-Xác định được tỉ số truyền tối ưu phân phối cho hộp giảm tốc và bộ truyền ngoài để đạt khối lượng của hệ dẫn động là nhỏ nhất.

PHẦN MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
- 
 !"#$ %&!'(
) *+*%%,-,
 .!/'00',$.1!'-2
*!$!-3!14%(
2. Mục tiêu nghiên cứu:
) 56-789,%%,- :
0',.;<$.1<
&,"-7"=(
) >-7?9,1,-@,!0',$
.1!<&,"-7"=(
3. Các kết quả đạt được trong luận văn
) AB'<$1$ (
) >-789,%%,-!
:0',$.1(
) >-7?9,1,-@,!0',$
.1!<&,"-7"=(
) C1D-7-B<',"*?9,1
0',$.1!"!&E'&
-7>,"-7,-!
Chương 1
GIỚI THIỆU
F
1.1 Các hệ dẫn động và hệ dẫn động cơ khí
)A!%.>$@182<9G1
"!&1HA1 I1I1
"$1 J(
)A!"!&1B1 -79G
10(A1 "1:<

1;%.4"'$'I8
-K2.%L$4,I"I'8'M$8.%L0N I
O"4<(
)A1 **"PH
QA1.E'9HA1.'9I1
(
QA1.E;3HA1.;I1
$ ).$ I1D 
A!8I<@!;9$O0%R
- 0-K?%&!289$
$4,O"><!.0*S(A*I!
90D%I<6'-K*+
>89!*S(TB$4I8<1
%899!,1'08O
%.><L89(U!%.>L.%"
0',(V0',"1 .E*"P
;3%$3?9,18LE'0'$4,2$
;'8'MD!W(T4','<+02
I.1I0',X!N;,Y$,0(U
,-$4-76", (
Z
1.2 Sự cần thiết của tối ưu hóa hệ dẫn động cơ khí
T1 !%%,- 2$'
9,.42*-7[61!
;'+@(A! !%%,- B$
%%,-0',$.1!2$\O6
$B[".4  (VIO
B%%,-0',$.1!2"*'4%
$3$B?9,10',$.1!20
-]%%,"-7!(

1.3 Mục tiêu của luận văn
)A%%,- :0',.;
<$.1(^2"6-789,%%
,-!(
)>-7?9,17"P:!/'
0',.;<$.1<&-7,
"-7"=(
1.4 Kết luận chương 1
)V -79G$2'$> O
6!82$ 2*(A !
%%,--7N.O@'*!1
;']"&@(
)_1 -79G!8-7
32&!R-$\ -7
0!9(
`
)V .!/'1.4!20',
$.1!2$\O6(a!20',$.
1!-7"6",-7<,-2(
)A!$%%,-0',$.1I?9,
1"89,O6+-7@,,-$B[20
-]"3%%I8LI,"-7((($O20-]
%!,(
b
Chương 2
TỔNG QUAN VỀ THIẾT KẾ TỐI ƯU HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ
2.1 Một số nghiên cứu của các tác giả trong nước
_0! cFde%%%,-;,.
;;*<:!'92
(U,O?9,1;,$9,$\O

'-7?*BZ(F(
Hình 2.1 Biểu đồ quan hệ giữa tỉ số truyền chung của hộp tăng tốc
và số vòng quay máy phát [16].
Q_8 ?9,1H
f(gFhZ
Z
fIdbFg(
h
u u=
i2>?9,1.14-7D>M!.<

F Z
j
h
u u u=
(
k
Hình 2.5 Quan hệ giữa tỉ số truyền chung của hộp và tỉ số truyền các cấp
[18]
VBZ(kB.%O0*$1',"*?9,
1$?9,1!0',.;
  ;  *      @  8    4'  X-7     !  $3
Z F Z
F(FI f(`I f(`k
c ba ba
K
ψ ψ
= = =
Y(
i%O0*BZ(k?E%?9,1


;B
?9,1R;M!I!2?9,1.1

F
;?9,1.14'
Z
(^2
D>-7>,-
Z
M!89cFleH
Z Z
`
Z
F
(
 FIZggd( (
C ba
h
ba
K
u
ψ
ψ
≈
2.2 Các nghiên cứu của các tác giả nước ngoài
Faruk Mendi, Fatih Emre Boran$/cde3.
!,-'*!89,'8.;I-K 
$L";!.;;m.E4!9(_
%O0.!,--7<*VBZ(hIVBZ(FfIVB

Z(FFcde(
Hình 2.9 Kết quả bài toán tối ưu các thông số mô đun, số răng
d
và hệ số bề rộng bánh răng
Hình 2.10 Kết quả bài toán tối ưu các thông số đường kính, chiều dài trục
l
1
và l
2
[6]
Hình 2.11 Kết quả bài toán tối ưu các thông số đường kính trong, đường
kính ngoài
và bề rộng ổ lăn[6]
_<HVBZ(h'6%O0,-2''*.
;(_>,--7!!.0gH
Bảng 2.1 Kết quả tối ưu các thông số của hộp tốc độ
_89,,- n>,-4!
9
o,;Ip Zk
U8I' b(k
V9,.1.;I
m
ψ
ZF(fZ
T4,$\ITX'j9Y `(k`
g
V9,0Ii

F(fF
V9,BB6Ii

q
Z(gb
A< .;IX''
`
Y Ffl``Zg(Flh
r1I.X''Y F`h(F
_1!IX''Y `ZZ(k
_1I"X''Y ZFf
A-.E4!9I0-.0>
,-!''*$L";!.0lIhH
Bảng 2.2 Kết quả tối ưu các thông số của trục
_89,,- n>,-4!
9
C-K I
'"
X''Y Zk(`f
_1I"
F
X''Y Fd(bd
_1I"
Z
X''Y l(lk
A< ,- gk`kh(FZb
Bảng 2.3 Kết quả tối ưu các thông số của ổ lăn
_89,,-
n>,-
4!
9
i -3*
Sois

C-K !LIa
X''Y
kh gZ
C-K !LI
X''Y
`b `k
r1LI.

X''Y F` Fg
A< L,-X''
`
Y Z`Ig`hX_tZkIkffuIoisdffgY
r!,-\2<-70.E-
I2",-.1!(_0Hee-Jin Shim và Jung-Kyu
Kimcge14%$1,-2"E'&L6
"3(A%%,-"-7.<8O'
'DD?$-7<''.E ''=$1.1I'
*E'@!L690S'(
l
Hình 2.12 Vị trí các biến thiết kế [7]
Hình 2.13 Đồ thị biểu diễn phản hồi bề mặt theo tuổi thọ của các biến
thiết kế x
1
, x
2
, x
3
[7]
T> `.%%%Xx
1

, x
2
, x
3
Y-7'6*BZ(FZ(AM!2
0/.1'NM!L6.%%%D
F
ID
Z
ID
`
-7?
*BZ(F`(A!'11L.1%%I,"-7<
"'!'*.!%%,-H
Z Z Z
F Z ` F Z ` F Z `
F Z Z ` F `
X I I Y `bF(b `kF(b hb(f bZh(F FFd(k Fd(d Flh(f
gk(b lf(d ZFh(k
y x x x x x x x x x
x x x x x x
= + + − + + + +
+ − −
A0<'''DD?.E$@ .0.%%
%$-7%O0-9H
n><Hi,"-7
h

d
F Z `

F FI X I I Y Zg(d Ffx y x x x− ≤ ≤ ≥ ×
2.3 Kết luận chương 2
)A%O0@ !-I2<2 !% K
<'&$-2*!8.,$1$%%,-
M!?9,1!/'0',.;*
<$.1E'&,"-7=(_ $B
$4I*D>?9,1@,!/'
0',<$.1E'&,"-7=
-7"6$%(u<*9v
-7B.<]-3(
Ff
Chương 3
XÂY DỰNG BÀI TOÁN TỐI ƯU
3.1. Giới thiệu về bài toán tối ưu
3.1.1 Bài toán tối ưu tổng quát
)r!,-"'$1O680?!"#
$w4'\!1"#$O6-%I
8IO,\Ix$$x.].!,-!%O0
,!'9,1>(r!,-2<9G<
0O%'6$1w4-H.!,-$1"=
I.!,-$1,"-7=I.!,-"74"3
x
3.1.2 Phân loại các bài toán tối ưu
_.!,-IR\-76".!O!&
!6(u*9v14%.!,-'*$1
,"-7/'0',$.1"=$.
!$1"(
3.2. Xây dựng hàm đơn mục tiêu khối lượng của hệ gồm hộp giảm tốc
và bộ truyền đai là nhỏ nhất:
3.2.1. Khối lượng hộp giảm tốc

i,"-70',.;<-7D>-9H
H VH BR TR
G G G G
= + +

a, Khối lượng của vỏ hộp G
VH
:
FF

F
F F
yZF yFZ
yFF yZZ
yZZ
F yF yZ
(
` Z ZX Z Y
ZZIk
Z Z
f(hgk
dIk
d
fIffk bIk
VH VH
VH G G G G
G
G
G
G V

V LB S LHS B S HS
d d
d d
L
H d S
B b b S
S L
ρ
=
= + + −
+ + + +
=
= +
= + +
= +

( )
[ ]
[ ]
F
`
Z
F FF
`
yF
F fF
F
Z
ba
u T

b
u K
ψ
+
=


[ ]
[ ]
F
Z
FF
`
yZF
F fF
b
ba
u T
d
K
ψ
=

[ ]
[ ]
F
Z Z
FF
`
yFZ

Z fZ
b
br o
ba h
T u
d
u K
η η
ψ
=
( )
[ ]
[ ]
Z
`
Z Z
F FF
`
yZ
F fZ
Z
ba
h br o
h
u u T
b
u u K
ψ η η
+
=


[ ]
[ ]
Z Z
FF
`
yZZ
F Z fZ
b
h br o
ba
u T
d
u K
η η
ψ
=
b, Khối lượng của các bộ truyền bánh răng G
BR
:
F ZBR
G G G
= +
T3n
F
In
Z
"+"-7","-7N.;F$Z(
i,"-7N.;F-7.%L-9H
[ ]

( )
( )
[ ]
F
Z
Z FF F
F
F fF
Z F F fId
b
T u u
G
u K
πρ
+ +
=
A-,$3N.;9,ZH
FZ
[ ]
( )
( )
[ ]
F
Z Z Z
Z FF F
Z
F fZ
Z fId
b
h

br o h
h
T u u u u
G
u u K
πρ η η
+ +
=
c, Khối lượng của các trục G
TR
:
[ ]
[ ]
[ ]
[ ]
[ ]
[ ]
[ ]
[ ]
[ ]
[ ]
[ ]
[ ]
[ ]
[ ]
[ ]
[ ]
Z Z Z
F F Z Z ` `
F Z ` ` ` `

FF F
` `
F
Z Z
FZ FF F f F F
` `
`
Z
Z ` Z `
F` f FF f F
` `
`
`
F F F Z F `
b b b
z
fIZ fIZ
z
fIZ fIZ fIZ
z
fIZ fIZ fIZ
FIZ z z
sb sb sb
TR TR TR TR
d
sb
br o br d
sb
br h br h d
sb

sb
d l d l d l
G G G G
T u T
d
T T u u u T
d
T u T u u T
d
l B d l B l
π π π
ρ ρ ρ
τ τ
η η η η
τ τ τ
η η η η
τ τ τ
= + + = + +
= =
= = =
= = =
= + =
F `
FIZ z
sb
B d
= +
3.2.2 Khối lượng của bộ truyền đai
a. Tính khối lượng dây đai
n

aC
tρ
aC
(T
aC
({
A!2H
Qρ
aC
Hi,"-7*$4"%&!@(
QT
rC
HA< @
Z
f(dh
F
aa aa aa aa F F
f(dh
F F
f
F X FY
Z
( ( ( (bg ( XZIhdd Y(
Z kIh`Z(
(bg
d d
d
d
p
u u

T
G Al z C d u
u
d C
ρ ρ π
σ
+ −
= = + +
 
 

Z
f(dh
aa F
aa aa aa
f(dh
f
F X FY
Z
( ( ( (XZIhdd Y
Z kIh`Z(
d d
d
d
p
u u
T
G Al z u
u
ρ

ρ π
σ
+ −
= = + +
 
 
b. Tính khối lượng bánh đai
n
.
tn
.F
Qn
.Z
F`
[ ]
Z
Z
F F
`
F F F F
F
f
F F F
Z
F
`
F F F
c e Zc e
` `
f(Z

c e
f(
(
Zc e
bd bd
bd p
bd bd d
bd
bd bd
T T
C d C Ad
d A
G V e
T
C d C
ρ ρ
τ
σ
π
τ
 
 
 
 
 ÷
− − +
 ÷
 ÷
 
 ÷

 
 ÷
 
 
 
=
 

=

 
+ −
 
 
[ ]
[ ]
[ ]
F
Z Z
Z
F
`
F F
F
f
Z Z
`
F F
Z
F

F
Z
F
Z Z
(
F(
Zc e
`(fh `
f(Z
F(f`
Z
fF
f c e
k
(
o
o
d bd
bd
d d
d b
bd bd
bd p
d
bd
d d
bd d
G V
T
u T

u d
u T
u d
C C A
d A
G e
C C
τ
ρ
η η
ρ
η
τ
η
σ
π
 
 
 
 
 ÷
− − +
 ÷
 
 ÷
 ÷
 
 ÷
 
 

 
 
=
 
 
+ −

=

 
3.3. Bài toán tối ưu
A-BD>-7''*E'&
,"-7=-9H
Unt'Xn
V
Qn
rC
Qn
aC
YtqX
!
I

Y
→
' X`(kkY
T31.H
' 'D
'  'D
t t t

d
u u u
u u u
≤ ≤
≤ ≤
X`(kdY
3.4. Kết luận chương 3
V''*!.!B!%%,-0',
$.1-7D@I2"H''*$1,"-7
0',$.1"=
A''*]*I.!,-'*-7
D@(r!2"Hr!'*E'&,"-7
X/'0',$.1Y"=(
Fb
Chương 4
GIẢI BÀI TOÁN TỐI ƯU
4.1 Lựa chọn phương pháp giải bài toán tối ưu
_21-<0.!,-'*(a-3
@B.'9,-89H
4.1.1. Phương pháp đồ thị
)|-/>?0.!'*/'.%(C<
&-7%O0,-.!9G$v/>M!
1.$''*(|-/>2P#'
6$[<.0$1(
4.1.2. Phương pháp biến đổi đơn hình
)|--7-.]nM!Mr(a{$!;'
Fhbg(C@"-L.%$O0<0.!O
!&% (|-.%LB2<0.!,
-%B.%z9/,0.!-Bb(Z
Fk

Hình 4.2 Sơ đồ khối giải bài toán quy hoạch tuyến tính
4.1.3. Phương pháp Gradient liên hợp
U!-0.!B'<'1
.%"B'<M!'.%"*%<%+<'<(
4.1.4. Phương pháp lát cắt vàng
5-O0!$B'<''.%(
4.1.5. Phương pháp Lagrange
)|-<.!B'>'qXDY
B''-B&!'*'qXDYM!.%
9,(
4.1.6. Phương pháp tìm kiếm trực tiếp
)}!.MV!!MA(~(•MM$M9--B'%'
%$!;'FhdF(u-"]'€ 3?
.%L'.%I\.%*!3!&>
<$3.%.%LB'3.%L(
Fd
)C@"-0I*$3.!
&B9""@(
Kết luận:^@ 06-B'%'%
<0.!,-'*$B-!J0
0I(u!I!''*D@R-
,0X?/'.%Y*9G-!
(
4.2 Lập trình giải các bài toán tối ưu
rE $ 9G  - B'%'%}!.M
V!!MA(~(•MM$M9:$397[' .]+'1'
U"..!,-'*-70O%(_>
.9G!-B-76-9H

'

tkz
'D
tFkfz

'
tFz
'D
tdz
4.3 Kết quả và nhận xét
Hình 4.3: Biểu đồ quan hệ giữa tỉ số truyền chung và khối lượng của hệ
dẫn động
VBb(`.<O?9,1$,"-7
(A/>?9,1
/'0',<$.1;B,
Fg
"-7R;M!(TB$4+0@,7"P? 9,
1<%O0" -3I,"-7$0"=
(
Hình 4.4 Biểu đồ quan hệ giữa tỉ số truyền chung của hệ dẫn động và tỉ
số truyền hộp giảm tốc và bộ truyền đai
VBb(b.<',O?9,1
$?9,10',$.1:!(i
?9,1;B?9,1$.1!
R;(
C,$30"!&<*I$@,?9,1
0',$.1-7`-K7-9H
QA-K7?9,1+1!
!0k%FfX
!
tk•FfYHV&,"-7=


t
'
t
F$

t
!
j

z
QA-K7?9,1+1"3
FZfX‚!ƒFZfYHV&,"-7=

t
'D 
td$

t
!
j

z
QA-K7?9,1+1!
!0Ff%FZfX
Ff FZf
tong
u
≤ ≤
YHV&,"-7=

Fl
$!"!&$$@,?9,1-!I
<-9H
XY
X.Y
XY
Fh
XY
XMY
XqY
Hình 4.5 Biểu đồ quan hệ giữa tỉ số truyền của hộp giảm tốc
và bộ truyền đai
XYC~
X.YC„
XYCr
XYC…
Zf
XMYC†
XqYCO
o'8B8!6-$3'€"!&-9H
C‡H
Z Z
fIf`l F(gfF g(`khX} fIhhhY
h d d
u u u
= − + + =
C~H
Z Z
fIFZg `IFZF dIfhlX} fIhhhY
h d d

u u u
= − + + =
CrH
Z Z
fIfZk ZI`kZ dIlkbX} fIhhdY
h d d
u u u
= − + + =
C„H
Z Z
fIZFf `IllZ kIkg`X fIhhdY
h d d
u u u R
= − + + =
C…H
Z Z
fIFFg ZIl`d dIbF`X} fIhhlY
h d d
u u u
= − + + =
C†H
Z Z
fIFdg `IkbbF kIlF`X} fIhhlY
h d d
u u u
= − + + =
Chương 5
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT
5.1 Kết luận
)u*% !%%,-

 :0',<$.1E'&,
"-7=zB'',"*?9,10',$.
1-7@,!<&%O0,-$1,
"-7(^2ˆ$D>0-]?9,1$
$1@,?9,1! 2$\O
6$B2O%>%,"-7!(
)C0!9I@ $*-3@$1$
1,-2$.4 "0',$
.1!(^2"6-7'**Hu*
"P%<B'89,%%,-!:
0',<$.1(
ZF
)C1D-7-B<',"*?9,1
0',$.1!"!&E'&-7>
,"-7$,-!I<-9H
C,$30"!&I$@,?9,10'
,$.1-7`-K7-9H
QA-K7?9,1+1!
!0k%FfX
!
tk•FfYHV&,"-7=

t
'
t
F$

t
!
j


z
QA-K7?9,1+1"3
FZfX
!
ƒFZfYHV&,"-7=

t
'D
td$

t
!
j


z
QA-K7?9,1+1!
!0Ff%FZfX
Ff FZf
tong
u
≤ ≤
YHV&,"-7=
$!"!&$$@,?9,1-!H
C‡H
Z Z
fIf`l F(gfF g(`khX} fIhhhY
h d d
u u u

= − + + =
C~H
Z Z
fIFZg `IFZF dIfhlX} fIhhhY
h d d
u u u
= − + + =
CrH
Z Z
fIfZk ZI`kZ dIlkbX} fIhhdY
h d d
u u u
= − + + =
C„H
Z Z
fIZFf `IllZ kIkg`X fIhhdY
h d d
u u u R
= − + + =
C…H
Z Z
fIFFg ZIl`d dI bF`X} fIhhlY
h d d
u u u
= − + + =
C†H
Z Z
fIFdg `IkbbF kIlF`X} fIhhlY
h d d
u u u

= − + + =
5.2 Đề xuất
UN:*&-7%O0 !$
%%$%&! -$\'9,%>!
*%M!-9H
ZZ
)u*'3? !,- :
0',:.;;*<I$4$
 !,-!"!&0',-H0',$ 
‰.$ I0',I0',.x"+%(
)i%O0*'3-7!/'
0',$.1(A*%8\:0',$
.1D (a!$4+%%*@,?9,
1!-K7(
A*@"'9,&%"4$;'89v%B'<
!K3(A!OB*$!"4$;!
%2&I0;"#%'3\&%*
"4$;\1%92I8'!4-79?.0!
+8(
A8D@0'Š
Z`
Zb