弧齿锥齿轮基本参数优化设计

• 作者: 唐二星 孙月海
• 来源期刊: 工程设计学报
• 学科: 工学
• 关键词: 弧齿锥齿轮 基本参数 优化设计 啮合界限线 根切界限线 多目标粒子群优化算法
• 年，卷（期）: 2020,（5）
• 所属期刊栏目: 优化设计
• 页码范围: 616-624
• 页数: 9页
• 分类号: TH132.41
• 语种: 中文
• DOI: 10.3785/j.issn.1006-754X.2020.00.069

摘要

为改善因传统机械式机床加工运动受限而采用局部共轭接触造成的齿面接触区域小的现状,同时为提升齿面接触性能,提出了一种弧齿锥齿轮基本参数优化设计方法.基于齿轮副全齿面接触的实现方法,以齿轮基本参数为优化变量、排除啮合界限线和根切界限线(以下简称为"2类界限线")及防止齿顶变尖为约束条件,建立了以传动润滑性能综合参数和齿面瞬时接触线总长度最大为目标的齿面接触性能多目标优化数学模型.引入更加适合模型本身的现代多目标骨干粒子群算法求解最优基本参数.以一个具体的弧齿锥齿轮为研究对象,对比基本参数优化设计前后齿面的接触性能指标.数值仿真结果表明,优化后2类界限线分布于工作齿面区域外,表征润滑性能的综合参数的最小值和表征承载能力的齿面瞬时接触线总长度的最小值都有明显提升.有限元模型仿真结果表明,优化后工作齿面无干涉且呈全齿面接触.该研究提供了一种快速可行的弧齿锥齿轮基本参数最优设计方法,为弧齿锥齿轮的优化设计提供了参考.