MATLAB在机械可靠性优化设计中的应用

介绍了MATLAB优化工具箱及其算法的原理和过程,并将其应用于求解一种机械典型产品-齿轮减速器的可靠性优化设计问题。优化设计结果表明MATLAB优化工具箱应用于求解优化问题,不仅算法可靠,而且所编写程序简单,设计效率能够得到提高。该研究方法对解决其他机械优化设计问题同样具有重要的参考价值。     

基于MATLAB的二级斜齿轮减速器优化设计

优化设计是将最优化理论和计算技术应用于机械设计领域,为工程设计提供优化设计的方法。MATLAB优化工具箱具有编程工作量少、语法符合工程设计习惯的特点,文章应用MATLAB软件,以减速器体积最小为目标函数对齿轮减速器进行优化设计,并给出了优化设计实例,与原设计方案相比,取得了良好的优化效果。     

基于Matlab的带式输送机齿轮传动机构优化设计

利用Matlab遗传算法工具箱对带式输送机上的单级斜齿圆柱齿轮减速器的齿轮传动机构进行优化设计,从而说明遗传算法的优越性。在满足承载能力和强度要求条件下,以齿轮体积最小为优化目标,建立优化设计数学模型,用Matlab遗传算法工具箱进行优化并得到最优解。     

基于高传动效率的行星齿轮传动系统优化设计

根据提高行星齿轮传动系统效率的设计要求,建立了行星齿轮传动系统优化数学模型,确定了优化设计变量、优化目标函数和边界约束条件,利用MATLAB其功能强大的优化工具箱,结合优化设计的基本算法、以提高效率为优化目标进行优化,为提高行星齿轮传动系统的效率提供了设计方法。     

矿用掘进机减速器动态特性分析与优化设计

针对EBZ135掘进机减速器齿轮零件体积较大而导致运行稳定性偏差的不足。以提升减速器工作性能、轻量化减速器为目标,通过分析减速器的运行原理和动态特性,运用MATLAB优化工具箱对减速器关键齿轮的结构进行优化,利用SolidWorks软件构建齿轮传动3D模型,并通过ANSYS仿真软件进行有限元分析,以验证设计结果的合理性和可靠性。试验结果表明：采用优化后齿轮结构能够有效降低体积,使得减速器内部结构更加紧凑;优化后结构最大接触应力值为416.04 MPa,满足实际要求;齿轮各阶次固有频率与啮合频率差距较大,不会导致共振现象。优化结果较为理想,满足结构轻量化设计目标。     

基于层次分析法的齿轮减速器多目标优化设计

针对ZQ型齿轮减速器体积和结构尺寸较大、承载能力低、寿命短等问题,提出了一种以轮齿强度为可靠性约束条件,同时考虑中心距和转动惯量最小、且重合度更大的多目标优化设计方法。通过运用层次分析法确定各分目标函数之间的权重系数和利用MATLAB优化工具箱中的序列二次规划法对优化设计模型进行求解。通过实例计算,得到了更加合理的优化设计参数,证明了该方法在减速器优化设计中的合理性、可行性。     

牙轮钻机主减速器的优化设计

论述了牙轮钻机主机构减速器的优化设计方法和基本原理,以主机构减速器作为整体进行优化,采用离散复合形算法。计算结果表明,优化方案在满足设计要求的前提下,各级齿轮的参数更为合理,主机构减速器的体积显著下降。     

考虑磨损问题的圆柱齿轮减速器多目标可靠优化

将应力和强度等均视为随机变量,综合考虑斜齿圆柱齿轮减速器结构紧凑和摩擦磨损等问题,以机构的体积和磨损量最小为目标函数,建立有别于现有模型的多目标可靠性优化设计模型。在简要介绍MATLAB优化工具箱中的序列二次规划法后,采用该算法求出设计结果。     

MATLAB在车削加工优化设计中的应用

以车削加工工艺参数优化设计为例,介绍了MATLAB优化工具箱在机械优化设计中的应用,根据设计要求及特点,建立了车削加工工艺参数优化设计数学模型,并以加工成本最小进行了优化。优化设计结果表明利用MATLAB优化工具箱求解优化问题,不仅算法可靠,而且编程工作量小,设计效率明显提高。     

EBZ-135掘进机截割部行星减速器优化研究

对EBZ-135掘进机行星减速器进行了体积优化。通过减速器体积的函数,找出相关约束条件,利用MATLAB进行了优化计算。结果表明,优化后第一级内齿厚度减少了14.5%,第一级齿轮模数减少了43.6%,齿轮体积减小了大约22.3%,优化效果良好。另外,利用MATLAB进行优化设计,大大提高了优化效率,减少了技术人员的工作量。     

基于MATLAB齿轮泵的结构优化设计

以小型齿轮泵为例,在其设计要求和特点基础之上,以体积最小为目标,建立齿轮泵的结构优化设计数学模型。利用MATLAB优化工具箱,对目标函数求解最优值。结果证明,与传统解法相比用MATLAB优化工具箱可以方便地求解出最优值。     

基于MATLAB机械优化设计问题的分析

采用新的软件解决机械优化设计问题,介绍了MATLAB优化工具箱在机械优化设计中的应用。利用MATLAB软件可以求解线性规划、无约束规划、二次规划和有约束非线性规划等优化设计问题。该软件编程工作量小,初始参数输入简单,符合工程设计语言,有着很大的优越性。通过给出的优化实例可以看出,应用该软件求解机械优化设计问题非常方便。     

煤层液压钻输出机构的优化设计

相比煤电钻,煤层液压钻由于安全性好,可以实现湿式钻孔正得到越来广泛的应用。以煤层液压钻输出机构的体积为目标函数,建立结构优化设计数学模型。应用MATLAB优化工具箱求解最优设计变量,使其满足输出机构的体积最小,实现产品轻型化,从而减轻工人劳动强度,为进一步推广创造条件。     

基于MATLAB优化设计模型的几何描述

求2个设计变量目标函数的最优化问题可转换为在三维坐标系内找出该目标函数曲面在约束函数范围内的最小值问题。借助于MATLAB强大的数据可视化功能,在三维坐标系内绘制出目标函数与约束函数的曲面图,并对二维优化问题作出几何描述,再利用MATLAB优化工具箱中的优化函数命令验证结果的正确性。通过给出的优化实例可以看出,应用该软件求解优化问题非常方便。     

矿用汽车钳盘式制动器优化设计

为了提高矿用汽车钳盘式制动器的工作效率,将优化计算方法应用到矿用汽车钳盘式制动器设计中,建立了钳盘式制动器的优化数学模型。通过MATLAB优化寻求最优设计参数,从而缩短了制动时间,减少了制动器的外型尺寸。     

滚动轴承智能设计工具箱的开发方法

介绍了基于专家系统,应用MATLAB开发滚动轴承设计工具箱的方法。该工具箱的成功开发,不仅极大地扩充了MATLAB的功能,而且减小了由于设计者经验和知识水平的差异所引起的轴承类型选择不合理现象,提高了滚动轴承设计质量。     

基于MATLAB优化工具箱的提升机构优化设计

给出了优化设计的方法及利用MATLAB优化工具箱进行优化设计的步骤。该软件编程工作量小,初始参数输入简单,符合工程设计语言。经实例计算和分析,说明这种优化方法符合实际、准确可靠,具有很好的应用前景,值得推广。