MathCAD在HMCVT行星轮系参数优化设计中的应用

目前传统液压机械无级变速器中行星轮系参数优化步骤繁琐,精确建模难度比较大。设计了一种新型的等差式液压机械无级变速器,基于MathCAD对其行星齿轮系空间尺寸和体积进行优化。根据液压机械无级变速器无级传动条件确定行轮系参数,以行星轮系齿轮模数、齿数和齿轮宽度作为设计变量,以减小行星轮系结构体积作为目标函数建立数学模型,利用MathCAD对行星轮系参数进行优化设计。结果表明:行星齿轮系的体积比原体积降低24%,使行星轮系结构更紧凑,减轻质量和降低成本。     

三级行星减速器优化设计

按加工精度要求和制作经济性对某种小模数三级2K-H行星传动轮系的传动比进行分配,由一个多级行星轮系的优化设计转化为一个单级行星轮系的优化设计,亦即将整个多级行星轮系体积最小的优化问题转化为单级行星轮系体积最小的优化问题[1]13-17.以单级行星轮系的太阳轮,行星轮,以及内齿圈体积最小为优化目标建立优化数学模型.采用惩罚函数法求解数学模型,择取最优参数方案.     

粒子群-蚁群融合算法在曝气机减速器优化设计中的应用

为了解决蚁群算法中参数的选取较大地依赖于实验者的个人经验,存在未成熟收敛的缺陷。提出一种PAAA算法对曝气机减速器行星轮系传动机构优化设计。在满足结构、强度等约束条件下,以行星轮系体积最小、效率最高为目标函数,建立行星轮系传动机构优化设计数学模型,再运用PAAA算法编写Matlab程序对所建数学模型进行求解。研究结果表明,在保证设计要求的条件下,行星轮系传动机构体积更小,效率更高。求解结果验证了PAAA优化方法快速有效,准确可靠。     

双级NGW型行星轮系的优化设计

按各级径向尺寸协调和外啮合接触强度相等的原则对双级NGW型行星轮系的总传动比进行优化分配 ,将双级行星轮系的优化设计转变成单级行星轮系的优化设计。以太阳轮、行星轮和内齿圈体积之和最小作为优化目标 ,建立了优化数学模型 ,应用复合形法求解数学模型择取最优参数方案。通过实例计算 ,取得了满意的结果     

2K-H型行星轮系优化设计系统的研究

以太阳轮和全部行星轮的体积之和最小为优化设计目标函数,以太阳轮的齿数、齿宽、模数、行星轮的个数为设计变量,以行星轮系的传动比条件、同心条件、装配条件、邻接条件、模数条件、最少齿数条件、强度条件为约束条件,建立了行星齿轮传动优化设计的数学模型。以穷举法为优化设计方法,以VisualBasic为编程工具,研制出了行星轮系的优化设计系统,该系统能自动完成2K-H型行星轮系的优化设计。     

基于并行选择遗传算法的3Z(Ⅱ)型行星轮系优化设计

研究了3Z(Ⅱ)型行星轮系的优化设计方法。以行星轮系的体积最小、传动效率最高为目标函数建立了多目标优化模型,利用惩罚函数将原约束问题转换为无约束优化问题,提出了基于并行选择遗传算法的多目标优化求解算法。实例表明,该方法适用于3Z(Ⅱ)型行星轮系的多目标优化,且优化效果显著。该法对于其它行星轮系的优化设计也具有借鉴意义。     

盾构机刀盘驱动多级行星齿轮传动系统的多目标优化

为满足盾构机刀盘驱动多级行星轮系高可靠性、低振动和高功率密度的设计要求,在建立系统的可靠性模型和动力学模型的基础上,建立了以系统可靠度、各级行星轮振动加速度和系统体积/质量为目标函数的多目标优化设计的数学模型,并针对工程实例,利用混合离散复合形法对其进行求解。结果表明,提出的优化模型及优化方法可有效地提高盾构机刀盘驱动多级行星轮系的可靠性,减小系统的振动水平和体积/质量。研究结果可为高可靠性、低振动、高功率密度的盾构机刀盘驱动多级行星减速器的设计提供参考。     

多级行星轮系多目标模糊可靠性优化设计

将模糊数学方法与机械优化技术结合起来的模糊可靠性优化设计能有效地处理机械设计中的随机性和模糊性问题。以多级行星轮系为研究对象,利用常规优化设计方法进行传动比优化分配,在此基础上,以模糊可靠度约束为主要约束条件,以体积、传动效率和重合度为目标,建立了多目标模糊可靠性优化数学模型,通过多级模糊综合评判将模糊可靠性优化转化为常规可靠性优化设计,利用Matlab优化工具箱进行优化设计。     

矿用自卸车轮边行星传动机构模糊可靠性优化

针对矿用自卸车电动轮边行星轮系寿命低以及灵活性不够的问题,提出一种基于模糊可靠性的系统级优化方法,以齿轮齿宽和行星轮系体积最小为目标进行优化。考虑到优化过程中不确定性和模糊性对电动轮边行星轮系可靠性的影响,建立了目标耦合变量、系统设计变量、全局共享变量的系统级优化模型。根据矿用自卸车电动轮边行星轮系的载荷程度、环境程度、技术水平、运行周期建立模糊集理论的权重集。对影响行星轮系可靠性的因素进行综合评价,并对其构建模糊评价矩阵,最后得出模糊权重向量。运用模糊可靠性的系统级优化,对齿轮齿宽和行星轮系体积最小进行求解。结果表明,考虑模糊可靠性的系统级优化方法求得的最优解提高了系统的可靠性,也降低了矿用自卸车行星轮系的体积,使行星轮系更加紧凑。以某矿用车电动轮行星轮系为例,证明该方法的可用性。     

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。