人字齒輪傳動系統優化設計的方法

摘 要：人字齒輪傳動系統作為主要應用在高速、重載機構中的一種傳動部件，具有傳動可靠、運轉平穩的優點，其結構的優劣直接影響到設備的性能。開展人字齒輪傳動系統結構的優化設計，對優化結構尺寸、減輕齒輪重量及提高人字齒輪強度有重要的理論和現實意義。

關鍵詞：人字齒輪；傳動系統；優化設計；齒輪強度

人字齒輪作為新型的圓柱齒輪在實際中有廣泛的應用，其主要特征就是齒寬一側為左旋，在某一部分齒寬上為右旋齒，而在另一部分齒寬上為左旋齒，實際上就是將斜齒輪拼成新的齒輪形式；至于認字齒輪的傳統優勢，它不僅有效地克服了斜齒輪傳動存在軸向推力的弱點，而且具備承載能力高、重合系數大、傳動系能耗的優點，因此，人字齒輪在機械中有著廣泛的額應用范圍，尤其是在工作載荷嚴重的情況。

對于進行優化齒輪，傳統的方式主要講應力和強度最為分析的確定量，缺乏對齒輪傳動存在其他影響的不確定因素，從而導致了優化設計與實際工況存在差異，缺乏考慮實際工況的許用應力、傳動系數和約束條件，所以，傳動的優化方法有待提高。遺傳算法（GA）作為解決優化問題的新型算法，在最近幾年獲得廣泛的推廣。遺傳算法是基于機械專業和生物遺傳學形成的新的方法，其基本原理就是分析生物進化原理，形成的一種用于實際工程優化的方法。從求解角度分析，遺傳算法屬于全局優化算法，能夠對不同的優化情況產生良好的適應。……