基于有限元法的齿轮参数优化及程序开发

发布时间：2019-10-22 21:21

【摘要】：目前，作为机械传动中最重要的传动装置，齿轮传动装置正朝着高速、轻质、低噪音和高可靠性的方向发展。通过对现有齿轮的优化设计，可以增强齿轮的疲劳强度和可靠性，减轻齿轮的质量，减少材料的消耗，从而避免了不必要的经济损失，创造较大的经济效益和社会效益。因此，齿轮的优化设计是一项具有重大的意义的工作。为了实现对齿轮疲劳强度的优化设计，本论文进行了如下工作：在分析啮合原理及齿轮空间几何关系的基础上，利用这些参数和齿轮的几何特征，建立齿轮的参数化有限元模型。然后利用HYPERMESH和ABAQUS两个有限元软件，对所建立的有限元模型进行疲劳应力分析计算，得到齿轮啮合时的啮合应力，并和传统的强度校核公式进行比较验证，为优化设计奠定基础。基于VC++语言平台，编制了双参数的遗传算法优化程序，并通过建立数学模型，验证了优化程序的可行性。在有限元模型参数化建模和疲劳应力计算的基础上，明确了优化模型的优化参数，目标函数和约束条件等，，利用遗传算法的基本原理，建立了以疲劳强度最高、疲劳寿命最长为优化目标的齿轮重要参数的优化模型。本论文的最后开发了基于Microsoft VC++2008平台的软件，基本达到了齿轮的参数在满足设计要求的条件下实现疲劳强度最高、疲劳寿命最长的自动优化的要求，方便了齿轮设计人员和研究人员的使用，也为齿轮的进一步改进完善奠定基础。
【学位授予单位】：浙江理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TH132.41

【参考文献】