高速重载齿轮箱齿轮-箱体耦合系统的轻量化设计及疲劳寿命评估

高速重载齿轮箱齿轮-箱体耦合系统的轻量化设计及疲劳寿命评估

李宁波

南京高精齿轮集团有限公司，江苏南京

摘要：高速重载齿轮箱是风电、轨道交通等高端装备的核心传动部件，在极端运行工况下，其重量控制与疲劳可靠性是装备性能提升的关键设计矛盾。本文以齿轮-箱体耦合系统为研究对象，构建包含齿轮结构参数与箱体拓扑变量的多目标轻量化设计模型，以结构强度、动态特性为约束，实现质量最小化与传动效率最大化的协同优化。进一步分析轻量化设计对耦合系统载荷传递规律、关键部位应力分布的影响，分别针对齿轮与箱体建立耦合效应下的疲劳寿命评估方法，对比不同方案的轻量化效果与疲劳寿命表现。