一种基于多项式变异粒子群优化的齿轮根切量计算方法技术

本发明专利技术属于机械设计技术领域，涉及一种基于多项式变异粒子群优化的齿轮根切量计算方法。具体方法是：(1)根据设计要求，确定传动齿轮的基本设计参数；(2)建立齿轮轮廓的数学模型，并给出渐开线齿面和齿根过渡曲线的参数方程；(3)建立齿轮根切点位置的计算模型；(4)采用多项式变异粒子群优化方法求解根切点位置计算模型，并进一步得到齿轮根切量。相比已有的根切量计算方法，本发明专利技术给出的一种齿轮根切量计算方法，可同时确定根切量及根切点的位置并可根据设计要求灵活调整计算精度，其为齿轮对的设计及其传动性能改善研究提供了一个新的思路。

A calculation method of undercut gear polynomial variation based on particle swarm optimization

The invention belongs to the field of mechanical design technology, relates to a calculation method of undercut gear polynomial variation based on particle swarm optimization. The specific method is: (1) according to the design requirements, determine the basic design parameters of transmission gear; (2) establishing mathematical model of gear profile, and parameter equation of involute gear tooth surface and the tooth root transition curve; (3) computing model of gear root point position; (4) using polynomial mutation particle swarm optimization method to solve the root of the position of the tangent point calculation model, and further undercut gear. Compared with the existing calculation method of undercut, a method for calculating the amount of undercut gear provided by this invention can also determine the amount of undercut and root point position and can be flexibly adjusted according to the requirements of the design calculation accuracy, which provides a new idea for the design and improvement of the performance of gear drive.

【技术实现步骤摘要】
一种基于多项式变异粒子群优化的齿轮根切量计算方法
本专利技术属于机械结构设计
，具体涉及一种基于多项式变异粒子群优化的齿轮根切量计算方法。
技术介绍
在某型动力伺服刀塔的传动系统设计中，通过合理调整系统中传动齿轮的变位系数和根切量，能够显著改善齿轮啮合对的传动性能，进而降低换刀过程中刀盘的残余振动。因而准确建立根切量和根切点位置与齿轮设计参数的对应关系，并计算变位齿轮的根切量，便成为动力刀塔传动系统设计研究中的重要问题。齿轮根切量及根切点位置的确定方式，主要有间接法和直接法。间接方法是先计算根切量，再根据参数方程确定根切点位置。间接方法计算量较小，但涉及变量较多，求解精度不易控制。直接方法是计算参数曲线的交点得到根切点的位置坐标，进而计算根切量。直接方法计算量较大，便于模块化计算，容易控制求解精度。这里齿轮根切量的常用计算方法，以便于与本专利技术给出的计算方法作比较。齿轮的根切量hu是齿轮齿廓根切点到基圆的径向距离。由图2所示的几何关系，A.Schiebel给出了关于θ和的方程，其中M是根切点。如图2所示，根切点的初始切入量u是u＝hs-rbtanαsinα其中刀具直线切削刃齿本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于多项式粒子群优化的齿轮根切量的计算方法，其特征在于，包括如下步骤：第一步，建立根切点位置的计算模型1.1根据设计要求，确定关键齿轮的基本设计参数；1.2建立齿轮轮廓的数学模型，并给出齿根过渡曲线和齿面渐开线的参数方程；齿根过渡曲线参数α′的求解方程是

【技术特征摘要】
1.一种基于多项式粒子群优化的齿轮根切量的计算方法，其特征在于，包括如下步骤：第一步，建立根切点位置的计算模型1.1根据设计要求，确定关键齿轮的基本设计参数；1.2建立齿轮轮廓的数学模型，并给出齿根过渡曲线和齿面渐开线的参数方程；齿根过渡曲线参数α′的求解方程是x1和y1是齿根过渡曲线上点的坐标，是中间变量并与α′相关；齿根过渡曲线参数的取值范围是其中α′min过渡曲线参数α′的最小值；若齿轮不存在根切，齿根过渡曲线与齿面渐开线相切于点M，则此时有齿轮存在根切时，α′min小于α；a1，r0和r均是常数，其计算公式是a1＝a-χm其中a和b是中间常数；齿面渐开线参数αk的求解方程是其中x2和y2是齿面渐开线上点的坐标；齿面渐开线参数的取值范围是αk∈[αM，αa]；αM是根切点M处的齿面渐开线压力角，αa是齿顶圆压力角；其中δ、rb是常数，中间变量γ＝tanαk；1.3建立齿轮根切点位置的计算模型；采用PMOPSO算法求解；建立确定根切点M位置的数学模型；其中f(α′，αk)＝[x1(α′)-x2(αk)]2+[y1(α′)-y2(αk)]2；x1(α′)和y1(α′)由式(5)确定；x2(αk)和y2(αk)由式(6)确定；式(7)中优化模型的理论解满足目标函数即两条曲线上的最小距离点是相交点；在得到根切点M的坐标(xM，yM)后，确...

【专利技术属性】
技术研发人员：张义民，梁松，李振远，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21