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齒輪之間的摩擦力對齒輪強度影響——齒輪強度

時間 :2021-10-24 作者 : 來源: 瀏覽 : 分類 :技術文章
隨著齒輪傳動向高速、重載方向發展的加快及研究的不斷深入,人們發現齒間摩擦力對齒輪強度的影響并不能輕易忽視。

隨著齒輪傳動向高速、重載方向發展的加快及研究的不斷深入,人們發現齒間摩擦力對齒輪強度的影響并不能輕易忽視。另外,在齒輪傳動的設計過程中,存在著一些不確定的現象,主要表現為各設計參數的隨機性和模糊性。而常規設計方法中,往往忽略各設計參數的隨機性和模糊性,將所有設計參數均作為確定量來考慮;因此,設計出的方案很難與客觀實際相符。即根據生物進化規律,對一個隨機產生的群體進行繁殖演變和自然選擇,使適者生存;如此代代循環,使群體素質及群體中個體素質不斷進化,并通過群體中個體的多樣性實現對解空間的多點同時搜索,并最終有效地收斂于全局最優解。


基于以上因素,本文結合工程實踐,以一對外嚙合變位斜齒圓柱齒輪傳動為研究對象,通過應用模糊可靠設計理論,采用遺傳算法對齒間摩擦力作用下變位斜齒圓柱齒輪傳動進行模糊可靠優化。實例表明,效果很好遺傳算法下模糊可靠優化數學模型的求解模糊約束的隸屬函數人們常用模糊設計理論中的隸屬函數來表示齒輪應力等參數從完全許用到完全不許用的中介過渡過程。隸屬函數的形式隨約束的性質不同而不同,工程上,根據設計要求和齒輪傳動約束條件的性質,對各約束條件模糊函數均采用線性隸屬函數。遺傳算法流程圖工程實例某單級閉式漸開線斜齒圓柱齒輪減速傳動,已知傳遞功率P1=10kW,主動輪轉速n1=970r/min,齒數比u=4,齒間摩擦因數f=0.14,對稱布置,單向運轉,三班制工作,工作壽命10年,大小兩輪均為45鋼,兩輪均為8級精度;齒輪傳動的模 糊可靠度為R=0.978,小齒輪調質,大齒輪正火,硬度HBS=162~217.試采用遺傳算法對該齒輪傳動進行模糊可靠性優化設計。

 

根據題目要求,利用本文介紹的方法對其進行優化設計。按式建立優化設計的目標函數。確定齒輪法面變位系數xn1和xn2,法面模數mn,小齒輪的齒數z1,齒寬系數d,螺旋角為設計變量。綜合考慮設計水平、制造水平、使用材料、重要程度等模糊因素,采用二級模糊綜合評判方法,確定最優水平值然后通過利用最優水平截集法將模糊優化問題轉化為最優水平截集上的非模糊優化問題,最后采用遺傳算法進行優化求解本文針對傳統齒輪強度理論中所存在的不足和缺陷,給出了齒間摩擦力作用下變位斜齒輪強度計算公式。一系列的研究表明,齒間摩擦力對齒輪強度的影響的確不容忽視。本文綜合考慮影響斜齒輪傳動的各種因素的隨機性、模糊性,因而建立的數學模型和求解方案更接近于客觀實際。由于遺傳算法是從多個點同時開始尋優,因此其求解過程收斂速度快,且可獲得整個優化問題的全局最優解。 


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