数字技术与应用
铁道机车车辆减速器的设计方法探讨
赵晓春
（济南铁路局车辆段
山东济南
250001
·应用研究：
要；结合现代饮道就车本钢的实际情况，介绍了一种机车减速器的设计方法，通建该方法，可以使机车减速品的保积和重量鸡减少，描
网时优化了减速器的性能和结构，并且提高了道机车减速器的可意度，提高经济效益。
关键词：机车减器
优化设计Matlab
可事度
中图分类号：T-19
文献标识码；A
引言 1
随着社会的进步，运输对车辆的要求越来越高，车辆上的各种装备也越米越多，因此车辆的自重也越来越大。在同样列车重量下所运的旅客和货物就越少，从面增加运输成本和制造成本。因此在车辆设计和制造时应采用新材料，新工艺，新结构来降低车辆自重，以提高运输效事，当机车车辆为空车时，车辆自身具备的质量称为车辆的自重。即车体和转向架本身结构以及附于其上的所有固定设备和附件质量之和。在保证车辆具有足够的强度、刷度情况下，车辆的自重越小越经济11.2。
本文介绍的达种方法，是把机械优化设计思想贯穿于可靠性设计中，把强度及可靠度等参数作为优化设计中的约束，使铁道机车减速器结构和性能达到最优为目标，
2XG45-9/540机车车轴减速器简述
本文以兰州交通大学测控研究所研制的XG45-9/540机车车轴减速器作为设计对象，XG45-9/540机车车输减速器是机车整个驱动机构的最后环节，其作用是将万向轴的功率通过90*方向的改变传给机车轮对。
XG45-9/540机车车轴减速器是两级车轴减速器，它是由一对爆旋伞齿轮和一对圆柱齿轮构成，动力传递是先伞齿轮后柱齿轮，其特点是齿轮转速高，扭矩小，有利于提高伞齿轮的寿命，这种布置还可以减小伞齿轮受到来自车轮与钢轨的冲击影响，但结构复杂。
XG45-9/540机车车轴减速器，输入转速为7382r/min，输入功率为110kw，总速比 21.375，高速级齿轮为螺资争传轮，材料为 20CrMnTi，经渗碳济火后齿面硬度为HRC 59~68，低速级为圈柱直也轮，材料为22C rMnMo，经渗碳率火后西面硬度为HRC5 2~55.
3建立XG45-9/540机车车轴减速器数学模型
3.1设计变量的确定
一般地，减速器的所有影响设计质量[3]王筑会·多元统计分析[M].暨南大学出
版社.2006
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数字技术与应用万方数据
文章编号：1007-09162010)09-0092-01
的独立设计参数，如齿轮的齿数、模数、螺旋角、齿宽和变位系数以及各级中心距等结构尺寸都应作为设计变量。但过多的设计变景会增加计算的工作量和难度，通常将那些对优化目标影响比较明显的、易于控制的设计参数才作为设计变量。虽然齿轮的材料性能也能影响减速器的体积，尺寸及其成本，但不作为设计变量，面作为常量来处理，综合考虑各种因素的影响，在优化数学模型中，将减速器的法面模数、西数、步宽、齿宽系数、竭整角、以及分维角作为优化模型的设计变量，
3.2
目标函数的确定
目标函数是设计变量的函数，是评价设计优劣的数学表达式，由于减速器内部主要部件是齿轮，且相对于其他零部件，它的占用空间较大，为此通过对内部空间的优化，使减速器范体体积最小。
3.3确定约束条件
般在汽车和机车工业用的煤旋伞齿轮Zgm=6,面Z,+Z,354,在图柱直齿轮中，由不根切和齿顾不过薄的限制条件，可知在变位系数x==0.4时，可取Zm=12，Zmu =604-,
对于传避动力的齿轮，模数不应该小于1.514.5,即mt>1.5，面对于低速传动的齿轮mglm=2，mm=14，当HB<350，且齿轮传动位于低速级时，中二0.6，中三1.2，作为爆旋个齿轮位于高速级传动时，可知中。 =1/4, Pm=1/314.51,
为使传动平稳，承载能力较大面轴向力又不过大，中点爆旋角应限制为β< β。<βar对于等高齿的螺旋角要求βin =10°, B=35*4.5],
为了保证螺旋伞齿轮工作的平稳性，齿线重合度B。不应该小于1.2514.51,而圆柱直齿轮的重合度可根据压力角进行约束。
在约束条件中，由于把系统可靠度的值约束在0.99，故螺旋伞齿轮和阅柱直齿轮的接触疫劳强度和弯曲疫劳强度的可靠度应均大于0.99，
4基于MATLAB进行可靠度优化设计计算
(1)编写Matlab程序。本文采用MATLA generation microsatellite linkage map of the Japanese quail. Anim Genet. 2004, 35(3); 195200.
基金项目：本系列课期受潮北省"十一五” 教学料季发服规划项目资助，课题号：2006B
B优化工具箱的SQP法计算，可直接调用fm incon函数n."(2)输出结果。当减速器系统完或的循环次数为53874转时，原设计的可靠度达到91%，通过可募性优化设计后，可幕度达到99%。
5结语
(1)原设计在规定时间内，系统可靠度偏低，通过分析可象度只有0.91，通过可靠性优化设计后，减速器在规定时间内运行时，其可靠度可以达到99%。(2)通过可靠性优化设计，减速器的体积减小6，3%，使减速器的结构更紧漆，便于整机装配，显示了可意性优化设计的效益。(3)对多变量的优化设计，根据其设计变量对目标函数的影响进行降维处理，并运用MATLAB进行优化计算，节省计算时间。实践证明这是一种有效的办法。(4)本文将理论和实际工程紧密的相结合，为铁道车辆减速器的设计提供了有力的参考，并对减速器的可靠度和结
构的优化提高了有效地设计方法。参考文献
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作者简介：杨记青，募，1958年生，汉卖，计算机制教授，从事复杂系就自组识演化计算机仿具研究