论文总字数：20661字

摘 要

齿轮传动是机械传动中最重要的方式之一，它有效率高、稳定性好、结构可靠等优点。不同原始参数的选择对整个齿轮传动系统的性能和疲劳寿命具有重要影响，主要对整个齿轮传动系统影响的参数有齿轮材料、齿轮热处理状态、齿轮宽度、工作环境、润滑度等。因此，开展齿轮强度计算和齿轮传动系统的优化设计研究，对促进齿轮齿轮传动设计技术的发展有重要的意义。

本文利用国标对圆柱齿轮强度计算方法进行分析；通过接触强度中修正系数的计算和选择，按照线接触的赫兹解理论以及安全系数的求解，实现接触强度的计算；通过弯曲强度中修正系数的计算和选择；按照齿根危险界面方法和弯曲安全系数的求解，实现胶合强度的计算；在强度计算中，将设计参数作为确定值，以安全系数为判据，通过选取适当的安全系数来满足齿轮传动的可靠性要求。

关键词：齿轮传动 强度 优化设计

Optimum designing Gear transmission system

Abstract

Gear transmission is one of the most important ways of mechanical transmission.It has advantages of high efficiency, good stability, reliable structure, etc. The selection of different initial parameters on the system of gear transmission performance and fatigue life influence the parameters of the main impact on the gear transmission system with gear material, gear heat treatment state, the gear width, work environment, lubrication degree, etc. Therefore, in order to carry out the gear strength calculation and optimization design of gear transmission system research, to promote the development of gear gear transmission design and technology has an important significance.

In this article, using the gb team cylindrical gear strength calculation methods for analysis; Through correction coefficient in the contact strength calculation and selection, in accordance with line contact Hertz theory and the safety factor of solving, to realize the calculation of contact strength; Through bending strength calculation and selection of correction coefficient; According to the tooth root dangerous interface method and the bending solution of the safety factor, the bond strength of implementation of calculation; In the strength calculation, design parameters as determined values, with safety factor as the criterion, by choosing appropriate safety factor to meet the requirements of the reliability of the gear transmission.

Keywords: Gear drive;Strength;Optimal design

目录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1引言 1

1.2文献综述 1

1.3论文的主要内容 2

第二章 优化设计原理 3

2.1引言 3

2.2齿轮的接触强度计算 3

2.2.1 齿轮接触强度的基本计算公式 4

2.2.2 齿轮接触强度计算的修正参数 5

2.3齿轮弯曲强度计算 11

2.3.1齿轮弯曲强度的基本计算公式 11

2.3.2齿轮弯曲强度计算的修正参数 12

2.4胶合强度计算 15

2.4.1胶合强度的基本计算公式 15

2.4.2 齿轮胶合强度的修正参数 17

2.5总结 20

第三章 齿轮传动系统计算机计算的辅助计算 21

3.1引言 21

3.2设计流程图 21

3.3齿轮传动系统计算机计算的辅助计算编程部分 24

第四章 计算实例 26

4.1参数的设定 26

4.2校核 27

第五章 总结与展望 35

5.1 论文总结 35

5.2 展望 35

参考文献 36

第一章 绪论

1.1引言

机械优化设计是用数学方法对对设计方法进行数学计算，作用于机械工程。通过此方法，机械工程师就能设计多种方案，在其中进行比较，挑选最好的一种，大大提高优化设计的效率。这种方法对于机械设计师非常有必要，所以推广机械优化设计刻不容缓。

当今世界各国，机械行业都占有重要地位。机械行业所涉及的领域十分广阔，地球上的资源越来越少，机械优化设计能够提高生产效率，有效降低成本，所以机械优化设计这门学科就显得尤为重要。

论文的主要目的是对机械元件进行优化设计，对机械元件进行探索、计算、对比寻找最优的方案，使得后来学习的人以最快的速度能够学习到这门技术，为机械行业的优化设计方案有一篇可以参考的文章。

1.2文献综述

优化设计是在数学规划理论和计算机程序设计基础上,通过计算机的数值计算,能从众多的设计方案中寻到尽可能完善的或最适宜的设计方案^[3],使期望的经济指标达到最优,它可以成功地解决解析等其它方法难以解决的复杂问题,优化设计为工程设计提供了一种重要的科学设计方法,因而采用这种设计方法能大大提高设计效率和设计质量^[4]。优化设计主要包括两个方面:一是如何将设计问题转化为确切反映问题实质并适合于优化计算的数学模型,建立数学模型包括:选取适当的设计变量,建立优化问题的目标函数和约束条件^[5]。目标函数是设计问题所要求的最优指标与设计变量之间的函数关系式,约束条件反映的是设计变量取得范围和相互之间的关系;二是如何求得该数学模型的最优解:可归结为在给定的条件下求目标函数的极值或最优值的问题^[3]。机械优化设计就是在给定的载荷或环境条件下,在机械产品的形态、几何尺寸关系或其它因素的限制范围内,以机械系统的功能、强度和经济性等为优化对象,选取设计变量,建立目标函数和约束条件,并使目标函数获得最优值一种现代设计方法^[6],目前机械优化设计已广泛应用于航天、航空和国防等各部门^[7]。

优化方法是随着计算机的应用而迅速发展起来，较早应用于机械工程等领域的设计。采用优化方法，既可以使方案在规定的设计要求下达到某些优化的结果，又不必耗费过多的计算工作量，因而得到广泛的重视，其应用也越来越广^[7]。优化方法的发展经历了数值法、数值分析法和非数值分析法三个阶段^[8]。

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