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第卷吉林工学院学报】.
年月.

. 二级斜齿圆柱齿轮减速器齿轮传动
』弓.

. . . . . —一。
摘要针对展开式二级斜齿圆柱齿轮减速器的齿轮传动进行了优化设计,并利用优化结果
进行齿轮结构的计算机辅助绘图。文中的优化数学模型是以减速器的总中心距作为目标函数,
以齿轮的强度要求、不干涉条件及润滑等条件作为约束条件,采用复合形法进行优化。通过实例
证明优化效果明显。采用高级语言写接口文件,绘制了齿轮的零件图。
关键词优化设计设计变量目标函数约束条件计算机辅助设计
分类号..

, 圆狂齿把破蓬署
前言茜纪传斜圆狂卤阮
机械优化设计与机械在学科内容上有着密切的关联,而且它们的蔑厣和应用是
相互促进的,机械优化设计算法本身是一种迭代逼近过程,离不开技术而目前在
中又大多融人了优化技术的内容,使的工作效果更一个层次。二级斜齿圆柱
齿轮减速器应用十分广泛,通常采用常规方法进行设汁,渡繁琐同时不易得到佳设计。
文中提出的二级斜齿圆柱齿轮减速器齿轮传动,包’,齿轮传动的优化设计齿轮零件
图的计算机辅助绘图两部分。其中优化设计程序是逆用程序,只要输入设计要求的原始数
据就能很快地计算出减速器主要零件的最佳参数利用优化结果,
与联接的接口文件.~『、环境执行此接口文件即可自动绘齿轮的零
件图。
二级钭齿圆柱齿轮减速器齿轮传动的优化设计
. 数学模型
本文所用符号及单位符台“渐开线圆柱齿轮承载能力计算方法国家标准

., 设计变量
二级斜齿圆柱齿轮减速器的齿轮传动高速级和低速级的法面模数一。传动比
、,螺旋角两个小齿轮的齿数、均可选作设计变量。但由于已绐定总传动比所
以。/,即:已不是独立变量故不应再被取为设计变量另外,为使问题简化,在优
化过程中,我们假设四个齿轮均为标准齿轮所以我们选用如下个设计变量,即
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吉林工学院学报第卷
.. 目标函数
减速器的设计可以有多种最优化方案。我们这里的指导思想是:对给定传递功率、总传
动比和输人转速后,在满足强度等条件下,使其体积最小从而结构最紧凑、重量最轻。欲使
减速器体积最小,可以归结为使减速器的两级齿轮中心距之和为最小,所以我们以总中心距
为目标函数。

——卅】:卅一:
即厂】
.. 约束条件
性能约束
在减速器的齿轮啮合参数设计甲,必须满足齿面接触强度、齿根弯曲强度、中间轴的大
齿轮与低速轴不发生干涉及润滑条件。由此建立以下隐式条件。
①齿面接触强度约束条件
按,≤
按公式≥/.· ··
得高速级齿面接触强度条件为:
】‘卅。’一】’。.≥
低速级齿面接触强度条件为:
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式中:载荷系数
’
、: 分别为高速轴和中问轴扭矩;
绍:齿宽系数;
、№:许用接触应力;
￡。端面重合度;
、:节点区域系数;
目:弹性影响系数。
②齿根弯曲强度约束条件
按公式,≥二
得高速级小齿轮和大齿轮的弯曲强度条件为:
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