双螺杆磨浆机是一种新型资源节约型磨浆设备,具有优良的特性和广阔的应用前景。传动系统是双螺杆磨浆机的关键部件之一,但目前主要通过类比法和经验法设计,使传动系统的体积庞大,电机能耗较大,造成较为严重的材料消耗和能源浪费,因此有必要对双螺杆磨浆机传动系统齿轮进行减重设计研究。本文简要介绍了双螺杆磨浆机及其传动系统的发展状况,阐述了传动系统齿轮优化设计的方法,详细论述了轻型材料和结构优化在机械设备减重优化设计中的应用。通过分析各种减重设计方法,根据双螺杆磨浆机传动系统的实际设计要求,提出传动系统减重设计方案。通过对现有多级齿轮传动箱传动比设计方法的分析,建立了以传动系统齿轮体积之和与输入轴当量转动惯量同时最小为目标函数的多目标优化模型,确定了设计变量和约束条件,使用MATLAB优化工具箱进行了多目标优化求解,合理地分配了传动系统各级传动比,优化了齿轮设计参数,实现了对传动系统的减重设计。在齿轮参数多目标优化设计基础上,通过对齿轮所受载荷进行适当处理,定义齿轮的柔度最小为目标函数,体积函数为约束函数,使用ANSYS软件对传动系统中较大齿轮的幅板进行了结构拓扑优化设计,获得了材料在幅板上的最佳分布。与手册推荐的齿轮结构相比,拓扑优化后齿轮的重量和转动惯量进一步减小,实现了对传动系统中较大齿轮的减重设计。考虑制造加工工艺要求,对拓扑优化后大齿轮的幅板进行了结构设计,并使用ANSYS对减重齿轮进行了静力学和动态特性有限元分析,分析结果表明减重齿轮的静强度和动态特性能够满足要求,验证了齿轮幅板拓扑优化的合理性。本文深入研究了双螺杆磨浆机传动系统减重设计的理论和方法,提出了采用齿轮参数多目标优化和齿轮幅板结构拓扑优化两步减重的设计方法,实现了对双螺杆磨浆机传动系统的减重设计。本文的工作对于双螺杆磨浆机传动系统以及其他机械传动系统的减重设计具有一定的意义。