基于惩罚函数法的针织圆纬机大鼎轻量化设计

针织圆纬机的大鼎是织机的重要零件,是形成圆纬机构架、支承大鼎齿轮传动、保持机器工作刚度和避免振动的关键件。通常大鼎由HT250铸成,为减少铸造缺陷和保证机加质量,铸件尺寸较大,整体沉重,耗用更多的材料,增加其他件载荷,浪费能源。为解决此问题,文中运用最优化理论的惩罚函数法,以保证功能为约束条件、以相关几何特征为决策变量、以质量最小为评价目标,进行优化分析与设计,实现轻量化。实验研究表明,以某一型号的圆纬机(质量为465.1 kg)大鼎为例,减重96.21 kg,轻量化20.69%,同时保证机器的优质功能。