渐开线直齿齿轮的齿廓形状优化

本资料包含pdf文件1个，下载需要1积分

渐开线直齿齿轮的齿廓形状优化第
卷 第  期 百 安 工 业 攀 映 学 很 ! ∀ #
∃% # 
&
∋
年 (
月 )∗ ， ∃ − . ∗ / 0 )− ∃ )∃ 1 2 )2 2 3 ∗ / 2 3 4 5 ∃ ∗ .∗ 6 7 − 8 9 -
&
∋

渐开线直齿齿轮的齿廓形状优化
瓦 才 以 母犷
-勺 川、 口
:机 械原理与零件教研室;
摘 要
本 文以 齿根疲劳 弯曲应 力最小 为 目标，
对渐开线 直齿 齿轮的齿廓进行形状 优化 。
采用<昆合离 散速续 变量的优 化方 法，
分别研 完了昨标 准和标 准齿 形 的最优廓形 ，
避
免 采用速续 变量优化 时由于 圆整而 引起的最优 解的昨最优性甚至 不 可行 的可 能性。
优化 结 果表明
齿根圆角半径对齿根 弯曲应 力影响最 大，
齿顶 高 系数次之。
弯曲应
力随齿 根圆角半径的增 大而 减 小 ，
随齿项 高 系数 的减 小 而 减 校
在 非标 准和标 准齿
形 参数情况下，
齿根 弯曲应 力分别下 降 >
#
> 和 (
#
∋ 。 #
关键词
齿 轮≅
形 状优 化≅
齿廓形状 ≅
离 旅优 化。
齿轮传动 的主要失效形式之-就是 由弯曲应力引起的疲 劳折断。
齿根应力集 中通常是产
生疲劳裂纹的根源。
在进行齿轮弯曲疲劳强度计算时，
通常 引入齿形系数 Α /
和应 力集 中系
数 Α 。
来补偿 由于应力集 中引起的强度削弱。
显然，
弯曲应力是与齿轮齿廓形状 密 切 相 关
的。
虽然国际中已规定了渐开线齿轮齿廓标准，
但对影响弯 曲应力的廓形参数进行研究，
进
而寻找出最优廓形，
以减小弯 曲应力，
提高齿轮的寿命，
仍具有重要的实际意义，
特别是对
非标准齿轮的设计具有实际意义。
已有文献采用实验方法研究此问题〔，
Β 叮
木文拟采用混合
离散变量优化方法进行研究。
& 数学模型 的建立
针对弯 曲应力引起的疲劳折断现象，
我们追求的目标为
寻找-系列决定齿廓形状的
设计变量，
在满足工程实际的约束条件下，
使得齿根疲劳弯曲应力最校 ”
这里，
我们选择
的设计变量是决定齿廓形状的参量，
这与我国的标准渐开线齿轮不相符合，
即非标准齿轮。
有考虑制造齿轮的约束条件。
如果需要，
可根据生产厂家的具体要求加入约束。
因此，
优
问题的数学模型可以表示成标准数学规划形式
&
∋ ∋ - Χ之- &
收 少