雙圓弧齒輪傳動(dòng)優(yōu)化設(shè)計(jì)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(dòng)得到了廣泛的使用,而雙圓弧齒輪傳動(dòng)又具有漸開線齒輪傳動(dòng)無(wú)法比擬的特點(diǎn),由于雙圓弧齒輪有很高的接觸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度,傳動(dòng)中嚙合面易形成動(dòng)壓油膜,且具有良好的跑合性,所以在齒輪傳動(dòng)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(dá)到更好的經(jīng)濟(jì)效益和性能,本文采用模糊數(shù)學(xué)優(yōu)化的方法對(duì)雙圓弧齒輪減速器以體積最小為目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。由于模糊優(yōu)化方法考慮了研究對(duì)象客觀存在的模糊因素,使設(shè)計(jì)變量

2、和參數(shù)的值能達(dá)到應(yīng)有的取值范圍,其數(shù)學(xué)模型能更接近客觀實(shí)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(jì)變量外,本文考慮了齒輪齒數(shù)取整對(duì)傳動(dòng)比的影響,增加了對(duì)傳動(dòng)比誤差的限制,所以增加了傳動(dòng)比為設(shè)計(jì)變量；在設(shè)計(jì)齒輪時(shí),最好在齒寬不變的條件下,為得盡可能多的嚙合點(diǎn)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(diǎn)間距離qTA對(duì)雙圓弧齒輪嚙合傳動(dòng)的影響,增加了多點(diǎn)和多齒嚙合關(guān)系

3、式△b≥qTA為約束條件。
　　 為了計(jì)算程序簡(jiǎn)單,一般在優(yōu)化過(guò)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(biāo)準(zhǔn)值,直接將模數(shù)圓整為標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)值,與模數(shù)標(biāo)準(zhǔn)系列進(jìn)行比較,取與其最接近兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)值,得到如下四個(gè)計(jì)算結(jié)果:
　　 ①向下取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù),其余設(shè)計(jì)變量值取優(yōu)化結(jié)果；
　　 ②向上取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù),其余設(shè)計(jì)變量值取優(yōu)化結(jié)果；
　　 ③向下取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù),并且將

4、其作為是常量,在目標(biāo)函數(shù)不變的情況下,對(duì)其余設(shè)計(jì)變量重新優(yōu)化取值；
　　 ④向上取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù),并且將其作為是常量,在目標(biāo)函數(shù)不變的情況下,對(duì)其余設(shè)計(jì)變量重新優(yōu)化取值。
　　 對(duì)四個(gè)結(jié)果綜合評(píng)價(jià),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(qiáng)度限制。考慮到雙圓弧齒輪結(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