2011年4月

第47卷第2期航空精密制造技术

AVIATIONPRECISIONMANUFACTURINGTECHNOLOGYApr2011Vol．47No．2

方舱机械结构中齿轮传动的最优设计

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蔡苏宁，赵征，王艳芳

(1．陕西工业职业技术学院机械工程系，咸阳712000

2．航天科工集团二院210所，西安710065)

［摘要］针对大尺寸方舱机械结构中大量采用的齿轮传动模式，建立斜齿圆柱齿轮传动的优化设计的数学模型，借助于MATLAB软件优化工具箱寻求最优解的计算，得到了满足实际需要的最优化参数，齿轮的体积和质量达到了最小，完全满足了使用要求。

［关键词］齿轮传动;MATLAB;优化设计［TH132．41中图分类号］

［A文献标识码］

［1003－5451(2011)02－0060－03文章编号］

OptimizationDesignofGearTransmissioninShelter

CAISu－ning1，ZHAOZheng2，WANGYan－fang1

(1．MechnicalEngineeringDepartmentofShanxiPolytechnicalInstitute，ShanxiXianyang712000710065)2．No．210InstituteofSecondAcademyofChinaAerospaceScience＆IndustryCorp，Xi＇an，

［Abstract］Aimedatthemechanismstructureusedintheshelter，theoptimizationdesignofgeartransmissionwasintroduced．ThemathematicalmodelofhelicalgeartransmissionsystemwasestablishedandtheoptimizationdesignwaspresentedwiththehelpofMAT-LABoptimizationtoolbox．Theresultsshowthatthevolumeofgearwasdecreasedtotheminimumafteroptimizationandthedesignedgearcanmeetthespecificationsoftheproducts．

［Keywords］geartransmission;softwareMATLAB;optimizationdesign

前言

在数学规划方法基础上发展起来的优化设计，是计算机引入工程设计领域后，逐渐形成并迅速发展的一种有效的、新的工程设计方法。这种方法，不仅可使工程设计周期缩短，精度提高，而且可设计出传统设计方法所无法得到的最优方案。有学者认为“优化，其重要性设计是CAD(计算机辅助设计)的核心”

显而易见。这就要求有更多的工程设计人员能够掌握优化设计，并运用到工程实践中。

近年来，随着生产技术的不断发展，特别是航空航天技术的进步，对齿轮传动不断提出了高精度、高承载能力、高可靠性、低成本等的新要求，随之齿轮传动的

优化研究就成为了新的课题。齿轮传动优化设计就是以数学规划为理论基础，以计算机为工具，寻求最佳齿轮传动设计方案的现代设计方法之一

［1］［2］

。是在给定

的载荷或环境条件下，在对齿轮的性态、几何尺寸关系或其他因素的限制(约束)范围内，选取设计变量，建立目标函数并使其获得最优值的一种新的设计方法。采用MATLAB语言的优化工具箱，来完成对齿轮进行的优化设计，初始参数输入简单，语法符合工程设计语言要求，而且编程工作量小，优越性比较明显

［3］－［5］

。

1问题的提出

在方舱中，采用了大量机械结构。例如，为了实现