非圆齿轮传动的快速优化设计

发布时间：2020-06-14 12:34

【摘要】：与定速比传动的圆齿轮不同,非圆齿轮能实现变速比传动,广泛应用与轻工、纺织、烟草、食品等机械中,在机构创新设计中具有重要作用。但是,由于其设计计算复杂、加工制造困难,长期以来限制了非圆齿轮更为广泛的应用。进入20世纪70年代以后,随着计算机技术和数控技术的发展,掀起了新的一轮非圆齿轮研究及应用热潮,因而被称为非圆齿轮的“再发明(Rediscovering)”。齿轮数控技术的发展解决了非圆齿轮加工制造困难的问题。但是,现有文献中给出的设计方法(包括计算机辅助设计方法)均属于基于分析的设计方法,即:给定一组参数,得到分析计算(校核计算)结果,如发现不妥,则修改给定参数,在做分析与校核,具有较大的盲目性,设计周期冗长,设计质量也难以保证。本文针对非圆齿轮设计计算复杂的问题,将优化设计的概念引入非圆齿轮设计。因为非圆齿轮的设计过程可表述为:在给定传动比变化规律的前提下,选取一组几何参数,在保证齿轮正确啮合、连续传动的约束下(还可包括强度、刚度等约束),尽可能逼近给定的传动比变化规律,其本质是一个优化问题。本文分别给出椭圆齿轮、变性椭圆齿轮、偏心齿轮三种封闭性非圆齿轮传动的多目标优化设计数学模型;依据啮合基本定理(Willis)推导和完善了非圆齿轮传动设计的有关公式;编写了非圆齿轮传动优化设计程序。经过使用本文的优化设计程序对以往的有关算例进行计算并比较,证明了,引入优化设计概念进行非圆齿轮传动的设计,是一种基于综合的设计方法,无须反复试凑参数和进行校核修正,能满足工程设计的不同需要,改善设计质量,提高一次成功率,具有重要的理论与实际意义。
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2005
【分类号】：TH132.41
【图文】：

节曲线,节曲线,情况,内凹

n=22，2，2，、.，，2二、In，一K，砚n，一1)十Kl吸n，一lj仙二.、乙/l、‘/了更直观的说明当主动轮为椭圆时的非圆齿轮传动，凹形的情况，在计算机上模拟齿轮传动的节曲线形图3.7都是nl=1，A()a=30mm的椭圆与n2=l，2，3的齿图3.6中，kl()e二。.3符合节曲线没有内凹部分的条图3.7中，k，()e=0.7，n2二2的卵形齿轮及n2=3的三了内凹现象。

节曲线,节曲线,啮合圆,齿节

()e=0.7，n2二2的卵形齿轮及n2=3的三阶椭圆齿轮上，都出现了内凹现象。图3.6图3A=30，kl=0.3，nl=z与nZ=l，2，3节曲线啮合情况A=30，n，=l，kz=0.7与nZ=1

【引证文献】