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辊式磨粉机长齿齿轮传动的优化设计
居文全胡继云
摘要提出了一种用于辊式磨粉机辊间传动的长齿渐开线齿
轮的优化设计数学模型,并对辊径 250 mm 磨粉机的辊间齿轮传动进
行了优化计算。结果表明,采用本方法所设计的齿轮,与进口辊式磨
粉机上所采用的长齿齿轮的实测结果基本一致。
关键词磨粉机传动齿轮优化设计
中图分类号
Optimized Design for Long-Tooth Gear Driving between Rolls of
Roller Mill
ABSTRACT A mathematical model of the optimized design for
a long-tooth involute gear driving between the rolls was
presented and the optimized calculation for gear driving
between the rolls with a diameter of 250 mm was carried out.
The results indicated that the gears designed by this method
have a basically similar performance to the tested results of
the long-tooth gears in an imported roller mill.
KEYWORDS roller mill driving gear optimized design
在近些年来的一些进口和国产辊式磨粉机上,其辊间传动采
用了一种加长齿、渐开线斜齿圆柱齿轮。这种传动具有结构简单、造
价低、寿命长等特点。由于齿轮为加长齿,能在较大的范围内适应两
辊中心距的变化。
本文将介绍一种能适用于非标准加长齿、渐开线斜齿圆柱齿轮传
动的基本参数优化的设计方法。
1 建立优化设计的数学模型
选择设计变量
斜齿圆柱齿轮传动的基本参数有:法面模数 mn,齿数 Z1 和 Z2,法
* *
面压力角αn,法面齿顶高系数 h an,法面径向间隙系数 C n,螺旋角
β,齿宽 b 等 8 个变量。
*
对这些变量分析得知:法面径向间隙系数 C n 对本问题无太大影
*
响,可取标准值 C n=。一般辊间传动比 i 为定值,故 Z1 和 Z2 只能
有一个为独立变量,取 Z1 为独立变量,则 Z2=iZ1。
*
经过上述分析处理,只剩下 mn,Z1,αn,h an,β,b 等 6 个独立
变量。所以最后确定该优化问题的设计变量是:

这是一个六维优化问题。
建立目标函数
为使辊式磨粉机能够平稳地工作,避免冲击和振动,提高磨粉机
的机械和工艺性能,要求两磨辊中心距变化时,齿轮能够连续传动,
并能保持传动比 i 不变。由于渐开线齿轮传动具有中心距可分性,因
此只要保证齿轮传动处于最大中心距时,两齿轮的齿能搭接上一定长
度(一般要求搭接长度为 ),并保证重合度大于 1,就能够满足