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安徽工学豌学报
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⑤拖拉机变速箱齿轮副优化设计。
趔里鏖.
汽车工程系合肥
摘耍根据我国和南斯拉走在拖拉机变速箱的设计、割连、使用、维修
方面的经验, 考虑到前资料中所提供的变速箱优化目标函数的某些不足, 本
文提出新的优化目标函数, 即给弯曲疲劳强度足够的重视后, 使弯曲疲劳强
度和接触疲劳强度了拖拉机变速箱的使用寿命。
关键词优化齿托副
中稠分类号
暑言
拖拉机变速箱齿轮副的优化设计多年来一直是国内外的研究课题, 因而这方面的文
献资料很多。但这些文献所提供的优化目标函数大多数是在给定功率下寻求最小体积或
最小重量, 或在给定中心距下追求最大传递功率或考虑到最小油膜厚度进行齿轮几何参
数的优化设计等等。上述的优化目标函数在某种程度上来说忽视了对齿轮使用寿命的考
虑,即没有综台考虑齿面接触疲劳强度和齿根弯曲疲劳强度。固而有可能导致齿轮的较
早失效。此外, 在某种意义上说, 对拖拉机变速箱有时也没有必要追求最小体积或最小
重量。
根据我国和南斯拉夫在拖拉机变速箱设计、制造、使用、维修方面的经验,考虑到
以前优化目标函数的某些不足, 本文提出了新的优化目标函数, 即考虑到齿根的断裂比
齿面的点蚀会带来较严重的后果, 给齿攫弯曲疲劳强度一较大的加权系数后, 使齿轮的
弯曲强度和齿面接触疲劳强度相等, 以延长拖拉机变速箱的使用寿命。
优化设计
. 已知数据
作用在小齿轮上的设计扭矩。小齿轮的转速。啮台副传动比。
刀具参数; 刀具凸台突出量,和凸台角。
. 目标函数
本文曾于年在铁托招勒召开的第三届国际车辆工程学术会一宣读。
收文日期: ~ —
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第儿卷第期拖拉机变速箱齿轮喇优化设计· ·
如引言中所述, 目标函数应为
巳: ￡.

式中, , , 的意义参见文献
一加权系数. .
把目标函数化成标准形式,为
㈣等一警.
. 设计变量
除了巳知参数之外,小齿轮的齿数,小齿轮的法面变位系数.,法面模数,
螺旋角和齿宽是设计拖拉机变速箱的最主要的参数,且相互独立。其它参数的取值均
随上述五个参数的值而变。因此,可把:, ,, 和作为设计变量, 即:
,:,,, , ,, .
. 约柬条件
.. 齿轮强度约束条件
齿轮的接触应力应不大于许用接触直力, 齿轮的弯曲应力应不大于许用弯曲应力,
即
≤.
≤.
±≤, .
化成标准形式有
一≤.
‘一‘≤.
一。≤.
.. 根切约束条件
不产生根切的最小齿数为

.儿
而■
式中。一端面齿顶高系数。。
一法面齿顶高系数,对于正常值
口一端面压力角。
,可得最小允许变位系数
; : 皇.
∞
由此可得出齿轮根切约束条件
—≤.
:一≤.
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。‘安徽工学院学报年月
.●. 过渡曲线约束条件
为避免齿轮传动中的过菠曲线干涉, 。
对于小齿轮
, ;一⋯一≥一一.
对于大齿轮
一乏≥一.
式中。一端面啮合角,
.一, 一小大齿轮端面齿顶压力角