基于romax修形斜齿轮动力学特性研究

严 斌

（长安大学工程机械学院，陕西 西安 710064）

0 引言

齿轮传动作为三大传动机构之一，因其传动效率高、结构紧促、传动比准确而广泛应用于机械自动化中。在经济方面，据统计数据显示，大型化工企业如果因齿轮故障停产一天，其损失可达上百万元[1]。每年，我国水泥行业由于磨齿轮故障将直接至少减产200万吨[2]。在安全方面，航空齿轮转速非常高，承受载荷大，结构复杂，但其作为易损坏件要求可靠性高[3]，如果因为齿轮轮齿在传动过程中产生附加周期性变化应力，进而失效（胶合、轮齿折断、塑性变形等），将严重影响航空发动机的工作性能。此外，由于齿轮传动误差变化还会使其产生的噪声过大，通过研究斜齿轮动力学特性来对斜齿轮进行修形和仿真，用与指导设计，提高齿轮的啮合传动性能，减小齿轮发生故障的概率，提高企业的生产效率。

由于标准齿面斜齿轮传动误差峰峰值和接触应力均比较大，为了改善齿轮传动的动态啮合性能，采用适当的修形。修形算法有遗传算法[4]、混沌蚁群算法[5]、神经网络优化算法[6]等。合适的修形曲线有直线、圆弧线、二次抛物线。本文采用基于romax优化后的遗传算法对标准齿面斜齿轮进行二次抛物线修形。

1 标准齿面齿轮的仿真分析

一对标准齿面人字齿轮的基本参数如表1所示。

表1 一对标准齿面人字齿轮的基本参数表

一对齿轮传动系统模型如图1所示。

图1 齿轮传动系统模型

工况：转速为161r/min，扭矩110N·m。

图2 标准齿面传动误差图