基于ROMAX的斜齿轮优化设计

以M3型碎纸机的斜齿圆柱齿轮为研究对象，利用Romax Designer建立分析模型进行参数优化设计，旨在减少碎纸机内部噪声，提高斜齿轮齿轮传动的稳定性，提高齿轮的使用寿命和动力传递的效率。结合斜齿轮技术的参数优化方法，针对传动系统的性能提升进行微观调整。优化过程主要聚焦于降低传动误差并改善齿面载荷分布，以实现传动系统的高效稳定运行。综合使用参数优化对两个斜齿轮进行优化设计，改善了齿轮传动中存在的问题。通过分析对比修形前后的齿轮齿面，齿轮传动的动态特性得到提升，达到了减少噪声和提高齿轮传动寿命的目的。

碎纸机的齿轮组在运行过程中主要的振动和噪声来源是齿轮在啮合时产生的[1]。齿轮啮合过程中可能会出现多种问题，导致噪声的产生，其中一些主要问题包括：齿轮制造误差，啮合不平滑，齿面磨损或损伤等等，这些问题会造成传动系统振动和噪声的增加，降低传动效率，同时也会缩短传动系统的使用寿命[2]。因此，对齿轮结构进行优化至关重要。合理的齿轮优化不仅可以减少齿轮啮合过程中的冲击和振动噪声， 还能改善齿轮传动中载荷分布不均匀的情况， 从而有效提升传动系统的可靠性和使用寿命。

王文龙[3]等利用Romax 并且结合遗传算法搜寻减速器齿轮最优修形参数， 从而提高减速器整体的平稳性， 降低振动和噪声。李宏坤[4]等利用ANSYS 软件的优化求解器结合振速法原理，在齿轮箱箱体有限元振动响应计算的基础上，实现了齿轮箱箱体的减振、降噪优化求解。朱华[5]等将模态分析、多体动力学、有限元和边界元的计算方法有机地结合在一起，提出了一种高效，又能满足一定精度的噪声预测方法。

王成[6]等则是提出了人字齿轮齿廓修形优化的理论和设计方法，以传动误差最小为目标函数，采用复形调优法进行优化，从而得到最佳修形齿面。

本文通过ROMAX 软件建立斜齿圆柱齿轮组第一级传动副的模型，对其进行仿真分析轮齿所受到的载荷和传动误差，根据参数优化理论，利用Romax 进行综合参数优化，最后对比分析齿轮修形前后传动误差峰值数据，验证修形效果。

2. 建立分析模型 在对齿轮组第一级传动副进行参数优化设计过程中，我们采用了Romax Designer 软件进行建模和分析。主、从动轮的基本参数，如表1 所示。其中，载荷谱功率流参数如表2 所示。主动轮轴的输入功率为291.5 瓦，其转速为4400 转/分钟。首先，我们确定了输入轴和输出轴的布局，并在模型中施加了适当的荷载和设置了必要的边界条件，以确保模拟的真实性和准确性。通过Romax Designer 软件提供的强大功能，我们能够对整个传动系统进行详细的分析，包括齿轮的啮合情况、传动效率、振动和噪音等方面的特性。这一系列的工作将为齿轮传动系统的优化设计提供有力的支持和指导，以确保其在实际应用中具备优异的性能和可靠性。具体的模型分析结果详见图1。

3. 修形前齿轮动态啮合性能分析 齿轮传动系统由于其具备弹性特性，因此在运转中可能出现一些挠曲和变形的情况。这种变形可能