优化 的数学 模 型 ，并对其进 行优化设计计算 。 1 基本结构与传动原理 2．1 优 化 设 计 变 量 偏 心轮推杆行星传动 的基本结构如 图1所示 ，主要 由 内齿 圈 的齿形 曲线方 程 可 知 ，内齿 圈齿 形 曲线 由偏 心轮 、内齿 圈 、推杆 、内外滚柱 、传 动 圈组 成 ，其 中 的特 征参 数 是偏 心距 e、偏 心轮 半径 R、滚柱 半径 、 偏心轮 、传动圈和 内齿 圈的转动 中心重合 。其传动原理 推杆长度 和 内齿 圈齿数 z。当这5个特征参数确 定 为 ：若传动 圈固定 ，偏一t：-轮逆 时针转动 ，则推杆在传动 后 ，根 据 以上齿形 曲线 方程 ，内齿 圈 的齿 形 曲线 也就 随 圈的径 向槽 内伸 缩 ，从 而推 动 内齿 圈顺 时针方 向旋 转 ； 之确 定，同时其 它传 动件 的传动参 数也 随之确 定 。因此 若 内齿 圈固定 ，偏 心轮 逆 时针 转动 ，则推 杆在传 动 圈径 这 5个 特征 参 数确 定 为偏 心轮推 杆行 星传 动 的优 化设 向槽 内伸缩 的 同时 ，带动传动 圈逆 时针方 向旋转 。 计变量 ，这些参数 的大小决定 了偏 心轮推杆行星传动 由偏 心轮推 杆行 星传动 的结 构原理 得知 内齿 圈齿 的结 构尺 寸和传 动性 能 。 形是 外滚 柱高 副元素 的共轭 曲线 ，运用 高副低 代理 论 ， 经过分析知 ：内齿 圈齿数 只 由传动 比决定 ，而传 可 以建立活齿传动 的瞬时等效结构 ，由此得 出其机构 动 比是 已知 的参 数 ，故 内齿 圈齿 数 不 作 为优 化设计 的齿 形方 程为 ： 变 量 。因此 设 =(， )分别对