基于模糊理论在斜齿圆柱齿轮减速器优化设计的应用.pdf

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1、·5o·基于模糊理论在斜齿圆柱齿轮减速器优化设计的应用吴敏(岳阳职业技术学院，湖南岳阳414000)摘要：斜齿圆柱齿轮减速器的优化设计，是一个多目标优化问题。事实上把所有的优化原则作为优化目标，很难同时达到最优，只能在综合考虑各个目标的情况下，应用模糊可靠性优化设计理论将设计过程中大量的模糊数据进行科学的处理，定量的分析和研究，通过综合评价来求得一合适的优化方案。关键词：模糊理论减速器优化设计综合评价中图分类号：TH12文献标识码：A文章编号：1002—6886(2010)03—0050—03BasedonFuzzyTheoryinHelicalGearReductionGearOptim

2、izationDesignApplicationWUMinAbstract：Thehelicalgearreductiongear’soptimizationdesign．isamulti—objectiveoptimizationquestion．Infacttakesalloptimizedprincipletheoptimizedgoal，Vcrydifficultsimultaneouslytoachievesuperiorly，canonlyintheoverallevaluationeachgoalsituation．theap—plicationfuzzyreliabilit

3、yoptimizationdesigntheorywilldesignintheprocessthemassivefuzzydatatocarryonthescienceprocessing，thequotaanalysisandtheresearch，obtainsanappropriateoptimizationplatathroughthequalitysyntheticevaluation．Keywords：fuzzytheory；reductiongear；optimizationdesign；qualitysystheticevaluation斜齿圆柱齿轮减速器具有传递功率大，

4、噪音小，抗冲击，=(戈l，2，3，4，5，6，7，8，9，10，ll，12，13，XI4~,l5)使用寿命长等许多优点，在传动中得到了广泛应用。因此，对1．3建立目标函数该种减速器进行优化设计，是十分必要的。减速器的质量由两部份组成，一为内部齿轮和轴的质斜齿圆柱齿轮减速器模糊可靠性优化设计方法：应用模量，二为箱体的质量。它们都取决于齿轮尺寸的大小，故取齿糊可靠性优化设计理论能够将设计中的模糊因素和模糊主轮的体积和最小作为目标函数，即：观信息定量化，通过合理给定约束函数、目标函数的容许值、F(X)=bl盯[m1／(2cos／31)](z+z)+b21r[m，I2／一期望值及其模糊分布(隶属函

5、数)来求得一合适的优化方案。一(2cosfl2)](2)+b3盯[m／(2cosfl3)](2)l建立数学模型1．4确定模糊约束条件1．4．1边界约束1．1设计要求根据减速器设计经验及设计规范，对设计变量给予模糊图1为三级斜齿圆柱齿轮取值范围：减速器简图。已知输入功率P，高速轴转速n⋯传动比i。⋯。≤≤⋯(i=1，2，⋯，14)式中：⋯。、⋯分别表示第i个模糊变量的下限及上限。要求在满足齿面接触疲劳强1．4．2强度约束度、齿根弯曲疲劳强度的可靠设计要求齿轮接触疲劳强度可靠度和疲劳强度可靠度以及几何边界约束条件的前图I三级斜齿圆柱齿轮减速器简图度均要>0．99，即：提下，使减速器的结构最紧凑

6、。≥0．99=1，2，31．2确定设计变量≥0．99R=1，2，⋯，6三级斜齿圆柱齿轮的法向模数mm、m，齿数。、：、式中：U=1，2，3)一分别是高速级、中速级和低速级齿轮、、，低速级大齿轮齿数z，螺旋角卢。，齿宽b、b、接触疲劳强度的可靠度。b，，端面变位系数。、、、、。因而设计变量为：Rn(k=1，2，⋯，6)一分别为齿轮1，2，⋯，6弯曲疲劳强X=(ml，m，l2，m，1，z2，，，。5，z6，／31，，，bl，b2，b3)度的可靠度。作者简介：吴敏(1964一)，男，湖南常德人，汉族，湖南岳阳职业技术学院评建办副教授，研究方向：机械设计与制造、职业教育理论。收稿日期；2009—8

7、—17·51·1．4．3几何约束规优化设计。1)齿轮4与高速轴不发生干涉：根据变量和约束的性质及设计要求，为求解方便，采用(+)／2一d4／2≥线性隶属函数，可靠度的模糊分布采用升半梯形分布；齿轮应式中：6．～高速轴半径、齿轮4齿顶与轴径之间的间隙量之力的模糊分布采用降半梯形分布；其他变量或约束的模糊分和；布采用梯形分布。以、以、瓯一分别是齿轮4、5、6的分度圆直径。3．1建立因素集2)减速器外径D≤DnU={“1，U2