Оптимально-раціональне проектування елементів головних передач силових енергетичних машин

Abstract

В роботі наведена методологія розробки системи оптимально-раціонального проектування елементів головних передач енергетичних машин на основі методу дослідження простору параметрів та обговорені питання її реалізація на прикладі проектування співвісного зубчастого редуктора з розподіленим потоком потужності. Запропонований метод проектування оперує з векторним критерієм якості технічного об’єкта, що дозволяє більш якісно характеризувати об’єкт проектування та керувати процесом вибору його оптимально- раціонального рішення. Наведений ілюстративний приклад застосування запропонованої vетодології проектування.

Design of qualitative high-power energy machines to increase their reliability and the engineering level still remains an actual problem, which can provide an opportunity for the solution of the milticriterion nonlinear problem of the optimal design of an engineering object. To implement the generalized approach to the solution of this class of applied problems of the optimal design of engineering objects we used the parameter space investigation method (PSI method). This scientific paper gives consideration to the issues related to the implementation of the PSI method to design the tooth gear of the coaxial two-stage parallel-shaft reducer with the power flow division used for the ship energy machines. The mathematical design model of the studied engineering object was constructed on the basis of GOST21354-87 using the specific features of the design of high-speed tooth gears and it is presented as a computer program DMP-CEM. To develop the proposed method of the optimal design of tooth gears we chose five independent optimization parameters and formulated eight local criteria that characterize overall and mass indices, the smoothness of gear operation, the strained state of gearing and the loading of gear shafts. The analysis of the created test Tables allowed for the determination of the boundary of selected quality criteria and it was also established that the optimal, i.e. the best design option in terms of all quality criteria is not available. The variation of quality criteria restrictions allowed us to see a change in the completeness of feasible solution sets and select an optimal rational option (options) for the tooth gear structure of the main gear of the ship energy machine. The proposed method of feasible solution sets allows us not to limit the number of quality criteria for the optimal design of the main gears of energy machines and to characterize more comprehensively the design object and to control the selection process of optimal rational design solution.