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弧齿锥齿轮传动的多目标优化设计

工程车辆驱动桥主减速器的功能是降低转速,增大扭 矩,以满足车辆工作和行驶的要求,故采用弧齿锥齿轮传动 较为合适。弧齿锥齿轮传动的承载能力大,工作条件恶劣, 那么其结构优劣、工作的可靠性和使用寿命将直接影响整机 性能的发挥。对其设计方法的研究,在改善其工作性能和提 高经济效益都具有重要的意义。以往弧齿锥齿轮传动的优 化设计是以体积最小为基础,将设计中的应力、强度等变量 视为确定型变量,这不符合实际运行情况。本文在充分考虑 体积最小、接触强度计算的许用传递功率最大和弯曲强度计 算的许用传递功率最大三者关系的基础上,对弧齿锥齿轮传 动进行了多目标优化设计。 1 设计变量的确定[23] 在传动比和传递扭矩给定的条件下,弧齿锥齿轮传动需 确定的参数有:小锥齿轮齿数Z1、齿宽中点螺旋角βm、齿宽b 和大端端面模数mt,故取设计变量为: X=[x1x2x3x4]=[z1βmbmt] 2 目标函数的建立 2.1一般情况 在一般情况下...  (本文共3页) 阅读全文>>

哈尔滨工业大学
哈尔滨工业大学

航空用微小型减速装置多目标优化设计及性能分析

航空航天领域迫切需求开发出一种具有体积小、重量轻、回差小、输出扭矩大、动力学特性好、传动平稳和传动效率高等诸多优点的微小型减速装置,其技术指标要求近乎苛刻本文成功地开发出一种航空用微小型可调间隙变厚齿轮RV减速装置,并对其进行了理论研究和样机试验。首先在对国内外现有减速装置的多种方案进行了全面深入分析,为了实现输入输出轴垂直和苛刻的技术要求确定了采用RV减速传动形式。确定了圆弧锥齿轮传动(高速级)和变齿厚齿轮传动(低速级)的可调隙RV减速装置方案。根据传统设计方法初步确定了减速装置的结构参数,运用有限元理论及ANSYS软件对其关键件进行了强度和模态分析,为此开发出少齿差变厚齿轮参数化设计软件,解决了变厚齿轮因各种截面变位系数不同、左右齿廓参数完全不同,使其公式复杂和参数计算量大等问题。针对传统的多目标优化算法必须通过线性加权的方式处理目标函数,只能达到近似的优化问题。本文提出一种精确的多目标优化算法,即改进的双群体差分多层文化粒...  (本文共133页) 本文目录 | 阅读全文>>

西北农林科技大学
西北农林科技大学

拖拉机中央传动弧齿锥齿轮的有限元分析及优化

弧齿锥齿轮因其承载能力高、传动效率高、传动平稳、噪声小等优点,被广泛的应用于汽车、拖拉机、航空、航海、机床等行业中。在拖拉机的中央传动中,弧齿锥齿轮担负着传递扭矩和改变运动的方向的作用,是重要动力传输零件。该零件在强度、动态性能和可靠性方面要求都很高,然而弧齿锥齿轮在传动系统中的工况十分复杂,可能会出现由原动机和负载引起的外部激励啮入啮出的冲击、齿侧间隙、齿形误差等引起的内部激励。弧齿锥齿轮朝着高速、重载和轻质方向发展。因而,很有必要对拖拉机中央传动弧齿锥齿轮的动力学特性、强度、可靠性方面进行深入研究。本文运用CAD/CAE计算机辅助技术,对集材-80拖拉机前桥及后桥弧齿锥齿轮进行有限元分析及优化。(1)根据弧齿锥齿轮的啮合原理及齿面微分邻域特性具体分析了弧齿锥齿轮的实际齿面啮合情况,结合弧齿锥齿轮的切齿原理及刀具方程,推导出了弧齿锥齿轮的齿面方程。(2)利用pro/e参数化设计程序,建立了弧齿锥齿轮的三维实体模型;并将弧齿锥齿...  (本文共65页) 本文目录 | 阅读全文>>

《图学学报》2014年01期
图学学报

基于微分进化算法的非对称弧齿锥齿轮约束多目标优化

对弧齿锥齿轮传动进行约束多目标优化设计是提高产品设计质量、缩短产品设计周期、提升产品市场竞争力的有效手段。传统的格利森制弧齿锥齿轮是按照齿面两侧具有相同啮合性能的原则进行对称设计。但在工程实践中,大部分传动装置如汽车等正转一侧齿面的使用率大大高于另一侧。因此,为充分利用材料,研究弧齿锥齿轮强度的非对称设计(在反转齿面用一个小的压力角、在正转齿面使用一个较大的压力角)即可以提高齿轮的齿根弯曲强度、齿面接触强度和胶合强度又可以有效地避免齿顶过分变尖的现象,具有工程实用意义。文献[1-2]提出了设计双压力角非对称齿廓齿轮的思想,用以在发挥大压力角优点的同时又可避开轮齿两侧压力角同时增大会导致齿顶强度和柔度下降,抗冲击能力降低,加载时容易崩齿等缺点。文献[3]提出了在准双曲面齿轮轮坯设计中,摒弃强度的对称设计,修正正转用齿面的压力角,以增加正转用齿面的强度,减少齿根拉应力。本文在上述设计思想的基础上,根据齿轮啮合原理和现代摩擦学理论,建...  (本文共5页) 阅读全文>>

《机械强度》2012年05期
机械强度

基于诱导法曲率的非对称弧齿锥齿轮多目标优化

引言传统的格利森制弧齿锥齿轮是按照齿面两侧具有相同啮合性能的原则进行对称设计。但在工程实践中,大部分传动装置如汽车等正转一侧齿面的使用率大大高于另一侧。因此为充分利用材料,研究弧齿锥齿轮强度的非对称设计(在反转齿面用一个小的压力角,在正转齿面使用一个较大的压力角)既可以提高齿轮的齿根弯曲强度、齿面接触强度和胶合强度,又可以有效地避免齿顶过分变尖的现象,具有工程实用意义。文献[1-2]提出设计双压力角非对称齿廓齿轮的思想,用以在发挥大压力角优点的同时又可避开轮齿两侧压力角同时增大导致的齿顶强度和柔度下降,抗冲击能力降低,加载时容易崩齿等缺点。文献[3]提出在准双曲面齿轮轮坯设计中摈弃强度的对称设计,修正正转用齿面的压力角,以增加正转用齿面的强度,减少齿根拉应力。本文在上述设计思想的基础上,依据弹性流体动力润滑理论、弧齿锥齿轮设计理论与方法、微分几何及可靠性设计理论,建立以齿间最小油膜厚度、大小齿轮等强度原则及可靠性为约束,以齿面诱...  (本文共5页) 阅读全文>>

《机械科学与技术》2010年07期
机械科学与技术

弹性支承下弧齿锥齿轮切齿参数的多目标优化设计研究

为了改善发动机转子系统的振动特性,新型航空发动机越来越多的采用弹性支承。在弹性支承下,安装在发动机转子上的中央弧齿锥齿轮的轴心轨迹发生涡动,使齿轮副的接触印痕和传动误差发生变化,从而对传动系统的可靠性和稳定性有重要影响。因此,保证弧齿锥齿轮在弹性支承下具有良好的接触性能是新型航空发动机动力传输系统设计的关键技术之一,对提高发动机的工作可靠性具有重要意义。为了满足现代航空发动机对动力传输系统要求,国内外学者针对弹性支承下弧齿锥齿轮的接触特性进行了深入地研究[1~6]。文献[1]将支承变形转化为弧齿锥齿轮副的安装距变化量,研究了弹性支承下弧齿锥齿轮传动的接触稳定性;文献[2]研究了安装误差对齿轮接触性能的影响。已有的研究论文基本上都是分析弹性支承下弧齿锥齿轮的接触特性,而关于如何保证弧齿锥齿轮在弹性支承下具有良好的接触性能方面的研究较少,通过优化设计齿轮切齿参数来提高弹性支承下齿轮接触性能的研究尚未见到公开发表的论文。笔者考虑针对某...  (本文共5页) 阅读全文>>