Оптимізація часткових передатних чисел двоступеневого черв’ячного редуктора для мінімізації загальної вартості редуктора
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.252301Ключові слова:
вартість підшипника, вартість редуктора, відсіваючий експеримент, двоступеневий черв’ячний редукторАнотація
Оптимізація конструкції черв’ячного редуктора є складним завданням з огляду на безліч завдань і основних конструктивних параметрів. Отже, для отримання оптимальних результатів розглянуто більш послідовний і надійний метод оптимізації. У даній роботі представлений процес оптимізації двоступеневого черв’ячного редуктора з цільовою функцією мінімізації загальної вартості редуктора. В якості вхідних параметрів для оцінки впливу на відгук часткового передатного числа u2 обрані десять основних конструктивних параметрів. У дослідженні використовувалися імітаційні експерименти, які не вимагають витрат для виконання всіх можливих випробувань. Для цього була обрана модель 2^(10-3) і використання дробової моделі 1/16 через обмеження вбудованої функції в Minitab@18. Більш того, використовуються відсіваючі експерименти для визначення кількості параметрів, що має незначний вплив на відгук. У порівнянні з використанням методу Тагучі, модель 2^11, що відповідає випробуванням L32 або 32, є простим методом для досягнення цілей.
Результати показують, що загальне передатне число редуктора має найбільший вплив на відгук в порівнянні з іншими. Крім того, велике значення має взаємодія між цими факторами та іншими. Висока достовірність запропонованої моделі підтверджена імітаційними експериментами. Випадкова тенденція даних показує, що на u2 істотно не впливають інші параметри, крім вхідних. Дані в зворотному порядку доводять, що відгук не залежить від фактора часу. Більш того, скоригований коефіцієнт R2 і R2 перевищують 99 %, можна зробити висновок, що запропонована регресійна модель є підходящою. Запропонований в даному дослідженні процес оптимізації є надійним, а оптимальний метод проектування може служити корисним інструментом для підвищення продуктивності інших черв’ячних редукторів.
Спонсор дослідження
- The authors wish to thank Thai Nguyen University of Technology for supporting this work.
Посилання
- Cam, N. T. H., Pi, V. N., Tuan, N. K., Hung, L. X., Thao, T. T. P. (2018). Determining Optimal Partial Transmission Ratios of Mechanical Driven Systems Using a V-Belt Drive and a Helical Reducer with Second-Step Double Gear-Sets. Lecture Notes in Networks and Systems, 261–269. doi: https://doi.org/10.1007/978-3-030-04792-4_35
- Cam, N. T. H., Pi, V. N., Tuan, N. K., Hung, L. X., Thao, T. T. P. (2018). A Study on Determination of Optimum Partial Transmission Ratios of Mechanical Driven Systems Using a Chain Drive and a Three-Step Helical Reducer. Lecture Notes in Networks and Systems, 91–99. doi: https://doi.org/10.1007/978-3-030-04792-4_14
- Tuan, N. K., Pi, V. N., Thi Hong Cam, N., Thao, T. T. P., Thanh, H. K., Hung, L. X., Tham, H. T. (2018). Determining Optimal Gear Ratios of a Two-stage Helical Reducer for Getting Minimal Acreage of Cross Section. MATEC Web of Conferences, 213, 01008. doi: https://doi.org/10.1051/matecconf/201821301008
- Hong, T. T., Cuong, N. V., Ky, L. H., Tuan, N. K., Pi, V. N. (2019). Calculating optimum gear ratios of two step bevel helical reducer. International Journal of Applied Engineering Research, 14 (16), 3494–3499. Available at: https://www.ripublication.com/ijaer19/ijaerv14n16_05.pdf
- Pi, V. N., Thi Hong, T., Thi Phuong Thao, T., Khac Tuan, N., Hung, L. X., Anh Tung, L. (2019). Calculating optimum gear ratios of a two-stage helical reducer with first stage double gear sets. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 542 (1), 012017. doi: https://doi.org/10.1088/1757-899x/542/1/012017
- Tuan, N. K., Thao, T. T. P., Cam, N. T. H., Hung, L. X., Pi, V. N. (2018). Optimum Calculation of Partial Transmission Ratios of Mechanical Driven Systems Using a V-Belt and a Three-Step Bevel Helical Gearbox. Lecture Notes in Networks and Systems, 469–476. doi: https://doi.org/10.1007/978-3-030-04792-4_61
- Milou, G., Dobre, G., Visa, F., Vitila, H. (1996). Optimal design of two step gear units, regarding the main parameters. VDI Berichte, 1230, 227.
- Pi, V. N. (2008). A Study on Optimal Determination of Partial Transmission Ratios of Helical Gearboxes with Second-Step Double Gear-Sets. International Journal of Mechanical and Mechatronics Engineering, 2 (1), 26–29. Available at: https://publications.waset.org/8837/a-study-on-optimal-determination-of-partial-transmission-ratios-of-helical-gearboxes-with-second-step-double-gear-sets
- Pi, V. N. (2008). A new study on optimal calculation of partial transmission ratios of two-step helical gearboxes. CEA'08: Proceedings of the 2nd WSEAS International Conference on Computer Engineering and Applications, 162–165. Available at: https://dl.acm.org/doi/abs/10.5555/1373936.1373963
- Pi, V. N. (2008). Optimal determination of partial transmission ratios for four-step helical gearboxes with first and third step double gear-sets for minimal mass of gears. APPLIED COMPUTING CONFERENCE. Istanbul, 53–57. Available at: http://www.wseas.us/e-library/conferences/2008/istanbul/acc/acc_07.pdf
- Pi, V. N. (2007). A new study on the optimal prediction of partial transmission ratios of three-step helical gearboxes with second-step double gear-sets. WSEAS TRANSACTIONS on APPLIED and THEORETICAL MECHANICS, 11 (2), 229–238. Available at: https://www.researchgate.net/profile/Vu-N/publication/237522436_A_new_study_on_the_optimal_prediction_of_partial_transmission_ratios_of_three-step_helical_gearboxes_with_second-step_double_gear-sets/links/54356dfa0cf2bf1f1f2b0645/A-new-study-on-the-optimal-prediction-of-partial-transmission-ratios-of-three-step-helical-gearboxes-with-second-step-double-gear-sets.pdf
- Pi, V. N. (2008). Optimal Calculation of Partial Transmission Ratios of Four-Step Helical Gearboxes for Getting Minimal Gearbox Length. International Journal of Mechanical and Mechatronics Engineering, 2 (1), 22–25. Available at: https://publications.waset.org/14628/optimal-calculation-of-partial-transmission-ratios-of-four-step-helical-gearboxes-for-getting-minimal-gearbox-length
- Pi, V. N. (2001). A method for optimal calculation of total transmission ratio of two step helical gearboxes. Procedings of the National Conference on Engineering Mechanics, 179–188.
- Cuong, N. V., Ky, L. H., Hong, T. T., Tu, N. T., Pi, V. N. (2019). Splitting total gear ratio of two-stage helical reducer with first-stage double gearsets for minimal reducer length. International Journal of Mechanical and Production Engineering Research and Development, 9 (6), 595–608. Available at: https://www.academia.edu/41331684/SPLITTING_TOTAL_GEAR_RATIO_OF_TWO-STAGE_HELICAL_REDUCER_WITH_FIRST-STAGE_DOUBLE_GEARSETS_FOR_MINIMAL_REDUCER_LENGTH
- Tung, L. A., Hong, T. T., Cuong, N. V., Ky, L. H., Tu, N. T., Hung, L. X., Vu, N. P. (2019). A Study on Determination of Optimum Gear Ratios of a Two-Stage Worm Gearbox. Lecture Notes in Networks and Systems, 76–84. doi: https://doi.org/10.1007/978-3-030-37497-6_8
- Ky, L. H., Hong, T. T., Van Cuong, N., Tung, L. A., Tu, N. T., Tham, H. T., Hung, L. X. (2019). Calculation of Optimum Gear Ratios of Mechanical Driven Systems Using Worm-Helical Gearbox and Chain Drive. Lecture Notes in Networks and Systems, 66–75. doi: https://doi.org/10.1007/978-3-030-37497-6_7
- Pi, V. N., Tuan, N. K. (2019). Determining Optimum Partial Transmission Ratios of Mechanical Driven Systems Using a Chain Drive and a Two-step Bevel Helical Gearbox. International Journal of Mechanical Engineering and Robotics Research, 708–712. doi: https://doi.org/10.18178/ijmerr.8.5.708-712
- Chong, T. H., Lee, J. S. (2000). A design method of gear trains using a genetic algorithm. International Journal of the Korean society of precision engineering, 1 (1), 62–70. Available at: https://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10.1.1.114.2506&rep=rep1&type=pdf
- Padmanabhan, S. (2013). Worm gear drive optimization using modified artificial immune algorithm. Journal of Current Engineering Research, 3, 48–51.
- Stojanović, B., Radosavljević, S., Veličković, S., Miladinović, S., Bukvić, M. (2017). The influence of lubricant viscosity on the efficiency of worm gear reducer. 8th International Scientific Conference Research and development of mechanical elements and systems, 219–224.
- Yaman, M., Saruhan, H., Mendi, F. (2006). Power loss optimization of a worm gear mechanism by using genetic algorithm. In 11th international FIGES user conference for computer aided engineering and system modeling. Bolu, 13–15.
- Pi, V. N., Dac, V. Q. (2007). Optimal calculation of partial transmission ratios of worm-helical gear reducers for minimal gearbox length. J. of Science & Technology - Technical Universities, 61, 73–77.
- Nguyen, M. C., Hoang, T. T., Tran, T. H., Nguyen, V. C., Le, H. K., Nguyen, T. T. et. al. (2019). Calculation of Optimum GearRatios of Two Step Worm Gearbox. International Conference on Engineering Research and Applications, 179–188.
- Pi, V. N., Thi Hong, T., Hung, L. X., Anh Tung, L., Khac Tuan, N. (2019). A study on determination of optimum gear ratios of a worm -helical gearbox. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 635 (1), 012010. doi: https://doi.org/10.1088/1757-899x/635/1/012010
- Romhild, I., Linke, H. (1992). Gezielte Auslegung Von Zahnradgetrieben mit minimaler Masse auf der Basis neuer Berechnungsverfahren. Konstruktion, 44 (7-8), 229–236.
- Trinh Chat, L. V. U. (1996). Calculation of mechanical driven systems. Ha Noi: Education Publisher.
- Romhild, I., Linke, H. (1992). Gezielte Auslegung Von Zahnradgetrieben mit minimaler Masse auf der Basis neuer Berechnungsverfahren. In Advances in Engineering Research and Application, 249–261.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2022 Nguyen Huu Quang, Nguyen Hong Linh, Trieu Quy Huy, Pham Duc Lam, Nguyen Anh Tuan, Nguyen Dinh Ngoc, Le Xuan Hung, Vu Ngoc Pi
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.
