基于MATLAB的斜齿轮传动多目标可靠性优化设计

介绍了齿轮传动的多目标设计方法,以斜齿轮体积和传动平稳可靠性为目标函数,在保证齿轮强度可靠性的前提下,建立了斜齿圆柱齿轮传动的多目标优化设计数学模型.并且结合实例利用科学计算软件MATLAB的优化工具箱求解优化问题.目前,对于斜齿轮优化设计的研究主要集中在减小体积方面,一般不考虑传动平稳性.对减小体积和提高传动平稳可靠性两个目标进行了联合优化,这对于齿轮传动设计具有理论指导意义.     

基于MATLAB的斜齿轮传动多目标优化设计

本文介绍了齿轮传动的多目标设计方法,以斜齿轮体积和传动平稳可靠性为目标函数,建立了斜齿圆柱齿轮传动的多目标优化设计数学模型.并且结合实例利用科学计算软件MATLAB的优化工具箱求解多目标优化问题.目前,对于斜齿轮优化设计的研究主要集中在减小体积方面,一般不考虑传动平稳性.本文对减小体积和提高传动平稳可靠性两个目标进行了联合优化,这对于齿轮传动设计具有理论指导意义.     

基于非劣最优理论的PSO多目标设计的应用

介绍基于非劣最优理论的粒子群优化算法所进行的多目标优化设计,以斜齿轮体积和传动平稳可靠性为目标函数,建立斜齿圆柱齿轮传动的多目标设计数学模型。为高速运转状态下,斜齿轮设计提供一种快速、优化的好方案。     

基于MATLAB的多级齿轮传动多目标可靠性优化设计研究

机械可靠性优化设计是以机械产品的可靠度作为目标函数或约束条件,运用优化设计方法获得最佳设计方案的现代设计方法。本研究以三级斜齿圆柱齿轮减速器可靠性优化设计为例,以减速器体积最小、传动平稳可靠为目标函数,将强度设计可靠性纳入约束条件,建立多级齿轮传动多目标可靠性优化设计数学模型,利用MATLAB优化工具箱进行可靠性优化设计。     

斜齿圆柱齿轮传动的齿轮箱多目标优化设计

以提高承载能力、满足等强度设计、并减小齿轮传动的中心距为目标函数,建立了二级斜齿圆柱齿轮传动的多目标优化设计数学模型,采用NSGA-Ⅱ算法进行优化求解,对二级斜齿圆柱齿轮进行多目标优化设计,得到了parteto最优解,结果显示其强度和平稳可靠性有所提高,且能够满足等强度设计的要求,同时使中心距有一定的减小。     

基于改进粒子群算法的齿轮传动优化设计研究

针对齿轮传动系统多目标优化设计问题,选取了齿轮传动系统的体积和重合度作为优化目标函数,建立了以可靠性约束、齿数约束、模数约束等作为约束条件的齿轮传动系统多目标优化数学模型。将收缩因子和线性递减惯性权重引入到基本粒子群算法中,得到了带收缩因子的线性递减惯性权重粒子群寻优算法;利用该算法具有收敛速度快和搜索能力强的特点,对二级斜齿圆柱齿轮传动系统的优化数学模型进行了求解,最终得到了齿轮的关键参数(齿数、模数、螺旋角)的最优解。研究结果表明:在齿轮传动优化设计中采用带收缩因子的线性递减惯性权重粒子群寻优算法,可以使二级斜齿圆柱齿轮传动系统的体积减少39.8%,重合度提高7.3%,降低成本,提高齿轮传动的稳定性;该结果可为齿轮传动系统的优化设计提供参考依据。     

基于可靠性的斜齿轮传动多目标优化

在可靠性的基础上建立斜齿轮传动的多目标优化教学模型,结合实例,对减小体积和保证传动平稳的两个目标联合进行优化,并用MATLAB优化工具箱进行了求解,优化结果令人满意,这对于齿轮传动的设计具有很大的参考价值.     

基于MATLAB及惩罚函数法的斜齿轮传动优化设计

斜齿轮传动在机械行业中应用广泛,基于机械优化设计理论,以MATLAB为平台,根据斜齿轮的设计要求和特点,运用内点惩罚函数法建立了斜齿轮副优化设计的数学模型,以该对齿轮的体积之和为目标函数进行优化,并利用MATLAB编写了相关优化程序。在同一设计要求下,与传统的斜齿轮设计方法对比,优化设计后的齿轮质量更轻,体积更小,更符合实际工况的需求。     

内平动齿轮减速器的模糊可靠性优化设计

内平动齿轮传动是一种新型的少齿差行星传动机构。综合运用了模糊数学理论和可靠性优化设计方法,建立了以体积最小为目标的内平动齿轮减速器的模糊可靠性优化数学模型,并给出了设计实例。     

精密变位斜齿轮行星轮系混合型变量多目标优化设计

斜齿轮行星轮系具有单位体积传动比高、重合度大和谐振小的特点,广泛应用于精密小模数变速传动领域。如何提高单位体积传动比并降低振动,对于实现精密传动具有重要意义。为此,提出了精密变位斜齿轮行星轮系混合型变量多目标优化设计方法。建立二级行星斜齿轮传动方案模型,通过齿顶圆上的压力角与齿数、分度圆压力角、齿顶高系数和变位系数的关联关系,构建太阳轮、行星轮和内齿圈的体积模型和重合度模型,建立轮系的配齿、强度、模数、变位和根切的约束条件集,以体积最小、重合度最大作为优化目标,建立连续与离散混合的多变量多目标优化数学模型。引入模拟退火蚁群算法,实现连续多维空间的混合型变量优化,基于模糊集从Pareto解集中遴选最优解,优化后轮系体积减小9.97%,重合度增大13.35%,提出的方法对于类似斜齿轮行星轮系的性能优化设计具有重要意义。     

变速器参数多目标可靠性优化设计

文中以体积最小化和功率使用率最大化建立了变速器多目标优化设计数学模型,并在可靠性的基础上,给出了约束条件;最后对所建模型进行了实例测试,测试结果表明所建模型正确有效,对齿轮传动的设计具有参考价值.     

基于MATLAB的二级斜齿圆柱齿轮减速器的优化设计

文中根据优化设计的思想结合二级斜齿圆柱齿轮减速器设计的一般要求,建立起了数学模型,包括目标函数、设计变量、约束条件等要素。通过一个范例来说明齿轮传动优化设计的过程,并借助MATLAB软件的优化工具箱编制了计算最优解的程序,求出了最优解。设计减速器时借助优化设计的思想和计算机程序,考虑现代工业对传动装置性能、效率、结构、成本、可靠性等方面的综合要求更能提高产品的竞争力,对其他同类机械产品的设计也有一定的参考价值。     

功率分流齿轮传动的等强度优化设计

在大功率分流齿轮传动中,各齿轮之间寿命与强度相差较大,导致整个传动系统过早失效,为了改善这种情况、充分发挥各级齿轮传动的潜能,需要对齿轮传动进行等强度优化设计.以功率二分支齿轮传动系统为例,建立了以各齿轮接触安全系数相差最小和弯曲安全系数相差最小为目标的多目标优化设计模型,提出了实现等强度设计的优化方法.算例表明,等强度优化方法不仅可以使齿轮间强度尽可能接近,而且在体积上与最小体积优化设计结果十分接近.     

风力机齿轮箱布局的多目标可靠性优化设计

针对风力机齿轮箱布局设计中存在的问题,采用多目标可靠性优化设计方法,以风力机齿轮箱的箱体体积和齿轮体积最小化为设计目标,建立了风力机齿轮箱布局的多目标可靠性优化设计模型,分析比较了3种常见传动方案对风力机齿轮箱布局的影响,以某型号1.5 MW风力机齿轮箱为例进行了优化分析。研究结果表明,采用该设计方法得到的齿轮箱箱体体积和齿轮体积加权和值比以齿轮体积为目标的单目标设计方法更低。同时,分析结果表明,提高输入转速可大大降低齿轮箱成本。     

基于Monte Carlo行星齿轮减速器可靠性优化设计

以2K_H行星减速器为物理模型,运用可靠性设计和优化设计理论相结合的方法,建立了以体积最小为目标的可靠性优化设计模型.针对设计信息和参数的不确定性,采用蒙特卡洛模拟法确定设计变量的概率分布和数字特征,计算齿轮传动可靠度.利用MATLAB优化工具箱具有编程工作量少、语法符合工程设计要求等特点,在约束函数中充分考虑可靠性的...     

MATLAB优化工具箱在齿轮减速器设计中的应用

以单级斜齿圆柱齿轮减速器轮齿强度可靠度为约束条件,以减速器体积为优化目标函数,建立可靠性优化设计数学模型,并用MATLAB优化工具箱求出最优解。     

单级斜齿圆柱齿轮减速器的可靠性优化设计

以单级斜齿圆柱齿轮减速器轮齿强度可靠度为约束条件,以减速器体积为优化目标函数,建立可靠性优化设计数学模型,并用MATLAB优化工具箱求出最优解.     

考虑磨损与变形的谐波齿轮精度可靠性分析与优化设计

针对谐波齿轮减速器中存在的磨损和变形因素导致减速器传动精度低、可靠性差等问题,建立考虑磨损与变形的谐波齿轮减速器传动误差模型,并进行精度可靠性分析与优化设计。通过分析传动误差的影响因素建立了传动误差模型;基于磨损经验模型和试验数据,应用贝叶斯修正方法建立动态磨损模型,同时根据试验数据和高斯过程回归建立柔轮变形模型;综合获得的传动误差模型、磨损模型和柔轮变形模型建立谐波齿轮精度可靠性模型,并应用基于拉丁超立方抽样的Kriging代理模型和蒙特卡洛法求解某谐波齿轮减速器传动精度可靠度。最后采用序列二次规划法对谐波齿轮减速器进行优化设计。优化结果表明,在工况参数(输出端负载17.5 N·m,输入端转速100 r/min)下,优化后的谐波齿轮减速器在工作时间3 000 h处的可靠度达到99.02%,相比未优化前提升7.85%,而成本却只增加1.70%。