雙圓弧齒輪傳動優(yōu)化設(shè)計及有限分析.pdf

1、隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展,齒輪傳動得到了廣泛的使用,而雙圓弧齒輪傳動又具有漸開線齒輪傳動無法比擬的特點,由于雙圓弧齒輪有很高的接觸強度和彎曲強度,傳動中嚙合面易形成動壓油膜,且具有良好的跑合性,所以在齒輪傳動中得到了廣泛的應(yīng)用。
　　 由于雙圓弧齒輪在減速器應(yīng)用廣泛,為了達到更好的經(jīng)濟效益和性能,本文采用模糊數(shù)學優(yōu)化的方法對雙圓弧齒輪減速器以體積最小為目標函數(shù)進行優(yōu)化設(shè)計。由于模糊優(yōu)化方法考慮了研究對象客觀存在的模糊因素,使設(shè)計變量

2、和參數(shù)的值能達到應(yīng)有的取值范圍,其數(shù)學模型能更接近客觀實際,分析的結(jié)果更為合理。
　　 除了選取圓弧齒輪的模數(shù)、齒數(shù)、螺旋角和齒寬作為優(yōu)化設(shè)計變量外,本文考慮了齒輪齒數(shù)取整對傳動比的影響,增加了對傳動比誤差的限制,所以增加了傳動比為設(shè)計變量；在設(shè)計齒輪時,最好在齒寬不變的條件下,為得盡可能多的嚙合點數(shù)和嚙合齒數(shù),本文在約束條件中考慮了剩余齒寬△b以及凸凹齒面上接觸點間距離qTA對雙圓弧齒輪嚙合傳動的影響,增加了多點和多齒嚙合關(guān)系

3、式△b≥qTA為約束條件。
　　 為了計算程序簡單,一般在優(yōu)化過程中一般把模數(shù)作為連續(xù)變量處理,優(yōu)化后的模數(shù)通常不是標準值,直接將模數(shù)圓整為標準值不一定是最優(yōu)結(jié)果。本文考慮了如果優(yōu)化后的模數(shù)不是標準值,與模數(shù)標準系列進行比較,取與其最接近兩個標準值,得到如下四個計算結(jié)果:
　　 ①向下取標準模數(shù),其余設(shè)計變量值取優(yōu)化結(jié)果；
　　 ②向上取標準模數(shù),其余設(shè)計變量值取優(yōu)化結(jié)果；
　　 ③向下取標準模數(shù),并且將

4、其作為是常量,在目標函數(shù)不變的情況下,對其余設(shè)計變量重新優(yōu)化取值；
　　 ④向上取標準模數(shù),并且將其作為是常量,在目標函數(shù)不變的情況下,對其余設(shè)計變量重新優(yōu)化取值。
　　 對四個結(jié)果綜合評價,擇優(yōu)選取。
　　 雙圓弧齒輪的失效常常是由于輪齒的彎曲斷裂而引起的,因此齒輪的承載能力受到它的彎曲強度限制?？紤]到雙圓弧齒輪結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性,本文使用Pro/Engineer3D中的參數(shù)化建模功能,建立了雙圓弧齒輪的三維模型,然