高速輪式裝備變速箱齒輪變位系數(shù)的優(yōu)化選擇

鐵張繼龍

（貴州詹陽動力重工有限公司，貴州 貴陽 550000）

1 介紹和目的

標準變速器有以下限制：①齒數(shù)小于Zmin，以響應齒根極限，這在變速器結(jié)構(gòu)中不緊湊。②測量的平均距離a′不等于標準平均距離a 是不合適的，并且當a′＜a時，盡管可調(diào)節(jié)，但會產(chǎn)生過大的橫向距離，從而導致沖擊和振動，從而影響齒輪箱底部的平滑度。③一對標準齒輪箱由于小齒輪的齒根較低，齒輪數(shù)量較多，小齒輪的力較小，齒根磨損更嚴重，小齒輪易碎，大齒輪箱的負載能力有限。位置變化似乎改善了變速器的變速器性能。當插入插入齒中的齒條的頂部超過一定極限接合點時，切割輪滑動。當齒條插入距車輪中心的距離（XM）內(nèi)，但齒條槽線將與齒輪零件的圓不匹配。基于刀具相對于工件改變的相對位置的齒輪切削被稱為位置改變齒輪箱。刀具移動的距離XM 稱為位置變化寬度，X 為位置變化系數(shù)。如果X>0，與車輪中心分離的共軛稱為正共軛。標準齒輪箱是共軛系數(shù)X=0 的齒輪箱。

齒輪變化系數(shù)X 是徑向變化系數(shù)。在標準齒輪中，齒輪板的中心線與齒輪的圓重疊。當處理變速器時，變速器板的中心線從對應于變速器圓XM 的位置移動。外部電路X 為正，內(nèi)部電路X 為負。圓柱齒輪通常只使用徑向斷裂，錐齒輪除外（可使用切向分類XT）。主要特點：變速器的尺寸減小，重量減小，傳動比不變。隨著齒輪箱輪廓的曲率半徑增加，齒輪箱表面的接觸力可以增強。當兩個齒輪的最大滑移率等于表面接觸應力時，以減小齒面并同時減小齒之間的滑移率，從而增加齒輪的附著力和耐磨性[1-2]。

2 目標函數(shù)

設(shè)計變量是工程機械傳動箱中兩個齒輪的耦合系數(shù)x1，x2，即：

通常，齒輪硬度HB>350 是經(jīng)過熱處理的，齒輪失效的主要形式會是斷裂。為了增加技術(shù)變速器的使用壽命并使變速器耦合對的有效值最大化，所選擇的耦合系數(shù)必須提供變速器的最大彎曲強度。數(shù)學表達式如下。

[σ]F2是鏈輪和大型齒輪箱的允許彎曲張力，YFa1，YFa2是小齒輪在小齒輪頂端載荷作用下的傳動比，數(shù)學公式如下：

式中：m——齒輪模數(shù)；α——圓形齒輪箱的壓力角；αFun——正常載荷角；hFx——上載荷下汽車齒的彎曲角。

設(shè)置目標函數(shù)極限以確定位置變化系數(shù)的值范圍，并且充分利用位置變化傳輸?shù)膬?yōu)點，并且所選擇的位置變化系數(shù)應當滿足多準則極限條件。建議在封閉傳輸系統(tǒng)中建立目標網(wǎng)格。在軟齒（硬度為350 HBS）的情況下，主要失效模式是疲勞點腐蝕。變速器設(shè)計計算通常基于接觸疲勞。因此，在選擇位置變化系數(shù)時，必須確保最大接觸疲勞和疲勞壽命。在這種情況下，式（4）應作為目標函數(shù)進行優(yōu)化。

在汽車實心表面（硬度>350 HBS）的封閉齒輪箱中，主要缺陷是根部疲勞。由于傳動結(jié)構(gòu)的計算通常基于彎曲疲勞，因此選擇傳動系數(shù)。注意，為了根據(jù)式（5）或式（6）進行優(yōu)化，必須確保兩個車輪的齒具有相同的彎曲強度。

在開式齒輪中，齒輪失效的主要形式是磨損。與環(huán)境中的灰塵和污垢相比，主要磨損因素是動力傳動表面之間的壓力（相的滑動速度）和潤滑油中的灰塵。為了提高耐磨性力，需要使兩連桿輪路線的滑動系數(shù)變平。如果式（7）是目標函數(shù)，而另一個質(zhì)量指標是目標函數(shù)時，可以作為方程的條件進行優(yōu)化。

這個方程只有1 個項。否則，無法實現(xiàn)優(yōu)化目標。在超高速齒輪中，導致齒面結(jié)合的主要因素是齒廓的相對滑動速度和齒面之間的壓力。與兩條網(wǎng)格路線相比，滑動速度通常相同。簡而言之，優(yōu)化的目標函數(shù)基于變速器的操作條件和故障原因，以及滿足變速器一般邊界條件的所選位置變化系數(shù)，以及變速器強度和壽命。

3 工程機械變速箱存在的生產(chǎn)問題和工程設(shè)計

工程機械變速器生產(chǎn)中的一個問題是傳統(tǒng)變速器的工藝和裝配過程。它可以為工程機械提供穩(wěn)定的生產(chǎn)，但由于在修改原始技術(shù)方面的大量投資，目前的變速器變得更加昂貴。并且大量的缺乏質(zhì)量和生產(chǎn)力。在齒輪切割線的工程設(shè)計中，齒輪加工線的設(shè)計首先應遵循齒輪加工線中的原則，設(shè)計者必須根據(jù)以下原則設(shè)計生產(chǎn)線：首先，必須單獨處理儀器的粗加工和精加工。為了加工設(shè)備的胚胎部分，不需要進行準備大量的人員、設(shè)備和其他生產(chǎn)條件，并且由于加工效率低，在這種情況下可以選擇舊設(shè)備，然而，即使通過粗加工，“舊工廠”也可以正常運行，然后轉(zhuǎn)換成新產(chǎn)品并進一步加工[3]。

隨后，為了提高后變速器的生產(chǎn)精度，必須在現(xiàn)有預算的最大范圍內(nèi)購買變速器。變速器總成圖如圖1所示。如果實際上不允許，必須最大限度地使用公司現(xiàn)有的設(shè)施。

圖1 變速器總成

首先，精密機床用于精密施工，而以前的機床必須用于一般施工。通過減少不需要的流程中心配置，流程中心的建設(shè)通常會消耗公司更多的資源，但不會使公司達到相同的梅里特標準。其次，重點介紹了齒輪加工生產(chǎn)線的規(guī)劃。輸電線路工藝結(jié)構(gòu)最終設(shè)計。

到目前為止，通用變速器的裝配線必須通過5 個步驟來清潔變速器的清潔部件，完成變速器所有內(nèi)部部件的清潔，并清除過程中殘留的油漬和其他污漬。首先，連接齒輪箱。其次，使用預定義的裝配方法清潔變速器零件。在這個步驟里，大多數(shù)部件都能順利旋轉(zhuǎn)，工作配置在“過程”中運行，并在確保配置正常運行的同時，減少了手動配置的可能不確定性。以此確保零件的裝配效率，提高傳動質(zhì)量。同時，模塊與裝配線一起連接，以最小化放置線中的旋轉(zhuǎn)，并顯著提高變速器的傳動效率和流速。通過設(shè)計和選擇圓形的“地下再循環(huán)管線”，可以最大限度地減少總裝配面積，最大限度地提高傳統(tǒng)裝配設(shè)計的舒適性，并減少占用的工廠面積，減少工廠的張力[4]。齒輪箱拋光的阻尼通過齒輪箱的“氣動拋光工藝”實現(xiàn)。在實際設(shè)計工作中，采用了自動涂裝技術(shù)的形狀，可以采用機械涂裝代替手工涂裝，提高了生產(chǎn)線的涂裝效率，確保了變速器的變速器質(zhì)量。

4 避免過渡曲線干涉

在傳動裝置中的齒輪側(cè)相互作用中，一個齒輪的齒尖的逐漸收縮與另一個齒輪齒根的過渡曲線接觸（因為過渡曲線沒有收縮），兩個齒輪輪廓的接觸點處的公共直線不能通過固定節(jié)點P，傳動比發(fā)生變化。當選擇離合器系數(shù)時，也可以鎖定兩個輪子來暫停。這種現(xiàn)象被稱為“過渡曲線紊亂”。有必要避免過渡曲線的擾動，以便齒輪的齒根不會干擾以下條件：

5 舉例和結(jié)果分析

如果外圈Z=25mm，M＝4mm，并且到裝配中心的距離w＝130mm 是已知的。選擇了符合汽車齒耐磨性要求的共軛系數(shù)試驗溶液。

式（10）是目標函數(shù)，式（11）是不均勻條件。

并且設(shè)置公式a-130=0 的條件以優(yōu)化數(shù)學模型和計算程序。運算結(jié)果：F（x）=q234186x106x=與中心距離的距離誤差達到了非常高的精度，并在實際應用中達到了不等式極限。實際耦合系數(shù)精確四舍五入以滿足實際需求選擇間隙系數(shù)。基于等效彎曲強度的要求，假設(shè)式（13）為目標函數(shù)，假設(shè)式（14）和式（15）為不等式，并定義優(yōu)化數(shù)學模型。

在[SA]=[SA]=q25m 的情況下，沒有相等的限制，因為f（x）=059747x102x=[q95276.0044]沒有平均距離限制。通過優(yōu)化設(shè)計方法，可以選擇齒輪的變化系數(shù)，并根據(jù)設(shè)計要求為每個齒輪組合設(shè)置數(shù)學優(yōu)化模型。準確度也顯著提高。

6 齒輪變位系數(shù)選擇原則

變速器速度的選擇原則：①緊湊的平均距離。②增加變速器功率和預期壽命。③降低變速器噪音。有兩種類型的位置更改線：高度更改和角度更改。在傳輸系統(tǒng)中，傳輸對的分配系數(shù)之和為零。高度變化增加了齒輪根部的強度，并接近大齒輪的強度。旋轉(zhuǎn)系數(shù)之和不為零。因為通過改變角度可以獲得良好的齒輪性能和變速器質(zhì)量指標，所以它被廣泛使用[5]。變速箱倒擋齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計如圖2 所示。

圖2 變速箱倒擋齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計

位置變化系數(shù)的選擇原則：①對于高速變速器，位置變化系數(shù)必須符合最大接觸強度和最有利的黏度和耐磨性的原則。②為了提高小齒輪齒根的強度，必須根據(jù)危險翼和其他齒厚的情況選擇小齒輪匹配系數(shù)。③總軛系數(shù)越低，齒輪根部的彎曲強度越低。然而，它很容易吸收沖擊和振動，并且噪音略低。為了降低噪聲，有必要選擇較低的總變化系數(shù)來移除除第一和第二齒輪箱之外的齒輪。通常，總磁軛系數(shù)必須隨著制動的減少而增加，應最大選擇停止檔和倒檔。

7 結(jié)語

作為一個工程上的重要部件，變速器可用于安裝在各種施工機械上，與此同時生產(chǎn)設(shè)計問題也受到相關(guān)針對性的影響。如何在輸電線路設(shè)計和施工中保持工程機械轉(zhuǎn)移的生產(chǎn)力和效率，同時提高輸電質(zhì)量，降低工程機械轉(zhuǎn)移生產(chǎn)成本，對此本文研討了工程機械變速箱齒輪變位系數(shù)的優(yōu)化選擇。當選擇耦合系數(shù)的極限條件時，要確保處理不扎根；確保加工過程中沒有向上切割；確保必要的一致性，以確保必要的厚度，并防止交互過程干擾。與兩種傳動材料的組合相比，計算機設(shè)計的技術(shù)更可用于提供不同的彎曲強度、不同的齒數(shù)和不同的熱處理方法。它沒有傳輸中心和水平距離，對應于固定系數(shù)和齒尖的固定點，可以完全、快速、準確地確定范圍的最佳變化系數(shù)。本文運用最優(yōu)化理論和方法建立了目標函數(shù)。基于彎曲強度條件，選擇工程機械傳動系數(shù)來表示不等式和邊界條件方程。該方法也適用于其他工程機械傳動轉(zhuǎn)換系數(shù)的選擇。