基于PSO算法的斜齿轮NURBS齿面重构研究

斜齿轮被广泛应用于高速重载的传动系统中,需要通过齿轮接触分析(TCA)以及齿轮承载接触分析(LTCA)进行强度校核。针对传统的齿轮接触分析所采用的有限元几何模型精度差的问题,提出了一种四阶斜齿轮齿面非均匀有理B样条(NURBS)拟合方法,并对齿轮渐开线曲面控制点权重进行粒子群优化(PSO)。通过参数化方程生成斜齿轮齿面型值点以进行节点矢量以及齿面控制点的计算,并利用粒子群优化算法,将拟合点到理论曲面的法向投影距离的最大差值作为拟合误差,对构成齿轮的渐开线曲面控制点权重进行调整,实现更为精确的斜齿轮齿面重构拟合。在10×6的网格控制点下,所生成的斜齿轮NURBS渐开线齿面拟合误差为2.059μm,优化后可以达到1.657μm,满足齿廓总偏差2级精度要求,可以为齿轮接触分析以及齿轮承载接触分析提供精确的几何模型。