行星齿轮减速器多目标优化设计

针对行星齿轮减速器优化设计的多参数、多目标、多约束的特点,建立了多目标优化数学模型,应用层次分析法计算各目标函数权重,通过采用遗传算法进行减速器参数多目标优化求解.实例计算表明.优化设计参数比原设计参数更加合理,说明遗传算法用于减速器优化设计是有效、可行的,对行星齿轮减速器的优化有一定的指导意义.     

基于NSGA-Ⅱ的行星减速器多目标优化设计

为提高行星减速器工作能力,以齿轮强度和减速器体积为优化目标,对行星减速器进行多目标优化设计。以矿用提升绞车中的NGW型行星减速器为优化对象,以中心太阳轮尺寸参数为优化设计变量,建立配齿条件、齿面接触强度及工作参数等约束条件,构建多目标优化设计模型。利用带精英策略的非支配排序遗传算法(NSGA-II)对多目标优化模型进行优化计算,得到优化目标的帕累托(Pareto)最优解分布。通过对比得到优化目标间的相互影响规律,利用模糊集合理论从最优解集中选择出合理参数作为最终设计结果。分析结果表明本文提出的优化设计方法提高强度的同时,有效减小减速器体积,实现了行星减速器的多目标优化设计。     

基于Romax的斜齿圆柱齿轮减速器参数优化

以某斜齿圆柱齿轮减速器为研究对象,利用Romax Designer建立分析模型进行参数优化设计,旨在提高减速器的传动平稳性以及使用寿命。结合斜齿轮参数优化理论,以齿顶滚滑比为优化目标进行宏观参数优化、以传递误差和齿面载荷分布为优化目标进行微观参数优化,综合使用宏观参数优化和微观参数优化对减速器第一级传动副进行优化设计,改善了减速器齿轮传动中存在的问题。通过分析对比优化前后的齿轮传动性能,优化后齿轮减速器的传动性能和使用寿命都得到了有效提升。     

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。     

基于遗传算法的减速器优化设计研究

为了提高减速器的工作效率,要求减速器的总中心距最小来确定齿轮传动的最佳方案。对减速器总中心距和齿轮副螺旋角设计和控制进行建模。同时基于遗传算法GA工具箱根据参数约束情况对目标函数进行处理,采用最优解保存策略,给出了基于遗传算法的减速器总中心距优化设计的方法。     

基于齿轮参数优化的减速器传动效率提高方法研究

针对减速器传动过程中齿轮影响减速器传动效率的问题,对影响减速器齿轮传动效率的因素进行了研究,提出了一种齿轮宏观参数优化和微观参数优化相结合的方法,用于提高减速器传动效率。首先对齿轮宏观参数运用遗传算法进行了优化,再用KRIGING算法拟合了轮齿修形参数与齿轮啮合功率损失之间的关系;利用均方误差(MSE)准则提高了KRIGING预测模型的精度;在保证模型精度要求的情况下,运用期望改善(EI)准则寻找到了最优解;最后将最优参数输入ROMAX软件,对比了最优解和仿真结果。研究结果表明:最优解相较于仿真结果误差仅为0.179%,优化后,减速器传动效率提升了0.5%。     

一种改进遗传算法在离合器参数优化中的应用

针对离合器摩擦片参数优化过程中多目标、多参数、多约束的特点,提出了一种改进遗传算法。采用层次分析法对分目标函数的权重系数进行了初始分配,引入参数间组合度系数和参数的敏感度系数,将组合度系数用于交叉变异中,将敏感度系数用于权重系数动态调整中。以东方红-LA3004拖拉机换挡离合器为优化算例,分别基于传统遗传算法和改进遗传算法对离合器参数进行了优化,将两种优化结果进行了对比分析,结果表明,改进遗传算法能在得到全局最优解的同时,提高优化效率。     

基于遗传算法的推料机齿轮传动多目标优化设计

针对某生产线推料机的机构平稳性要求高、且体积不易过大的问题,通过选取齿轮体积和啮合重合度为优化目标,利用遗传算法对其机械传动结构进行了多目标优化设计。对算法的编码方式、精英选择策略、适应函数、惩罚因子和加权系数对优化结果的影响等几方面进行了分析探讨,提出了一种基于改进遗传算法的机构尺寸参数的优化方法;分别在单目标和多目标优化的情况下,利用Fmincon函数与改进的遗传算法进行了对比分析。研究结果表明:改进的遗传算法较Fmincon函数优化效果更佳,且较单目标优化结果,基于多目标优化后的齿轮传动重合度增加了3.03%,有效提高了推料机传动系统的平稳性;该结论为齿轮传动系统的多目标优化提供了理论参考依据。     

基于MATLAB二级行星轮边减速器可靠性优化设计

电动轮矿用汽车低速大转矩的运行特性需要传动比较大的减速器,因此行星轮式轮边减速系统被广泛应用。针对二级行星轮式减速器结构特点,采用传统设计方法对行星齿轮系统进行可靠度分析,根据已计算的可靠度对齿轮系统进行参数优化。将系统可靠度最大转化为各齿轮的可靠度最大,作为多个目标函数,在实际工况的基础上建立约束条件,利用MATLAB多目标优化函数进行求解,获得最佳的齿轮参数。根据得到的行星齿轮系统的参数,对优化后整套减速系统的可靠性进行分析。分析结果可知,优化设计后,传递效率为0.946,传递比为30.54,满足使用要求;二级太阳轮齿面接触强度可靠性系数为2.52,二级内齿圈齿根弯曲疲劳强度可靠性系数为2.59,二级齿轮可靠度为0.989,可靠性明显提高;主要零件的安全系数等级高;二级减速系统各齿轮的寿命达到设计要求;为同类行星齿轮系统的优化设计提供参考。     

基于多目标遗传算法NSGA-Ⅱ的串联齿轮机构变位系数优化

为研究串联齿轮变位系数的合理分配问题,以中心距偏差和齿顶高变动系数为优化目标,同时考虑加工时不发生根切、齿顶不过薄、保证一定的重合度和不产生过渡曲线干涉等4个约束条件,建立了多目标优化模型。然后采用多目标遗传算法NSGA-Ⅱ对目标函数进行求解,最终实现了串联齿轮变位系数的优化。研究表明,用这种方法进行串联齿轮机构变位系数的分配行之有效,优化后的齿轮变位系数符合工程实际,很好地满足了设计要求。     

轮边主减速器二级齿轮组齿轮的啮合优化分析

使用静力学分析与遗传算法相结合的方式对减速器进行设计、优化时,对于在传动中承受大扭矩的轮边减速器,没有考虑到因加速度引起的惯性力。针对电驱动救援车轮边减速器原主减速器二级齿轮组的强度偏弱问题,对主减速器二级齿轮组齿轮进行了设计、优化分析,解决了原减速器二级齿轮组强度偏弱问题。首先,依据轮边主减速器基本数据,进行了主减速器的三维建模设计,然后对所设计模型添加了相应的约束条件,对其进行了瞬态动力学仿真分析,发现了二级齿轮组存在强度偏弱问题;然后,提出了使用蒙特卡洛算法与宏观、微观优化相互配合使用的方法,对二级齿轮参数(即螺旋角、压力角、法面模数)进行了数据优化处理;最后,使用所获得的优化数据对减速器二级齿轮组进行了重新建模和仿真分析,由仿真分析结果判定了优化的可靠性。研究结果表明：进行优化后,减速器二级齿轮组齿轮的线性传动误差降低了59.38%,齿根处最大应力值降低了14.3%;同时,齿面接触印痕、齿面接触载荷、齿根最大接触应力均得到了优化,提高了齿轮的整体使用寿命。     

斜齿轮减速器的优化设计

以减速器齿轮体积之和最小作为目标函数,以齿轮的强度要求等作为约束条件,采用复合形法对两级斜齿轮减速器进行了优化,优化结果和常规设计参数相比效果显著。     

低速大输出扭矩齿轮传动啮合参数的优化设计初探

结合某大型工程用低速重载主减速器的参数设计研究［７］,对低速重载齿轮的啮合参数进行了双重优化,即以减速器的总中心距最小为目标函数的整体优化和以入啮点的最小油膜厚度最大为目标函数的变位系数的子优化相结合,通过优化设计与常规设计结果的比较,表明各项啮合质量都获得了较好结果。     

掘进机行星减速器关键参数的优化与校核

针对掘进机截割部行星减速器体积偏大的问题,在分析掘进机行星减速器理论的基础上,基于MATLAB软件搭建齿轮参数优化的目标函数和约束条件,实现了对齿轮模数、齿厚以及齿数参数的优化,并对优化后齿轮的强度进行了校核,确保其强度满足要求。     

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。     

斜齿轮减速器遗传算法的优化设计

通过对一个具体的斜齿轮减速器进行分析与设计，建立了优化数学模型，并应用遗传算法求出了问题的最优解，探讨了用遗传算法解决此类多约束、多变量类型优化问题的可行性。     

人字齿轮传动的高重合度优化设计

采用带精英策略的快速非支配排序遗传算法(NSGA-II)对人字齿轮进行高重合度多目标优化设计,选择齿轮齿数、螺旋角、齿顶高系数及变位系数为设计变量,在优化人字重合度的同时,保证了齿轮传动的安全系数。该方法计算快速简便,大大提高了设计的效率。最后,从最终的优化解集中选择一组优化结果与算例数据进行了对比分析,验证了该多目标优化设计方法的有效性。     

锥齿轮减速器的遗传算法优化设计

确定进行齿轮减速器的优化设计目标函数与设计变量,建立约束函数得出相应的约束方程,采用遗传算法进行优化设计,最后,借助MATLAB的优化工具箱进行优化计算,计算结果表明,优化设计的效果显著。     

基于响应面的轿车主减速齿轮多目标优化设计研究

为获得某轿车主减速齿轮尺寸参数对其啮合性能的影响,利用显式有限元法得到齿轮啮合响应参数,基于Kriging模型构建齿轮啮合响应参数应对齿轮尺寸参数的响应面模型。以齿根弯曲应力、齿面接触应力和齿轮副体积为目标函数,利用NSGA-Ⅱ多目标优化遗传算法实现了主减速齿轮参数优化,得到最优参数解集。优化后的主减速齿轮啮合应力水平明显降低。     

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。