齿轮传动在风力发电、煤炭、水泥、钢铁、造纸等各行业中应用极为广泛。随着工业的发展和社会的进步,齿轮的发展面临着巨大的威胁:其中最大的威胁来自于电驱动,随着电驱动和数控时代的到来,电驱动甚至可能代替齿轮传动;纯电动汽车对齿轮的精度要求更高,要求噪音更小,并要求轻量化。在这种形势下,对齿轮进行优化,提高齿轮的质量和精度,降低物料成本,显得尤为重要。优化齿轮主要有以下几种方法:优化齿轮的齿部参数、将齿轮的材料进行更换、改进计算齿轮强度的方法、改进加工齿轮的方法、优化齿轮的结构、采用先进的热处理工艺等。论文主要研究如何优化齿轮的结构。论文包含以下研究内容:对齿轮的制造过程进行分析,在此基础上建立成本的数学模型,找到影响齿轮成本的主要参数;利用ANSYS对常规式齿轮的强度进行有限元分析,发现其两个侧面的应力在10～20MPa之间,因此提出将原材料由钢棒改为腹板式齿轮的优化思路;对优化后的腹板锻造齿轮,进行ANSYS分析,计算其强度,目的是齿轮的使用要求能够被满足;通过ANSYS有限元分析,对腹板式齿轮在啮合过程中产生的变形量进行计算,并验证在此变形量下,常规式齿轮的修形量不再满足安全要求,而后使用修形软件对优化后的腹板式齿轮齿部的修形量重新计算,改善齿轮的载荷分布情况,提高安全系数,延长寿命;将成本模型中的节省值与实际生产中的节省值进行对比,对成本数学模型进行检验,证明数学模型与实际生产比较贴合;收集并研究齿轮优化后给生产中的其他环节,例如选型、采购、质量、制造、装配等工作所带来的问题,并且针对这些问题,找到相应的解决方案。利用上述优化理论和方法,针对某传动公司的四种齿轮进行优化,并进行小批量试制。经优化后的齿轮应用于实际订单中,已经两年时间,无一个失效案例。在实际订单中的使用情况证明,此种优化方法是有效果的,具有一定的可实施性。所以此公司扩大范围,对更多的齿轮进行此种优化。总之,论文提出将齿轮的原材料由圆钢棒改为腹板式齿轮的方式,来优化齿轮的结构,为齿轮结构的优化工作提供了一种思路和方法;同时,可以提高材料利用率,降低物料成本,提高产品的竞争力,为公司带来一定的经济效益。