基于群组层次分析法的齿轮材料评判与选择

黄海松，秦志远，张 慧

1 引言

齿轮是常用的机械传动零件，能够较为精确地调节速度和传递功率，因而在汽车、机床、拖拉机等常用机械设备中广泛应用。齿轮的主要失效形式包括齿面点蚀、轮齿塑性变形及折断等。合理选择齿轮材料可以提升齿轮的内在质量与使用性能[1]。

众多学者对齿轮等机械材料的选择进行了深入研究。文献[2]结合矿山机械的工作特点和工作环境，将备选材料的各项性能进行对比分析，实现了矿山机械齿轮材料的选择；文献[3]依据经验介绍了几种工况下的常用的矿山机械齿轮材料，并分析了化学元素和热处理方法对齿轮材料性能的影响；文献[4-5]分别将多层级模糊综合评判法应用到绿色制造中的齿轮材料和车床主轴材料选择方法中；文献[6]基于模糊层次分析法对机械工程材料的选择进行了研究。综合以上文献，可以得知齿轮材料的选择需要综合考虑多方面因素，且涉及定性与定量分析。对齿轮材料进行系统客观且全面的评价和选择，单一的某类方法已不能满足需求。

层次分析法（Analytic hierarchy process，AHP）结合定性判断与定量分析，利用数量形式处理人的主观偏好，实现科学决策。群组层次分析法（Group analytic hierarchy process，GAHP）以层次分析法为基础，集合多位专家的判断信息，根据专家经验和知识水平对不同专家的判断信息赋予权重，有效避免主观差异性，使决策结果更加合理[7]。对于确定的某几种材料，在某工况下判断相互之间的性能优劣，往往存在一定的模糊性。……