同步带传动的优化设计

    同步带传动是愈来愈受到重视的一种新型机械传动。优化设计是现代先进的设计方法，两者结合，可使传动的设计方案得以优化。本文介绍以传动中心距最小为优化目标的同步带传动的优化设计，并举例说明它的优化效果。
    同步带传动是由一根内周表面具有等间距齿的封闭环行传动带和具有相应齿的同步带轮组成。工作时，依靠带的凸齿与同步带轮齿槽相啮合，来传递运动和动力，这是一种新型的机械传动，具有传动比准确、传动效率高、传动平稳、结构简单、紧凑、维护方便、运转费用低等突出的优点。因此，无论国内国外，同步带的应用日益广泛，已迅速及广泛进入齿轮、链,V带等传统应用的领域，并取得满意的效果。如纺织机械中，用同步带传动代替V带传动节能效果非常明显，很好地解决了纺织机械v带传动效率低、能耗大的主要矛盾。印刷、食品、医疗杭械等设备上采用同步带传动代替.了原育的齿轮、链.V带传动，取得了节能、无润滑油污染、噪音小等良好效果。同步带传动的应用不但在许多领域得以迅速发展，而且，以其独特的优势，还为它的开发应用展示了广阔的前景，如国外已提出在自行车、摩托车中用同步带取代链条来驱动的专利，同步带不但能可靠工作，而且又不用加油润滑，既干净又无声，传动效率比链条高。因此，同步带传动在国内外越来越受到重视。
   同步带传动的一般设计方法，但这样设计出来的同步带传动方案，往往不是最佳方案，对于应用愈来愈广泛的同步带传动，为了充分发挥传动能力及得到更为合理的传动和结构参数。研究它的优化设计是有意义的。本文介绍广泛应用的一般工业同步带——梯形齿同步带，在规定的条件下，以传动中心距最小为优化目标的同步带传动的优化设计。
    本优化设计属于约束非线性规划问题，采用内点惩罚函数法。惩罚函数法是将约束优化间题转化为一个等价的无约束优化问题，然后采用无约束优化方法进行求解的一种间接求优方法。该方法构思简单，程序易编，效果较好，应用极广。本数学模型只含有不等式约束，可行初始点易取得，故适合采用可靠性和有效性较好而且程序简单的内点惩罚函数法。