化学工程与装备2023年第1期158ChemicalEngineering&Equipment2023年1月同轴输出自转与公转传动系统参数优化设计李换朝1，郭芳2,3（1．湖北三江航天江河化工科技有限公司，湖北宜昌444200；2．华中科技大学机械科学与工程学院，湖北武汉430074；3．内蒙古农业大学机电工程学院，内蒙古呼和浩特010018）摘要：偏心转子流场为拉伸流场，其传动系统的设计水平直接影响着偏心转子挤出机的性能。本文针对偏心转子同轴输出自转与公转传动系统的特点，确定了以传动系统整体径向尺寸最小为目标的优化函数，提出了传动比约束条件、同轴约束条件、偏心约束条件及内外齿轮几何约束条件，建立了系统的优化模型。利用二次序列规划法对该优化模型进行求解，得到了偏心转子同轴输出自转与公转传动系统的优化结果。优化后的传动系统的整体径向尺寸和体积均比优化前有了明显的减小。本文的研究对偏心转子传动系统的优化设计具有指导意义和工程应用价值。关键词：偏心转子；传动系统；优化设计引言偏心啮合定转子结构最初被德国NETZSCHGroup应用到复杂介质输送领域[1]，我国学者[2]将其引入到聚合物加工领域，颠倒了剪切形变和拉伸形变之间的主次关系，利用转子在定子内腔的自转和等速反向公转，使得定子与偏心啮合定转子之间的物料沿定子的轴向和径向发生交替的周期性变化[3]。与其配套的同轴输出的自转与公转传动系统[4]，其为一个基于K-H-V少齿差行星轮系的新型复合轮系。在偏心转子的传动系统中，为了获得要求的转子运动轨迹，实现对流体正位移拉伸作用，对行星轮系的设计有诸多要求，再加上传动系统本身的复杂性，因此需要设计及确定的参数较多、约束也较复杂。一方面，待定的参数数量大；另一方面，各个参数相互制约相互影响。很多参数都影响着系统的多方面的性能，而这些性能对参数的要求通常是矛盾的，参数选取过大或过小均会导致系统达不到最优状态[5-6]。本文针对以上问题，以满足偏心转子运动要求及传动系统轻量化为目标，基于MATLAB中非线性约束优化复合轮系参数，并对优化后的参数进行运动学仿真获得转子的运动轨迹和参数，为同轴输出自转与公转传动系统的设计提供依据。1传动系统工作原理为了获得输出轴做等速反向的自转及公转转子运动轨迹，设计了如图1所示传动系统。转子驱动与传动系统主要由伺服电机和传动系统组成，电动机产生的动力经过传动系统，传递到转子中，为偏心转子挤出机提供工作中所需的扭矩和转速。本文使用偏心转子挤出机所搭载的传动系...
