[发明专利]一种基于Matlab的二齿差摆线轮齿形优化方法

摘要

本发明公开了一种基于Matlab的二齿差摆线轮齿形优化方法，步骤如下；步骤一输入二齿差摆线轮初始参数，对基本齿形进行优化计算，得出齿廓最佳修行参数，步骤二、构造修顶优化目标函数,步骤三，设定修顶曲线的约束条件及初始条件a2、Zc2、rp2、rrp2，步骤四，采用fmincon优化函数对齿形参数进行计算分析，输出满足“条件”的修顶摆线的基本参数a2、Zc2、rp2、rrp2，步骤五，求解修顶摆线与工作齿廓的实际交点，调用二齿差强度计算子程序对“优化后”的齿形进行强度计算，步骤六、对强度计算结果进行判断，不满足条件返回步骤三，步骤七，动输出设计CAD图纸。本发明操作简单、设计合理，具有计算效率高、结果准确的优点，能够自动输出设计CAD图纸，提高设计工作效率。

主权项

一种基于Matlab的二齿差摆线轮齿形优化方法，其特征在于：包括以下步骤；步骤一；根据二齿差摆线轮设计初始参数，对工作齿廓进行优化计算，确定合适的啮合侧隙Δc和径向间隙Δj，以补偿制造误差和保证润滑条件；取等距修形量Δrrp与移距修形量Δrp之差为顶隙Δj，即Δrrp‑Δrp=Δj；构建齿形优化函数：目标齿形和标准齿形在啮合区间的平均距离最小，通过matlab中fmincon优化工具对目标函数进行计算分析，得出最佳等距修形量Δrrp与移距修形量Δrp，并通过强度计算模块计算实际的啮合范围; 步骤二；构造修顶摆线优化目标函数，求出修顶摆线与工作齿廓的交点D，并分别求出两条曲线在交点处的斜率，将两条曲线的斜率差值作为目标函数，使其极小化，即:;步骤三；设定优化约束条件及初始条件，修顶摆线的齿顶圆半径rac要小于原二齿差摆线轮的齿顶圆半径，并且要大于给定啮合范围最远点K的矢径rK，修顶曲线本身要满足摆线不干涉条件,设定优化变量为修顶摆线偏心距a2、齿数Zc2、针齿中心距半径rp2、针齿半径rrp2，偏心距a2按标准偏心距系列选取，齿数为二齿差齿数的2或3倍，可以选择,针齿半径取值范围为2.5＜rrp2＜rrp/2；步骤四；采用matlab中的fmincon优化函数对齿形参数进行计算分析，输出满足“条件”的修顶摆线的基本参数a2、Zc2、rp2、rrp2;步骤五；求解修顶摆线与工作齿廓的实际交点E，并求出相对应的啮合角φE，调用二齿差强度计算子程序对“优化后”的齿形进行强度计算；步骤六；对强度计算结果进行判断，不满足条件返回步骤三，调整初始给定啮合范围重新计算，计算完成后输出合适的修顶曲线基本参数；步骤七：根据计算出的二齿差摆线轮参数，自动输出设计CAD图纸。