1、PDF外文：http:/ 4760 字 Bonori G, Barbieri M, Pellicano F. Optimum profile modifications of spur gears by means of genetic algorithmsJ. Journal of sound and vibration, 2008, 313(3): 603-616. 译 文 学 院： 机械工程学院 &n
2、bsp; 专 业： 机械设计制造及其自动化 学 号： 姓 名： 指导教师： &nb
3、sp; 2013 年 3 月 11 日 通过遗传算法对直齿圆柱齿轮的剖面修正优化 Giorgio Bonori, Marco Barbieri, Francesco Pellicano 摘要 遗传算法是一种以优化齿对象震动减噪的开发应用程序。该方法能计算到微观集合修改的最重要的参数，即底部和根部的数值
4、，因此参数空间的八维的。遗传算 法的目标函数取决于牙齿灵活性相关的静态传动误差（ STE）。 STE 是由一个非线性有限元估算方法：无论是振幅的 STE 波动火气谐波含量均可作为目标函数。 该方法的有效性，在实际的测试中需要用到具体例子检查：用天然气能够找到最佳的的下一段合理的参数；这种优化在静态的基础上能够减少强烈的震动。可靠性试验证明了使用气体能够得到最佳的优化效果。 I.引言 齿轮的传动误差的相关性已经由多名作者证明和描述了。而其中大多数的设计方法和准的的无声齿轮主要集中在生产控制盒减少动力源如传动误差的来源（ STE）和制造误差。 因为在
5、设计 齿轮过程中，考虑到实际的动态行为是非常困难的，所以大多数的减速器的震动的设计都是基于静态计算。 实际生产技术可允许在三个主要领域的问题：（ 1）宏观几何；（ 2）微观精度（ 3）表面处理。 齿轮的几何形状由齿轮参数定义，如：齿数，管径，压力角，齿隙和间隙。许多作者研究了渐开线接触比（牙齿的平均数接触）对齿轮的震动的影响。 微观几何修改包括在齿轮的齿材料的去除，所以修改后所得到的齿轮形状就不在是一个完美的渐开线了；这些修改补偿了挠度 下的牙齿负载，这样生产的传动误差是一个特定的最小化的扭矩。 表面处理和严格制造公差是减少齿轮震动的第三种方法
6、：加工轮廓误差被认为是一种动态反应的可能来源；事实上，牙齿的质量，比如表面粗糙度，表面的加工度，表面公差都可以发挥重要作用：这些改进可减少辐射噪声。 宏观的几何修正会涉及到其重要的齿轮副变化以及齿轮传动系的改变；而它们的可行度仅仅是设计过程的第一步。高质量的表面处理度和严格的公差可能会导致过多的制造成本；此外，它们对震动的影响比预期的少。 因此，微观的几何优化收到了比以往更高的关注度。在下面的文章中 简短地概述。 1984 年沃克 8在评估齿负荷重认为有牙偏差，他提出一个叫齿形齿载荷循环的概念，它不但可以给出在估算齿轮质量中提示部分，还可以扩展沿齿廓。哈里斯
7、 9在这一领域作出了主要的贡献：他提出了一个概念，其主要为通过一个特定的名为“哈里斯地图”来剖面修改。根据哈里斯的近似值，当一对齿接触时，齿偏角为原来的两倍。这意味着，对于一个特定的载荷设计，通过特别的指引和齿根的变少，能够将弹性震动效果完全消除掉。在实际的齿轮中，这种通过近似的方法来消除误差是不完整的。 1970 年尼曼 10开发出一种在低负载条件 下的类似的方法，简称为“短修正”，而哈里斯的称为“长修正”。注意无论是“短修正”还是“长修正”都可以在低和高载荷中给低 STE 带来变化。 文献提供给剖面修改的其他设计指南： Tavakoli 和豪斯 11发明了一种优化算法，通过不同
8、的组合指示和齿根修正来减少谐波的任何组合的静态传动误差；蒙罗等人 12提出了一种确定一系列剖面修改的理论方法，就是当齿轮的模块大于 5 毫米时，给出的是一条光滑的传动误差曲线； Cai 和 Hayashi13开发了一种通过等效激发动力的最小化的最优化技术； Matsumura 等人 14和 Rouverol 等人 15定义了一种新方法来通过分别为光、高负载条件下的剖面偏差来消除齿轮噪声。 Litvin 等人 16最近发表了一片论文，是关于错位和双高（表面修正）齿轮传动中的震动的影响。 Kahraman 和 Blankenship17通过一个有趣的试验分析了直齿圆柱齿轮的齿形边缘震动
9、。 贝吉妮等人 18提出了降低 STE 的极大值到极小值的的迭代法：他们提出了一个顺序排列，生成的剖面修正参数的各种组合；因此，这种方法不是最优化的技术，因为它不能找到绝对值或相对极小值。 Fonseca 等人 19使用 气体等到了剖面修正的最优齿轮副，从而将 STE 值最小化。一个基于悬臂梁模型的近似公式，用于计算 STE 值和分担负载。 文章的分析表明，尽管一些技术已经开发改善了齿轮的动态环节，但很少有研究关注全局总体优化。 在当代工作中，气体的原始应用程序已经开发，以获得最佳的剖面修正，用于极大限度地减少 STE 值的最大值和最小值或其谐波含量。一个半解析有限元方法（ calyxs 软件 20）是用来评估 STE 值的；这意味着目的函数不能很具体地定义。此外，大量的优化参数（四个或者八个根据类型的修正参数）不可扫除所有的领域的合理计算成 本。气体解决了这个问题，因为他们发现了一个可以接受的数量的有限元计算方法。
