Optimalno določanje stabilnih območij vibracij zobniških gonil/Optimal determination of stability domains of vibrations in gear drives
ANALI PAZU 10(2020) Št./No. 1-2 strani/pages 28-35
Celotno besedilo/Full text (pdf)
Povzetek: V članku je obravnavana optimizacija stabilnih območij vibracij dvostopenjskega zobniškega gonila s parametričnim vzbujanjem kot posledice periodično spremenljive zobne togosti med ubiranjem. Da bi zagotovili mirnejši tek zobniškega gonila in zmanjšali hrup, želimo v procesu snovanja zobniškega gonila območja nestabilnosti vibracij čimbolj zmanjšati. Na zmanjšanje posameznega območja nestabilnosti v največji meri vplivata kontaktno razmerje posamezne zobniške dvojice in njun fazni premik. Na žalost se ob zmanjšanju enega nestabilnega območja lahko povečajo ostala nestabilna območja. S tem se pojavi potreba po iskanju optimalne rešitve, ki jo lahko zagotovimo z rešitvijo večkriterijskega optimizacijskega problema. V članku je predstavljena večkriterijska optimizacija območij stabilnosti vibracij zobniških gonil z metodo utežne vsote in z metodo ε – omejitev. Rezultate večkriterijske optimizacije območij stabilnosti vibracij v članku analitično pojasnimo. Obe večkriterijski optimizacijski metodi sta v članku prikazani pri dvostopenjskemu zobniškemu gonilu s tremi zobniki, pri katerem sta frekvenci ubiranja enaki.
Ključne besede: vibracije zobniških gonil, spremenljiva zobna togost, kontaktno razmerje, fazni premik, optimizacija območij parametrične nestabilnosti.
Abstract: The article deals with the optimization of stable vibration zones of a two-stage gearbox with parametric excitation as a consequence of periodically variable tooth stiffness during meshing. In order to ensure a calm running of the gearbox and to reduce noise, we want to minimize the vibration instability zone in the gearbox design process. The reduction of individual instability zone is largely influenced by the contact ratio of each gear pair and their phase shift. Unfortunately, as one unstable area decreases, other unstable areas can increase. This raises the need to find the optimal solution that can be provided by solving the multi-criteria optimization problem. The article presents the multi-criteria optimization of gear vibration stability zones by using the Weighted Sum Method and the ε-Constraint Method, respectively. The results of multicriteria optimization of stability zones in the article are analytically explained. Both multi-criteria optimization methods are presented in the article for a two-stage, three-gear gearbox with the same meshing frequencies.
Key words: vibration of gear drives, variable mesh stiffness, contact ratio, phase shift, optimization of parametric instability domains.