四级行星齿轮减速器耦合系统动态性能优化

来源：机械工程学报杂志2018年第11期北京时间：

作者：林腾蛟, 曹洪, 谭自然, 何泽银, 吕和生

单位：1. 重庆大学机械传动国家重点实验室 重庆 400044;2. 重庆齿轮箱有限责任公司 重庆 402263

摘要：为研究复杂激励作用下多级行星齿轮减速器的耦合振动响应及动态性能优化方法，以某型海洋平台升降齿轮箱为对象，建立了包含时变啮合刚度、传动误差、啮合阻尼、齿侧间隙、摩擦力矩、结合部刚度和阻尼等因素的四级行星耦合系统动力学集中参数模型，采用龙格库塔法对额定工况下的动力学方程进行求解，并将计算所得的振动响应与实测结果进行对比，两者吻合较好。在此基础上，提出了基于谐波平衡法的多级行星齿轮耦合系统动态优化方法，以减速器壳体尺寸参数和齿轮副基本参数为设计变量，减速器总传动比、实际中心距、轮齿强度等为约束条件，振动加速度均方根值和总体质量最小为目标，建立多目标混合离散优化模型，基于分枝定界算法编写程序求解模型，获得最优设计变量。结果表明，优化后减速器总质量减小8.2%，传动系统振动加速度降低33.4%，壳体振动加速度降低70.5%，优化效果明显。

关键词：多目标优化,耦合振动,升降齿轮箱,行星齿轮传动；

基金资助：国家自然科学基金（51175524）和重庆市重点产业共性关键技术创新专项（cstc2015zdcy-ztzx70013）资助项目。