锚机齿轮箱结构改进及轻量化设计

张昊 黄一峰 刘全良

摘 要：为了降低渔船锚泊设备齿轮箱的重量，节约成本，避免资源浪费，需要对其结构进行轻量化设计研究。本文将响应面轻量化化方法引入到渔船锚泊设备齿轮箱设计中，对齿轮箱进行有限元分析，通过实验设计建立响应面模型，确定最终优化方案，完成齿轮箱轻量化设计，轻量化后的齿轮箱质量减轻了10.24%，最大等效应力和位移也满足安全范围，实验验证该方法对齿轮箱的轻量化设计是有效的。通过本文的轻量化设计，将响应面应用于锚机齿轮箱中，实现了减重的目的，该方法对相似结构问题的解决提供了一定的参考价值。

关键词：锚机;齿轮箱;轻量化;响应面

中图分类号：U664.4          文献标识码：A            文章编号：1006—7973（2021）11-0094-04

锚机作为渔船甲板机械重要组成部分，对渔船有着十分重要的作用[1]。近年来轻量化设计技术得到快速发展，渔船作为主要的捕捞设备，对其进行轻量化能够提高经济性，降低资源消耗[2]。

齿轮箱作为锚机中主要的支撑部件，对其进行轻量化设计，能够有效降低锚机质量。目前国内学者对锚机做出大量轻量化研究，李曦[3]通过对齿轮箱的厚度进行优化，使得齿轮箱总体质量降低21.4%，南京理工大学的史阴阳[4]对锚机的基座进行多目标优化，优化后的基座质量减轻了10.47%，张建[5]通过对比三种齿轮箱设计方案并进行选择，达到质量减轻的目的，谢健[6]对甲板机械的轻量化设计理念进行介绍，对锚机轻量化技术的应用提供了参考。……