非圓齒輪傳動的快速優(yōu)化設(shè)計.pdf

1、　　與定速比傳動的圓齒輪不同，非圓齒輪能實(shí)現(xiàn)變速比傳動，廣泛應(yīng)用與輕工、紡織、煙草、食品等機(jī)械中，在機(jī)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計中具有重要作用。但是，由于其設(shè)計計算復(fù)雜、加工制造困難，長期以來限制了非圓齒輪更為廣泛的應(yīng)用。進(jìn)入20世紀(jì)70年代以后，隨著計算機(jī)技術(shù)和數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，掀起了新的一輪非圓齒輪研究及應(yīng)用熱潮，因而被稱為非圓齒輪的“再發(fā)明(Rediscovering)”。　　齒輪數(shù)控技術(shù)的發(fā)展解決了非圓齒輪加工制造困難的問題。但是，現(xiàn)有文獻(xiàn)中給

2、出的設(shè)計方法(包括計算機(jī)輔助設(shè)計方法)均屬于基于分析的設(shè)計方法，即：給定一組參數(shù)，得到分析計算(校核計算)結(jié)果，如發(fā)現(xiàn)不妥，則修改給定參數(shù)，在做分析與校核，具有較大的盲目性，設(shè)計周期冗長，設(shè)計質(zhì)量也難以保證?！　”疚尼槍Ψ菆A齒輪設(shè)計計算復(fù)雜的問題，將優(yōu)化設(shè)計的概念引入非圓齒輪設(shè)計。因?yàn)榉菆A齒輪的設(shè)計過程可表述為：在給定傳動比變化規(guī)律的前提下，選取一組幾何參數(shù)，在保證齒輪正確嚙合、連續(xù)傳動的約束下(還可包括強(qiáng)度、剛度等約束)，盡可能逼近

3、給定的傳動比變化規(guī)律，其本質(zhì)是一個優(yōu)化問題?！　”疚姆謩e給出橢圓齒輪、變性橢圓齒輪、偏心齒輪三種封閉性非圓齒輪傳動的多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計數(shù)學(xué)模型；依據(jù)嚙合基本定理(Willis)推導(dǎo)和完善了非圓齒輪傳動設(shè)計的有關(guān)公式；編寫了非圓齒輪傳動優(yōu)化設(shè)計程序。　　經(jīng)過使用本文的優(yōu)化設(shè)計程序?qū)σ酝挠嘘P(guān)算例進(jìn)行計算并比較，證明了，引入優(yōu)化設(shè)計概念進(jìn)行非圓齒輪傳動的設(shè)計，是一種基于綜合的設(shè)計方法，無須反復(fù)試湊參數(shù)和進(jìn)行校核修正，能滿足工程設(shè)計的不同需要