雙螺桿磨漿機傳動系統(tǒng)齒輪減重設(shè)計研究.pdf

1、雙螺桿磨漿機是一種新型資源節(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。傳動系統(tǒng)是雙螺桿磨漿機的關(guān)鍵部件之一，但目前主要通過類比法和經(jīng)驗法設(shè)計，使傳動系統(tǒng)的體積龐大，電機能耗較大，造成較為嚴重的材料消耗和能源浪費，因此有必要對雙螺桿磨漿機傳動系統(tǒng)齒輪進行減重設(shè)計研究。
　　 本文介紹了雙螺桿磨漿機及其傳動系統(tǒng)的發(fā)展狀況，闡述了傳動系統(tǒng)齒輪優(yōu)化設(shè)計的方法，詳細論述了輕型材料和結(jié)構(gòu)優(yōu)化在機械設(shè)備減重優(yōu)化設(shè)計中的應(yīng)用。通過分析各種減

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

3、最小為目標函數(shù)，體積函數(shù)為約束函數(shù)，使用ANSYS軟件對傳動系統(tǒng)中較大齒輪的幅板進行了結(jié)構(gòu)拓撲優(yōu)化設(shè)計，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，拓撲優(yōu)化后齒輪的重量和轉(zhuǎn)動慣量進一步減小，實現(xiàn)了對傳動系統(tǒng)中較大齒輪的減重設(shè)計?？紤]制造加工工藝要求，對拓撲優(yōu)化后大齒輪的幅板進行了結(jié)構(gòu)設(shè)計，并使用ANSYS對減重齒輪進行了靜力學和動態(tài)特性有限元分析，分析結(jié)果表明減重齒輪的靜強度和動態(tài)特性能夠滿足要求，驗證了齒輪幅板拓撲優(yōu)化的合