Un modelo de optimización integral de parámetros de la superficie dental para la minimización del estrés de contacto de engranajes faciales helicoidales al considerar la evitación del contacto de borde
Autores: Wang, Shenghui; Hu, Bo; Wu, Zhenyu; Zhou, Yuansheng; Tang, Jinyuan
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Un modelo de optimización integral de parámetros de la superficie dental para la minimización del estrés de contacto de engranajes faciales helicoidales al considerar la evitación del contacto de borde
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Optimización
Evitación de contacto en los bordes
Minimización de la tensión de contacto
Diseño de engranajes
Engranajes cónicos helicoidales modificados
Modelo de optimización
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Citaciones: Sin citaciones
La optimización con evitación de contacto de borde y minimización de la tensión de contacto es esencial para el diseño de engranajes. Debido a la geometría compleja de las transmisiones de engranajes cónicos helicoidales modificados, es complicado encontrar los parámetros de diseño óptimos teniendo en cuenta problemas como la carga, errores de ensamblaje y contacto de borde. Dado que el método de elementos finitos es tedioso y consume mucho tiempo, se presenta un modelo de optimización con un algoritmo simplificado del análisis de contacto de dientes cargados con errores (ELTCA) para engranajes cónicos helicoidales modificados, y puede optimizar programáticamente la tensión de contacto con la evitación de contacto de borde. En primer lugar, se introduce un algoritmo ETCA simplificado, que reduce los cinco incógnitas en las ecuaciones de contacto tradicionales a tres. En segundo lugar, el LTCA se implementa analíticamente de acuerdo con la teoría de Hertz. Posteriormente, se propone un modelo de optimización con la función objetivo de evitar el contacto de borde y reducir la tensión de contacto máxima. Además, el modelo propuesto se aplica para revelar los efectos de los parámetros de diseño y los errores de ensamblaje en la trayectoria de contacto y la tensión optimizada. Los resultados muestran que el modelo de optimización es preciso y eficiente; los parámetros de diseño y los errores de ensamblaje tienen grandes efectos en el engrane de los engranajes cónicos helicoidales modificados.
Descripción
La optimización con evitación de contacto de borde y minimización de la tensión de contacto es esencial para el diseño de engranajes. Debido a la geometría compleja de las transmisiones de engranajes cónicos helicoidales modificados, es complicado encontrar los parámetros de diseño óptimos teniendo en cuenta problemas como la carga, errores de ensamblaje y contacto de borde. Dado que el método de elementos finitos es tedioso y consume mucho tiempo, se presenta un modelo de optimización con un algoritmo simplificado del análisis de contacto de dientes cargados con errores (ELTCA) para engranajes cónicos helicoidales modificados, y puede optimizar programáticamente la tensión de contacto con la evitación de contacto de borde. En primer lugar, se introduce un algoritmo ETCA simplificado, que reduce los cinco incógnitas en las ecuaciones de contacto tradicionales a tres. En segundo lugar, el LTCA se implementa analíticamente de acuerdo con la teoría de Hertz. Posteriormente, se propone un modelo de optimización con la función objetivo de evitar el contacto de borde y reducir la tensión de contacto máxima. Además, el modelo propuesto se aplica para revelar los efectos de los parámetros de diseño y los errores de ensamblaje en la trayectoria de contacto y la tensión optimizada. Los resultados muestran que el modelo de optimización es preciso y eficiente; los parámetros de diseño y los errores de ensamblaje tienen grandes efectos en el engrane de los engranajes cónicos helicoidales modificados.