基于MATLAB的少齿差行星减速机的优化设计研究-文献综述

1基于MATLAB的少齿差行星减速机的优化设计研究摘要：本文分析了现有的少齿差行星减速机在结构上存在的缺陷，对一种新型少齿差行星减速机进行了动力分析，计算分析得出环板偏心之间相位差为180能够使减速机的惯性力和惯性力矩达到完全平衡。利用工程设计软件SOLIDWORKS进行了实体建模，效果比较好。根据减速机的工作特点和设计要求，对减速机进行了模糊可靠性分析，建立了减速机的可靠性数学模型，将减速机的模糊优化模型转化为常规的优化模型，并利用工程软件MATLAB对减速机进行了优化计算。关键词：少齿差；减速机；模糊可靠性；优化设计LesstoothdifferencedplanetarygearreducerbasedonMATLABoptimizationdesignresearchAbstract:Thepassageanalyzestheexistinglesstoothdifferencedplanetaryreducerdefectsinthestructure,anewtypeoflesstoothdifferencedplanetaryreducerhascarriedonthedynamicanalysis,calculationandanalysisoftheringplateis180phasedifferencebetweentheeccentricreduceroftheinertiaforceandinertiamomentreachfullbalance.IcarriedontheentitymodelingbyusingengineeringdesignsoftwareSOLIDWORKS,theeffectisbetter.Accordingtotheworkingcharacteristicsofthespeedreducerandthedesignrequirements,thefuzzyreliabilityanalysiswascarriedout,reducerreliabilitymathmodelisestablished,thespeedreducerofthefuzzyoptimizationmodelintoconventionaloptimizationmodel,andbyusingtheengineeringsoftwareMATLABreducer,theoptimizationcalculationKeywords:fewertooth;differencereducer;fuzzyreliability;optimizationdesign1三环减速器的工作原理三环减速器结构如图1所示，动力由两根高速轴3输入，高速轴3转动时，其上的三个偏心轴各带动一块传动板2，传动板2上的内齿轮中心线绕低速轴2的中心线旋转，旋向与高速轴3相反。三环减速器传动如图2所示，由于高速轴3上的三个偏心互成，三个传动板1上120的齿的中心线必须互错个齿。当齿侧间隙时，三块环板上的齿就会和低速13/2轴上齿轮的齿相互干涉不能传动；而当齿侧间隙时，三块环板上的内齿不能/21.461248412=155（4）1.398617（6）13.9860.995即：=()0.995（11）（2）可靠性模糊优化模型的转化根据模糊数学的基本原理，将模糊约束条件转换为常规可靠性模型，因此其目标函数和约束条件为：min()=432122422=52912216002（12）21xmBX（13）s.t.64212292664.7(41222214+3.091107)121.56（14）2.8315.22（15）14.175241.76（16）（3）调用MATLAB中的fmincon优化工具箱进行优化，使减速机的参数更合理，结构更加紧凑（4）优化结果分析优化前后参数比较：模数圆整为3.0mm，齿宽圆整为23，圆整后2.1847e+005=表4计算前后比较6优化项目优化前优化后优化效果B（齿宽）28mm23mm21.4%M（模数）3.5mm3.0mm14.3%齿轮体积4.292910532.1847105349%由表可以看出，齿轮的齿宽减小21.4、模数减小14.3、体积均减小14.3%，效果比%较好，达到了预期的目的。4新型少齿差减速机的实体建模用工程软件SOLIDWORKS对该减速机进行实体建模，并进行运动仿真，比较直观的反映了减速机在实际工作中的情况，同时，在用MATLAB进行优化后不仅减速机的结构更加紧凑，而且传动过程中的没有出现干涉现象，传动连续平稳，效果比较好。少齿差行星传动部分的装配体如图5所示图5少齿差行星传动部分的装配体5结论通过MATLAB软件对对该减速机的参数进行优化，并且用SOLIDWORK进行实体建模，在没有改变传动特性的前提下，使减速机的结构更加紧凑，体积更小。通过运动仿真，传动过程中的没有出现干涉现象，传动连续平稳，效果比较好。参考文献1朱也莉，SOLIDWORKS标准教程M，中国铁道出版社，201272蔡学熙，现代机械设计方法实用手册M，化学工业出版社，2004.33杨廷栋，渐开线齿轮行星传动M，成都科技大学出版社，1986.74冯澄宙，渐开线少齿差行星传动M，人民教育出版社，19825陈举华，机械机构模糊优化设计方法M，机械工业出版社，20026刘宏增，SOLIDWORKS虚拟设计与装配M，中国铁道出版社，20047夏友山，三环减速器的动力学性能研究D，东北石油大学硕士论文，21038黄华梁，彭文生，机械设计基础M，第三版，高等教育出版社，20019孙恒、陈作模，机械原理