齿轮选材及热处理工艺智能专家系统分析

摘 要：机械齿轮选材工作是比较重要的，其选材效果如何将直接影响机械正常运行。而现有的选材及热工艺智能处理技术已经不能更好满足时展需求，在这种情况下，就必须对新技术进行相应研究。齿轮选材和热处理工艺智能专家系统的出现，在一定程度上能更好满足实际需求。而要想更好满足实际需求，还需要对智能专家系统相关内容进行分析。本文主要从齿轮选材依据和方法、齿轮选材及工艺智能专家系统等方面出发，对齿轮选材及热处理工艺智能专家系统进行分析，已经成为相关部门值得思索的事情。

关键词：齿轮选材 热处理工艺 智能专家系统

中图分类号：TG14 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2012）09（a）-0092-01

齿轮零件作为机械基本元件，其不仅能实现机器变速，同时也能对机械力矩进行传递。目前来看，齿轮材料主要是钢制材料，这种材料因强度高必须经过热处理才能制作出齿轮。虽然这种钢制齿轮已经被越来越多厂家所采用，但是钢质齿轮在实际应用过程中，特别是热工艺处理过程中常因相应因素的影响，而使断裂事故频繁发生，甚至给经济造成巨大损失。在这种情况下，就应该采取有效措施对相应故障进行预防或处理。智能专家系统的出现，在一定程度上为齿轮选材和热处理工艺带来了新机。如何更好的对齿轮选材、热处理工艺智能专家系统、齿轮选材和热处理工艺选择智能专家系统必要性等方面进行相应分析，已经成为相关部门值得思索的事情。

1 齿轮选材依据和方法

在齿轮选材过程中，有必要先对齿轮工作条件进行分析，结合常见零件失效原因，来对机器零件关键性能进行确定，并以此为依据，进行正确选材、区分零件成分及进行热处理等。正常情况下，机械零件失效就是指机械零件丧失其标准功能而无法保证机械正常运行。机械零件失效形式主要有机械零件变形、机械零件断裂失效和表面损伤等。而出现机械零件失效可能是因为设计、原材料引起的，也可能是因为不同加工工艺和相应装配使用等引起的。为了避免齿轮失效并保证齿轮选材质量，在实际应用过程中，就应该以逻辑推理和试验研究为依据，对失效原因进行相应分析，并及时采取相应措施进行预防和补救，以保证机械正常运转。

2 齿轮选材、热处理工艺智能专家系统概况

专家系统是目前人工智能领域中较为重要的系统，其现在已经不同领域广泛应用。专家系统在热处理工艺中应用，在一定程度上提高了热处理工艺效率和降低了热处理工艺成本。而专家系统在实际应用过程中还有一定劣势，其不仅形式单一、获取知识少，其在实际推理过程中也容易出现组合爆炸问题。而要想使智能专家系统更好的应用在热处理工艺中，还需要对相应因素进行分析，并采取先进的方法来提高智能专家系统利用率，使其更好发挥其作用。为了使智能专家系统更好发挥其作用，在实际应用过程中，可以将人工神经网络单元融合到智能专家系统中，使相应神经元处理单元和网络能有效的连接在一起，再对齿轮进行热处理。这种处理方式不仅速度快、聚类性强，且其容错性和自学性也比较强。虽然这种人工神经系统指示表能力相对较差、规模大时代网络化能力也较差，但是将这种技术和智能专家网络结合在一起，在一定程度上能满足智能技术不足问题。

3 齿轮选材和热处理工艺选择智能专家系统必要性

齿轮选材及热处理工艺智能专家系统应用之前，在齿轮选材、热处理工艺中，需要以相应齿轮失效形式和原因统计资料为依据对出现故障的齿轮失效原因进行分析，掌握真正实现原因后，在进行齿轮选材工作。选好齿轮材料后，还需要选取与齿轮材料相对应的热处理工艺。在实际选择过程中，一般会选择调制钢，而在冲击荷载较大情况下，会采用渗碳钢进行制造并进行温火处理。对那些冲击性频繁、耐磨性、疲劳强度要求较高的机械来说，还需要提高含碳量，以提高其耐磨性和疲劳抗力。此外，在实际工作中，齿轮选材及热处理工艺设计过程中，传统技术容易受相应因素的限制，使得其经不能满足大批量生产需求，也不能更好保证齿轮质量。而齿轮选材及热处理工艺智能专家系统，在实际工作中，能将齿轮设计要求、约束条件和相应材料热处理工艺硬度、转速、直径及壁厚等参数输入系统中尽享相应空间映射。

因现在的齿轮选材、热处理工艺是基于神经网络建立起来的，其输出和输入工艺参数属于较大的空间映射问题。其在实际使用过程中常因网络泛化和映度矛盾而使相应精度发生变化，一旦出现精度问题，就会受到相应约束而使泛化能力呈下降趋势。而车齿轮选材及热处理工艺设计是在泛化精度前提下进行输出和输入控件映射的。在这种情况下，就应该从齿轮实际用途出发，制定出相应热处理方法并对相应模块进行分级。可以将第一级作为选材网络，并在此基础上输入空间集合映射，可以将第二级作为热处理工艺设计模块，输入已经确定的材料和热处理参数转化成空间映射问题。这样不仅使网络结构得以简化，同时也能提高映度，更好的进行齿轮选材和热处理工艺。神经网络事实上是输入到输出非线性映射关系模型，其拓扑结构作为多层强馈网络，是由不同输入层、隐含层和输出层组成的，且相应节点与邻层节点相联系，并能保证同层节点互不影响。这样当输出层节点输出信息的时候能对输入信息进行相应处理，最后得出正确结果，以为齿轮选材和热处理工艺提供必要依据。同时应该建立相应网络模型，并根据实际状况选择与其相适应的齿轮材料，以这种齿轮选材和热处理工艺参数为依据，进行网络输出和输入，以对模数、直径、壁厚、转速、断面收缩率、屈服强度、硬度、冲击韧性及表面硬度进行确定。在此基础上在智能专家系统主界面上进行神经网络推理选择，进入系统后按照系统要求输入相应参数数值。之后再对具体参数值进行转换，并将得出的数值作为网络参数进行输入，再对一击选材进行处理，系统会快速的选定相应材料并确定其高度。在这之后还应该对二级工艺网络进行推理。推理过程中需要相应具体参数输入其中并通过系统对热处理工艺参数进行分析，以更好保证齿轮选材及热处理工艺顺利进行。

4 结语

齿轮选材和热处理工艺对齿轮质量是非常重要的，其选材和工艺如何，对齿轮质量和使用性能有直接影响。为了更好保证齿轮质量，就应该正确选择齿轮材料和热处理工艺，以保证机械正常工作。然而，之前的齿轮选材和热工艺处理技术并不能更好满足实际需求，自智能专家系统在齿轮选材和热工艺处理中应用以后，取得了一定成效。随着时代的发展，齿轮选材和处理工艺将会有所变化。为了更好满足时展需求，还需要对齿轮选材及热处理工艺智能专家系统进行进一步研究。

参考文献

[1] 赵越超，付莹.齿轮的材料选择及热处理[J].机械研究与应用，2009（5）.

[2] 程欣.常用齿轮材料的选择及其热处理工艺[J].中国科技信息，2009（13）.

[3] 宋晓华，汪建平.电动工具齿轮断裂失效分析[J].机械制造，2010（5）.

[4] 任芝兰.齿轮类零部件的选材及热加工分析[J].电焊机，2010（10）.

[5] 樊晓燕.车床主轴箱齿轮的材料选择及热处理工艺[J].机械管理开发，2009（2）.