航天器用直齿圆柱齿轮可靠性设计优化

摘要

航天器的重量受制于火箭运载能力,系统重量控制在航天器设计中是一项重要的工作.齿轮传动在航天领域中应用广泛.因此优化齿轮设计、保证高可靠性、减少设计体积重量成为一个重要问题.以直齿圆柱齿轮为例,对其进行可靠性优化设计,运用可靠性设计理论,以模数、齿数、齿宽系数以及当齿轮强度和应力服从对数正态分布时的齿轮接触疲劳强度和齿根弯曲疲劳强度为约束条件建立数学模型,以最小圆柱齿轮体积为优化目示进行设计.将齿轮可靠性设计结果与传统设计方法设计结果进行比较,结果显示可靠性设计方法在保证可靠性要求的前提下使齿轮体积最小化,即齿轮质量最小化.