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重型机械
直齿变位齿轮的参数化设计及优化
余志永，郑清春，郭津津，李纪峰
（关津理工大学，复杂系统控制理论及应用重点实验室，天津市300384）
2012 No.5
摘要：阐述了基于Pro/Program直齿变位齿轮的参数化设计方法，该方法可根据中心距及齿数，
模数等自动计算出变位系数，并根据基圆与齿根圆的大小关系，自动选取相应的建模过程，建立出满足要求的变位齿轮模型。运用Pro/Mechanica对齿轮模型进行了静态分析，并对齿轮的主要结构参数对静态特性的影响程度进行了敏感度分析，最后对齿轮模型进行了优化，在最大应力及最大应变满足要求的情况下，使其总质量最小。
关键调：变位齿轮；参数化；Pro/E优化
中图分类号：TP391.7，TH132
文献标识码：A
文章编号：1001-196X（2012）05005804
Parametric design and optimization of straight tooth profile shifted gears
YU Zhi-yong, ZHENG Qing-chun, GUO Jin-jin, LI Ji-feng
( Tianjin Key Laboratory for Control Theory & Applications in Complicated Systems, Tianjin University of
Technology, Tianjin 300384, China)
dord o pasee san pas argoad oon ees jo poa sap aaee a ded s aesi gram is expounded. It can automatically calculate the modification coefficient according to the center distance, number of teeth, and the modulus, automatically select the appropriate modeling process aceording to the rela tion between the sizes of the base circle and root circle, and then establish the modified gear which meets the design requirements. The gear model was statically analyzed with Pro/Mechanica, and then the sensitivity anal-ysis for the influence of main structural parameters on the static characteristies was made. finally the gear model was optimized to make the overall weight smallest for meeting the project requirements to maximum stress and maximumstrain
Key words: profile shifted gear; parameterization; Pro/E; optimization
前言 0
Pro/ENCINEER（Pro/E）是由美国PTC公司开发的三维CAD/CAM/CAE系列参数化软件，主要用于产品外观设计、结构设计、仿真、模具设计、分析优化、NC加工等产品研发领域。
齿轮在机械行业中有广泛的应用，但在
收稿日期：20120703；修订日期：20120729 基金项目：天津市科技计划项目（11ZCKFCX03700）
作者简介：余志永（1985－），男，河北唐山人，天津理工大学
硕士研究生。
Pro/E软件中却不能直接生成，需进行复杂的建模过程。同时，齿轮建模过程中，模数、齿数不同，其齿根圆与基圆的大小关系将发生变化，则相关的建模过程也略有不同。本文基于齿轮渐开线的生成原理，应用Pro/E中的Pro-gram程序，研制出同步变位直齿圆柱齿轮实体造型的自动化设计程序。程序可根据中心距、模数、齿数等参数计算出变位系数，并可进行建模过程的判断选择，建立齿轮的三维模型。同时，论文应用Pro/M对齿轮进行了有限元分析及优化设计。