The invention relates to the technical field of mechanical design and manufacture, and discloses a multi-objective optimization design method for cycloidal gear profile modification, which includes the following steps: obtaining the standard cycloidal gear profile equation, the rotation angle modification cycloidal gear profile equation, the cycloidal gear profile equation after equidistant and offset modification, and then obtaining the pin-tooth connection of the first contact point T. The contact force is an expression of FT. The iteration method is used to obtain FT. Then the deviation degree equation between the tooth profile of the cycloid gear and the tooth profile of the angle-modified cycloid gear after offset-plus-offset modification and the pin-tooth contact force FT of the first contact point T are obtained as the matrix Z and constraint conditions of the objective function. The matrix Z and the constraint condition are replaced by the NSGA_II algorithm to solve the multi-objective problem, and the output is optimal. Solution. The multi-objective optimization design method for cycloid gear profile modification of the invention establishes a multi-objective optimization model of the cycloid gear on the basis of considering the meshing characteristics of the cycloid gear and the contact force of the tooth surface, and solves the optimization problem by using the NSGA_II algorithm, thus realizing the optimal comprehensive performance of the cycloid gear.
【技术实现步骤摘要】
摆线轮齿廓修形多目标优化设计方法
本专利技术涉及机械设计制造
,具体涉及一种摆线轮齿廓修形多目标优化设计方法。
技术介绍
标准摆线轮与针齿为无间隙啮合,不能补偿制造误差和满足润滑条件,因此在实际使用中,不能直接使用标准摆线轮,必须对摆线轮齿廓进行修形。常见的修形方式有等距修形、移距修形、转角修形及其组合修形。转角修形是最为理想的修形方式,修形之后的齿形为共轭啮合齿形,侧隙均匀,但在齿顶与齿根处没有啮合间隙,转角加等距或转角加移距修形的加工工艺复杂,修形时间长,通常采用等距加移距的修形方式,拟合转角修形齿廓,以获得在齿顶和齿根处存在合理啮合间隙的共轭啮合齿形,因此摆线轮齿廓修形是摆线轮设计制造过程中及其重要的一环,研究并确定摆线轮的最佳修形量对于提高摆线轮各项性能具有重要意义和实际价值。已有多个学者对摆线轮修形方法进行了研究分析,何卫东等提出了一种负等距加负移距的摆线轮优化方法,该方法能较好地提高摆线轮的啮合性能和减小误差;关天民等提出了一种“反弓齿廓”的优化方法,该方法得到的最佳修形量可以有效的减小最大齿面接触力;Chmurawa等通过摆线轮齿形优化实现了更好的传动性能,研究修形参数对载荷分布、应力等的影响。这些都对研究摆线轮最佳修形优化方法奠定了良好的基础,但是,在对摆线轮齿廓进行优化设计时,都是采用单一的目标函数,寻求某一指标的极大值,而没有考虑其他重要性能指标,无法实现摆线轮综合性能最优。
技术实现思路
本专利技术的目的就是针对上述技术的不足,提供一种摆线轮齿廓修形多目标优化设计方法,在综合考虑摆线轮啮合特性和齿面接触力的基础上,建立了摆线轮多目标 ...
【技术保护点】
1.一种摆线轮齿廓修形多目标优化设计方法,其特征在于:所述方法包括如下步骤:A)取得标准摆线轮齿廓方程:
【技术特征摘要】
1.一种摆线轮齿廓修形多目标优化设计方法,其特征在于:所述方法包括如下步骤:A)取得标准摆线轮齿廓方程:式中,x为标准摆线轮齿廓的横坐标,y为标准摆线轮齿廓的纵坐标,rp为针齿中心圆半径,rrp为针齿半径,zp为针齿齿数,i为摆线轮与针轮的相对传动比,i=zp/zc,zc为摆线轮齿数,为针齿相对于转臂的转角,a为摆线轮偏心距,K为摆线轮的短幅系数;B)对标准摆线轮进行转角修形,转角修形量为δ,以替换所述步骤A)中标准摆线轮齿廓方程中的取得转角修形量为δ的转角修形摆线轮齿廓方程:式中,xc为转角修形摆线轮齿廓的横坐标,yc为转角修形摆线轮齿廓的纵坐标,取得与转角修形量为δ的转角修形齿形吻合的摆线轮齿形工作部分两界限点B、C位置针齿相对于转臂的转角将界限点B、C区间的值均分为m-1等份,取得将m个值代入转角修形量为δ的摆线轮齿廓方程,取得转角修形摆线轮齿廓上m个点的坐标;C)对标准摆线轮采用等距加移距的修形方式,等距修形量为Δrrp,移距修形量为Δrp,等距加移距修形后摆线轮的短幅系数变更为K′=a*zp/(rp+Δrp),将K′、rrp+Δrrp和rp+Δrp分别替换所述步骤A)中标准摆线轮齿廓方程的K、rrp和rp,取得等距加移距修形后的摆线轮齿廓方程:式中,x′c为等距加移距修形后摆线轮齿廓的横坐标,y′c为等距加移距修形后摆线轮齿廓的纵坐标,设定等距修形量Δrrp和移距修形量Δrp,将所述步骤B)中取得的代入等距加移距修形后的摆线轮齿廓方程,取得等距加移距修形后摆线轮齿廓上m个点的坐标,令y′cn=ycn,取得等距加移距修形后摆线轮齿廓与转角修形摆线轮齿廓的偏离程度方程:D)设摆线轮和针齿在空载时的最先接触点为T,则最先接触点T的相对转角为:式中,为最先接触点T处针齿相对于转臂的转角,此时,摆线轮初始啮合间隙为:设摆线轮和针齿的接触点的针齿接触力为F,变形量为ε,则在最先接触点T的针齿接触力为FT,变形量为εT,针齿接触力F与...
【专利技术属性】
技术研发人员:汪泉,秦争争,赵大兴,王君,胡梦杰,曾利磊,陈晓田,
申请(专利权)人:湖北工业大学,
类型:发明
国别省市:湖北,42
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