考虑载荷变化域的斜齿轮副齿面组合修形稳健设计

工程实际中,齿轮副的载荷条件通常不是恒定不变的,而是位于某一变化域中.为了解决考虑载荷变化域的斜齿轮副齿面修形设计问题,首先,构造了基于柔度矩阵法的齿面承载接触方程,并提出了基于能量切片法的齿面法向柔度计算方法,从而建立了修形斜齿轮副传递误差的快速计算方法;其次,基于稳健优化设计理论,以齿轮副传递误差波动量的均值和方差最小为目标,综合采用齿廓修形、螺旋线修形和对角修形,建立了考虑载荷变化域的组合修形参数稳健优化数学模型;然后,将带精英策略的非支配排序的遗传算法与传递误差计算方法相结合,求解得到组合修形参数的Pareto前沿解集;最后,从Pareto前沿解集中选取使传递误差波动量的均值和方差均较...

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Published in机械传动 Vol. 48; no. 8; pp. 89 - 96
Main Authors 徐文博, 袁冰, 马国亮, 禹文涛
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 郑州机械研究所有限公司,河南郑州 450001%西安工业大学机电工程学院,陕西西安 710021%郑州机械研究所有限公司,河南郑州 450001 2024
郑机所(郑州)传动科技有限公司,河南郑州 450001
Subjects
Robust optimization
齿面修形
稳健优化
接触应力
Contact stress
传递误差
斜齿轮
Helical gear Gear
modification
Transmission error
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ISSN1004-2539
DOI10.16578/j.issn.1004.2539.2024.08.012

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Summary:工程实际中,齿轮副的载荷条件通常不是恒定不变的,而是位于某一变化域中.为了解决考虑载荷变化域的斜齿轮副齿面修形设计问题,首先,构造了基于柔度矩阵法的齿面承载接触方程,并提出了基于能量切片法的齿面法向柔度计算方法,从而建立了修形斜齿轮副传递误差的快速计算方法;其次,基于稳健优化设计理论,以齿轮副传递误差波动量的均值和方差最小为目标,综合采用齿廓修形、螺旋线修形和对角修形,建立了考虑载荷变化域的组合修形参数稳健优化数学模型;然后,将带精英策略的非支配排序的遗传算法与传递误差计算方法相结合,求解得到组合修形参数的Pareto前沿解集;最后,从Pareto前沿解集中选取使传递误差波动量的均值和方差均较小的稳健修形参数,并分析了稳健修形斜齿轮副的传递误差波动量随载荷的变化规律.结果表明,采用所提方法得到的修形齿面对载荷变化表现出较强的稳健性.
ISSN:1004-2539
DOI:10.16578/j.issn.1004.2539.2024.08.012