基于诱导法曲率的非对称弧齿锥齿轮多目标优化

为提高非对称弧齿锥齿轮的设计效率及质量,依据微分几何、弹性流体动力润滑理论、弧齿锥齿轮设计理论与方法及可靠性设计理论,建立以齿间最小油膜厚度、可靠性及大小齿轮等强度原则为约束,以齿面诱导法曲率主值最小和锥齿轮传动总体积最小为目标函数的约束多目标优化设计数学模型;借助于粒子群多目标优化算法,利用Matlab编制优化程序,通过范例进行优化设计。根据齿轮啮合原理和现代磨擦学原理分析诱导法曲率主值对齿面接触强度和抗胶合承载能力的影响。研究结果表明,利用粒子群多目标优化算法和得到的设计参数,能有效地提高弧齿锥齿轮传动系统的承载能力,保证传动系统的可靠度,明显降低重量和体积,获得性价比较佳的弧齿锥齿轮传动产品。     

改进遗传算法和ABAQUS的斜齿轮传动优化设计

选取一对外啮合渐开线斜齿圆柱齿轮,以其分度圆圆柱体积最小为优化目标函数,建立数学模型。为满足斜齿轮齿根弯曲强度和齿面接触疲劳强度,运用改进的遗传算法将求解过程简化,得到最优解。并利用ABAQUS有限元软件,对齿轮啮合进行有限元强度分析,最后将分析结果进行模拟显示。结果表明,利用遗传算法求解斜齿轮问题便捷可靠。     

斜齿圆柱齿轮传动的齿轮箱多目标优化设计

以提高承载能力、满足等强度设计、并减小齿轮传动的中心距为目标函数,建立了二级斜齿圆柱齿轮传动的多目标优化设计数学模型,采用NSGA-Ⅱ算法进行优化求解,对二级斜齿圆柱齿轮进行多目标优化设计,得到了parteto最优解,结果显示其强度和平稳可靠性有所提高,且能够满足等强度设计的要求,同时使中心距有一定的减小。     

斜齿轮拓扑修形优化设计与试验

为了提高斜齿轮副的啮合性能,提出一种对齿轮齿廓和齿向双向修形的拓扑修形方法.基于Romax Designer软件平台,建立斜齿轮副的传动模型,并根据齿轮拓扑修形方法与遗传算法来确定修形参数并在Romax中进行优化.改变微观几何参数查看齿轮修形前后的传动误差与齿面载荷分布的均匀性.为验证仿真结果正确性,对斜齿轮副进行振动...     

自动变速器行星齿轮机构的优化设计

根据自动变速器行星齿轮机构的特点和要求,在保证传动比合理和体积减小等40个约束条件下,以行星齿轮机构中各齿轮强度均等或接近于优化目标,建立齿轮齿面接触疲劳应力差值最小和齿根弯曲疲劳应力差值最小的优化模型,并用MATLAB进行优化计算。与原设计比较,优化设计的行星齿轮机构的齿面接触疲劳应力和齿根弯曲疲劳应力的最大值、应力差值以及整体应力都下降,特别是齿根弯曲疲劳应力最大值减小了12.24%,而且所有齿轮的齿根弯曲疲劳应力几乎相等,优化效果明显。优化设计的行星齿轮机构体积比原设计小3.54%,而且在传动比、尺寸参数和工艺参数方面,优化设计也都有优势。     

基于Romax的斜齿圆柱齿轮减速器参数优化

以某斜齿圆柱齿轮减速器为研究对象,利用Romax Designer建立分析模型进行参数优化设计,旨在提高减速器的传动平稳性以及使用寿命。结合斜齿轮参数优化理论,以齿顶滚滑比为优化目标进行宏观参数优化、以传递误差和齿面载荷分布为优化目标进行微观参数优化,综合使用宏观参数优化和微观参数优化对减速器第一级传动副进行优化设计,改善了减速器齿轮传动中存在的问题。通过分析对比优化前后的齿轮传动性能,优化后齿轮减速器的传动性能和使用寿命都得到了有效提升。     

基于修根刀具的螺旋锥齿轮齿面优化

为了有效提高螺旋锥齿轮副的啮合质量,基于修根刀具对齿轮副进行了齿面优化研究。首先,构建了修根刀廓的齿面数学模型,设计并优化了刀具的几何设计参数,以此为基础建立了齿轮副的齿面数学模型;基于有限元软件研究了修根刀具对齿面接触应力的影响;最后,为了进一步验证修根刀具的作用,做了大量的加工与滚检试验。结果表明,采用合理的修根刀具可以大幅改善螺旋锥齿轮副的啮合质量。     

曲柄式渐开线行星齿轮传动的优化设计

本文以传动体积最小为目标，对曲柄式渐开线行星齿轮传动的传动比做最优化分配；以该传动中少齿差内齿轮副的啮合效率最高为目标，对内齿轮副的几何参数进行优化设计。     

汽车变速器高档齿轮的降噪设计

针对变速器高档齿轮噪声高的特点，分析齿轮噪声产生的机理，探讨低噪声齿轮副的设计原理。以减小齿轮振动加速度、齿面最大滑动速度及摩擦力的突变量为目标建立了高档齿轮副低噪声优化设计的数学模型，并通过实例对齿轮参数进行优化设计，得出满意结果。     

基于LINGO的斜齿轮最优化设计

以斜齿轮体积和传动平稳可靠性为目标函数,建立了斜齿圆柱齿轮传动的多目标优化设计数学模型。将LINGO9.0优化算法应用于机械工程的优化设计中,提出了LINGO算法的优化原理及数学模型的建立,给出求解的方法。对减小体积和提高传动平稳可靠性两个目标进行了联合优化,在满足强度、传动平稳性等方面寻求最优化齿轮配置。     

考虑数字齿面的斜齿面齿轮增材制造加工方法

为研究斜齿面齿轮的增材制造加工方法,运用齿轮啮合空间传动原理及增材制造的基本原理,建立了斜齿面齿轮和圆柱斜齿轮副的空间啮合坐标系、增材加工坐标系和逐层加工模型坐标系,建立渐开线斜齿轮啮合和斜齿面齿轮的齿面方程,形成斜齿面齿轮的数字化齿面。建立可用于增材制造加工的面齿轮三维参数几何模型,对该模型进行前处理,对增材制造加工过程进行分析,得到了斜齿面齿轮增材制造加工的一种加工方法。结果表明:斜齿面齿轮齿面方程的建立,形成数字齿面,可以快速有效地反应出斜齿面齿轮的几何特征,提高了增材制造加工的准确度。提供一种增材制造加工的方法,为斜齿面齿轮的快速成型加工提供依据。     

无侧隙双滚子包络环面蜗杆传动的参数优化

无侧隙双滚子包络环面蜗杆传动是一种能同时满足高精度、大载荷要求的新型环面蜗杆传动.为获得啮合性能优良的无侧隙双滚子包络环面蜗杆传动,提出综合考虑传动齿面接触性能和润滑性能对该新型传动的几何参数进行优选.通过对蜗杆副齿面啮合参数如诱导法曲率、卷吸速度、润滑角以及滚子自转角等的数值计算,分析表征传动啮合性能的齿面接触参数的影响因素,进而确定该新型蜗杆传动优化设计变量的取值范围.以此为基础,建立以蜗杆副的滚子自转角及齿面综合系数为优化目标,建立以传动齿面润滑角、蜗杆轴的强度与刚度以及几何不干涉等为约束的优化设计数学模型,并用Matlab的遗传算法工具箱对数值算例进行求解.数值实例表明,经过几何参数优化的蜗杆传动,其齿面接触性能和润滑性能明显得到改善和提高.     

高速重载齿轮传动多目标优化设计研究

针对高速重载工况,以齿轮传动的动载系数和齿面接触应力为优化设计目标函数,齿轮基本参数为设计变量,建立了圆柱齿轮传动的多目标优化设计数学模型,分析了设计变量对齿轮传动接触强度和弯曲强度的影响,采用线性加权法求解了齿轮传动的多目标优化问题.结果表明,以动载系数和齿面接触应力为目标函数的多目标优化设计与以最小体积为目标函数的单目标优化设计相比,优化后的动载系数和齿面接触应力更小,达到了减小系统振动和噪声,提高齿轮传动的承载能力的目的,为高速重载齿轮传动设计奠定了基础.     

斜线齿面齿轮插齿加工及有限元分析

接触强度和弯曲强度直接影响着斜线齿面齿轮副的使用寿命,是其设计的重要指标。以斜线齿面齿轮副为基础,研究准共轭齿廓的展成原理,建立面齿轮齿面的精确数学模型,并进行齿宽设计;采用逆向建模软件CATIA建立高精度实体模型,利用ABAQUS对齿轮副进行有限元分析,提取出倾角为0°和倾角为5°时两组不同的斜线齿面齿轮副的接触应力曲线和弯曲应力曲线,进行比较得出了弯曲应力和接触应力的产生位置和变化情况,为斜线齿面齿轮的可靠性提供了参考。     

偏置蜗杆面齿轮传动的参数化建模与接触分析

偏置蜗杆面齿轮传动是由圆柱形蜗杆与曲线齿面齿轮构成的一类新型齿轮传动,曲线齿面齿轮的齿面几何形状不同于常见的直齿或斜齿面齿轮,其齿面形状复杂,具有不对称性等特点。将偏置蜗杆面齿轮作为研究对象,以齿轮啮合理论为基础,完成对曲线齿面齿轮齿面方程的求解,结合MATLAB编程、Solidworks实体建模,得到其几何模型。建立渔线轮中偏置蜗杆面齿轮传动副模型,并通过有限元软件分析实际工况下该对齿轮副的接触情况和传动特性,为后续面齿轮传动系统的优化设计及传动强度校核提供实验指导和理论依据。     

采煤机摇臂齿轮传动系统的可靠性优化设计

针对采煤机摇臂齿轮传动系统的设计,以可靠性设计理论为基础,推导出在齿轮强度、应力都服从正态分布时的齿面接触疲劳强度和齿根弯曲疲劳强度为约束条件,齿轮系体积最小为目标函数的优化数学模型,通过Matlab的遗传算法优化工具箱对其进行优化求解。实例结果表明,方法得到的设计参数能有效地提高摇臂齿轮传动系统的可靠度,减小齿轮传动系统的体积、重量,有利于实现产品轻量化,节约成本。     

最小体积二级圆柱齿轮减速器的优化设计

阐述了二级斜齿圆柱齿轮减速器的优化设计,其数学模型的建立是以中心距最小为目标,通过确定设计变量、目标函数和约束条件,编写目标函数及约束函数子程序进行优化计算,提高了设计效率,使齿轮传动既满足使用性要求,又节约材料,降低成本。     

齿面微观几何分析技术在齿轮优化设计中的应用

在纵置变速器中,常啮合齿轮副可靠性的高低对于变速器整体性能水平有很大的影响.针对某汽车纵置变速器常啮合齿轮失效故障进行分析,根据分析结果,运用RomaxDesigner软件中的齿面微观几何分析技术对该齿轮副进行优化设计.对齿轮副进行齿面微观优化修形,并对优化修形前后齿面载荷分布均匀性、齿面接触和齿根弯曲强度安全系数等参数进行对比.对比结果表明,通过优化修形可以使齿面载荷分布更加均匀,提高齿面接触和齿根弯曲强度,进而达到增加齿轮寿命的目的.     

变齿厚斜齿轮传动齿面接触数学模型的建立

变齿厚斜齿轮传动综合了斜齿轮和变位齿轮传动的优点,为保证平行轴变齿厚斜齿轮接触良好,传动可靠,应对设计的齿轮对进行齿面接触分析.根据设计的待加工齿轮参数,确定小、大齿轮的齿面方程,建立其接触的数学模型,进而对标准安装以及存在安装误差的齿面接触情况进行研究,为接触有限元分析及制造加工奠定理论基础.     

少齿差星轮传动多目标优化及其强度仿真分析

少齿差星轮传动存在弹性啮合效应,其真实承载能力数倍于按传统齿轮设计理论所得的计算值。作者基于多齿弹性接触效应,以星轮核心单元啮合效率最大、体积最小以及内外齿轮等强度为优化目标,以齿轮基本参数为设计变量,建立了少齿差星轮传动多目标优化数学模型。优化结果表明:内外齿轮强度接近,啮合效率99.65%,结构体积下降29.3%。运用ANSYS Workbench对少齿差星轮进行静力学仿真,验证了多齿弹性接触效应载荷分配系数计算方法的正确性,同时得到轮齿的最大应力位置与理论计算一致、应力值误差均小于6%,满足工程精度要求,验证了多齿弹性啮合齿轮设计理论的正确性以及优化方案的合理性。