基于效率提升的齿轮传动参数优化设计

苏睿; 李刚俊; 李华志; 刘平平; 黄杨森

doi:10.16578/j.issn.1004.2539.2020.11.008

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基于效率提升的齿轮传动参数优化设计

设计计算 | 更新时间：2022-11-10

- 基于效率提升的齿轮传动参数优化设计
- Optimization Design of Gear Transmission Parameter based on Efficiency Improvement
- 机械传动 2020年44卷第11期页码：49-52
- 作者机构：
  
  1.成都工业学院智能制造学院，四川成都 611730
  2.东方电气风电有限公司，四川德阳 618099
- 作者简介：
  
  苏睿（1988— ），男，四川遂宁人，博士，副教授，主要研究方向为机械传动。
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金(51705041);四川省科技支撑计划(2015GZ0340);引进人才科研启动项目(2017RC007)
- DOI：10.16578/j.issn.1004.2539.2020.11.008
  中图分类号：
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苏睿,李刚俊,李华志等.基于效率提升的齿轮传动参数优化设计[J].机械传动,2020,44(11):49-52.

Su Rui,Li Gangjun,Li Huazhi,et al.Optimization Design of Gear Transmission Parameter based on Efficiency Improvement[J].Journal of Mechanical Transmission,2020,44(11):49-52.
苏睿,李刚俊,李华志等.基于效率提升的齿轮传动参数优化设计[J].机械传动,2020,44(11):49-52. DOI： 10.16578/j.issn.1004.2539.2020.11.008.

Su Rui,Li Gangjun,Li Huazhi,et al.Optimization Design of Gear Transmission Parameter based on Efficiency Improvement[J].Journal of Mechanical Transmission,2020,44(11):49-52. DOI： 10.16578/j.issn.1004.2539.2020.11.008.

摘要

分别计算了齿轮副的啮合点在节点左右两侧的瞬时啮合效率，按啮合线长度进行积分，得到齿轮副在啮入至啮出过程的平均传动效率表达式，该表达式的自变量包括主动轮齿数,z,1,、传动比,i,、摩擦因数,f,以及压力角,α,。分别针对单级圆柱直齿轮传动和二级圆锥-圆柱齿轮传动的参数进行优化设计，以啮合过程平均效率最大为目标函数，采用惩罚函数外点法计算，参照优化结果设计并制造了一台二级圆锥-圆柱减速器，在不同试验项目下进行检验，其传动效率不低于94%，验证了参数优化设计的正确性。

Abstract

The instantaneous meshing efficiency on both sides of the nodes of the gear is calculated respectively. The integral along the length of thread engagement is calculated for the average transmission efficiency expression of gear in meshing process. The expression of the independent variables including active tooth number z1， the transmission ratio i， the friction coefficient f and pressure angle α. The optimized design for the gear parameters of single stage cylindrical gear and two stages cone-cylindrical is carried out respectively. Taking the average efficiency to be the maximum as optimizing object， the penalty function calculation method is adopted. Considering the optimization results， a two stage cone-cylindrical reducer is built and its efficiency is above 94%. The correctness of the parameter optimization design is verified.

关键词

瞬时啮合效率单级圆柱齿轮二级圆锥-圆柱齿轮优化计算

Keywords

Instantaneous meshing efficiencySingle stage cylindrical gearTwo stages cone-cylindricalOptimal computation

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