基于潜在成本损失模型的抬升减速器可靠性分析与设计

以海洋自升式平台的关键部件——抬升减速器为研究对象,针对传统失效模式与影响分析（FMEA）方法无法反映分析对象失效特征和RPN取值主观性的缺陷,提出抬升减速器的潜在成本损失模型,推导了潜在成本损失的计算公式,以抬升减速器大齿轮为例进行改进的FMEA及故障树分析（FTA）,找出其最严重的失效环节,并分析原因。根据各失效原因制定相应的预防和控制措施,从而减轻或避免不必要的风险和损失,为抬升减速器可靠性水平的提高提供了参考依据。     

单级直齿圆柱齿轮减速器的可靠性优化设计

这里运用可靠性设计理论和最优化设计技术,提出了单级直齿圆柱齿轮减速器的可靠性优化设计方法,建立了以减速器体积为目标函数的可靠性优化设计数学模型,并给出了优化方法和程序框图。     

改进蚁群算法的斜齿轮传动多目标优化

本文针对传统蚁群算法在优化目标函数和设计变量较多时,收敛速度慢和容易陷入局部最优等缺点,提出了一种改进的蚁群优化算法。并对两级斜齿圆柱齿轮减速器在考虑其动态性能、体积、可靠度多目标下对齿轮参数进行了优化。其结果与传统设计相比,在保持了减速器较高可靠性的同时,获得了较好的动态性能和较小的体积。本文提出的改进蚁群算法为斜齿轮减速器提供了一种新的优化设计方法。     

公铁两用车NGW型减速器多目标可靠性优化

针对公铁两用车减速器多目标可靠性优化问题,首先要保证电动轮行星齿轮减速器工作状况良好,载荷条件满足传动要求。应用可靠性理论和优化设计技术,使得减速器质量减轻、材料节省、成本低,安全性能和可靠性提高。采用MATLAB优化工具箱来解决减速器的优化问题,将体积与重合度作为多目标优化函数,通过线性加权法把多目标优化问题转化为单目标问题来求解,利用安全系数法等约束要求建立数学模型。利用Fmincon函数进行优化计算分析得到最优解,使得优化设计参数比原设计参数更加合理,结果表明,提高了公铁两用车电动轮的工作性能。     

基于模拟退火粒子群算法的圆柱齿轮减速器的可靠性优化

模拟退火粒子群算法将模拟退火思想引入具有杂交和高斯变异的粒子群算法中,是一种简单快速的随机全局优化算法。将模拟退火粒子群算法与可靠性优化设计理论相结合,建立了最大化减速器传动系统可靠度的优化模型,提出了基于模拟退火粒子群算法的圆柱齿轮减速器可靠性优化方法。利用该优化方法进行一圆柱齿轮减速器的优化设计,其优化结果明显优于基本粒子群算法、混合罚函数法和传统设计方法。算例表明,该优化方法具有全局收敛且精度高的优越特性,是一种有效的可靠性优化设计方法,并对其他机械部件可靠性优化具有一定的参考意义。     

齿轮减速器的多目标可靠性优化设计

提出一种以可靠度为目标函数和约束条件的多目标齿轮减速器优化设计方法。将可靠性引入齿轮减速器的确定性优化,考虑可靠度为设计目标和设计约束,并将小齿轮齿数作为离散确定性设计变量,进而构造出具有离散变量的多目标可靠性优化设计模型。提出在分支界定算法中嵌套遗传算法构造该优化问题的求解算法。该算法利用分支界定算法的遍历性和遗传算法的全局性,以获得优化问题的全局性解。最后,分别给出齿轮减速器的连续变量确定性解和可靠性解、混合变量确定性解和可靠性解,用以验证方法的有效性。     

RV减速器可靠性优化设计方法

根据RV减速器的结构特点,建立了主要承载部件的时变模糊可靠性分析模型,讨论了相关零件在服役期间内的可靠度变化规律,结果表明摆线轮是影响整机可靠性的最薄弱零件.根据最薄弱环节原则,以摆线轮的可靠度和整机的体积为优化目标,提出了RV减速器可靠性优化设计方法.对样机分别进行了常规优化和可靠性优化设计,对比优化结果,显示后者能在减少体积的同时保证高可靠度,优化效果显著,验证了该方法的有效性,为RV减速器的参数优化提供了一种新方法.     

基于MATLAB的三级圆柱斜齿轮减速器可靠性优化设计

传统的减速器设计是以设计者的经验为基础的,因此设计方案往往不是最优的.为了在不影响性能的基础上实现体积和重量的最小化,本研究运用可靠性设计与优化设计相结合的方法建立了某起重机三级圆柱斜齿轮减速器的可靠性优化设计模型.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,以减速器箱体壁厚作为自变量.以箱体体积最小为目标函数,在约束函数中充分考虑可靠性的要求,对该减速器进行可靠性优化设计.优化结果表明,可靠性优化是一种更科学、更符合客观实际的设计方法院,而且该方法应用到工程实际中会大幅地节约成本,提经济效益.     

考虑失效相关性的行星摆线减速器结构多目标优化设计

行星摆线减速器的可靠性直接影响工业机器人的整体性能和使用寿命,其中,两级传动子部件的可靠性对减速器整机可靠性具有重要影响。以某型重载行星摆线减速器为研究对象,基于两级传动系统子部件的受力分析,分别构建各子部件的可靠性数学模型,并通过Copula函数对可靠度进行相关性耦合,构建了考虑失效相关性的系统可靠性模型;在此基础上,构建体积最小、可靠度最高的多目标优化模型,采用带精英策略的快速非支配排序遗传算法（Non-dominated sorted genetic algorithm-Ⅱ,NSGA-Ⅱ）进行求解,并与考虑独立性假设的系统可靠性模型做了对比分析。结果表明,优化后,减速器体积减小了11.27%,可靠度提高了5.29%;考虑失效相关性的优化设计方法可以有效提高行星摆线减速器的可靠性,并具有更高的综合性能。     

基于行星减速器的多目标可靠性优化设计方法研究

将优化技术与可靠性设计理论相结合,以齿轮疲劳强度可靠度和行星轮系配齿条件等为约束,以行星齿轮减速器传动效率高、重量轻、体积小为优化目标,根据工程实践和统一目标函数法建立其优化数学模型,应用混合惩罚函数法、Powell法等多种优化算法对其进行优化设计[1].通过实例说明,应用这种理论方法可在保证减速器使用寿命的前提下,得到满意的优化结果.