基于多目标遗传算法的404P型拖拉机齿轮系优化

针对404P型拖拉机变速箱齿轮系存在的齿轮总质量大、疲劳强度低、换挡平顺性较差的问题,建立了以变速箱齿轮系总质量最小、疲劳强度最高、换挡平顺性最高为优化目标的齿轮系多目标参数优化数学模型.提出利用带精英策略的非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)进行多目标优化求解.基于Matlab优化工具箱编写程序进行齿轮系参数的优化设计...     

基于数学解析法拖拉机齿轮传动机构设计分析

以拖拉机齿轮箱为研究对象,针对行星齿轮传动系统设计过程中出现的不足,以行星齿轮传动系统最小总体积为设计目标,确定设计目标函数约束条件和设计过程约束条件,建立设计过程的数学模型并将其最优化。在MatLab中将建立的最优化的数学模型求解,得到设计参数最优值,使行星齿轮传动系统机构的体积达到最小值,进一步提高设计过程质量。同时,采用动力学对行星齿轮传动系统进行建模,考虑振动传递路径时变效应及振动信号对传动系统动力学的影响,推导了单个行星齿轮在发生故障时的啮合刚度表达式,进一步得出多个行星齿轮发生故障时的啮合刚度变化表达式,得到行星齿轮传动系统在不同故障程度下的啮合刚度。研究可为拖拉机行星齿轮传动系统机构的故障监测提供参考依据。     

基于遗传算法的农业机械中行星传动机构的优化设计

行星传动机构在水稻插秧机分插机构、拖拉机变速箱、秸秆压块机等渚多农业机械中得到了应用.如何优化设计行星传动结构,以便更好地适应农业机械生产需求,是一项极为重要的工作.为此,介绍了行星传动结构优化设计模型和基本遗传算法的基本原理,在此基础上,将星齿行星传动的最小体积作为优化设计目标,采用遗传算法进行优化设计.实验结果表明,此方法有效减少了星齿行星传动体积,更好地适应了农业机械对于成本和体积的特殊需求.     

基于遗传算法的滚筒减速机构模糊可靠性优化

以油冷电动滚筒减速机构齿轮体积和最小为目标函数,以齿轮齿数、模数、齿宽为设计变量,考虑影响约束条件边界的模糊性、齿轮强度的模糊性、流体弹性动压润滑膜厚比的模糊性以及齿轮计算应力的随机性,建立了油冷电动滚筒模糊可靠性优化设计的数学模型,应用遗传算法对数学模型进行了求解.模糊可靠性优化设计方案比原设计方案质量减小24.79%,优化效果明显.     

变速器行星齿轮机构等强度优化设计

车辆行星齿轮变速器一般采用经验设计方法得到齿轮参数,使用中部分齿轮会因强度低而导致早期损坏,部分齿轮强度过高而使变速器结构体积增大。由此,提出一种优化方法,以变速器各行星排齿轮强度均等和体积最小为综合优化目标,利用行星齿轮装配条件为约束,求解后得到变速器的齿轮参数,利用ROMAX软件对优化后的齿轮进行仿真分析,得到变速器各行星排最大疲劳应力及疲劳寿命。仿真和试验结果表明:与经验设计方法相比,强化了薄弱齿轮的强度,齿轮接触应力由1 118 MPa降至932 MPa;齿轮的强度更加均衡,齿轮接触应力差值由368 MPa降至193 MPa;齿轮疲劳寿命差距缩小,由15 770.2 h降至9 158.8 h;同时变速箱体积减小8.38%,分析结果与优化目标相符。     

双偏心卵形齿轮行星系分插机构的分析研究

鉴于已有的高速水稻插秧机中的椭圆齿轮行星系分插机构在取秧过程中易出现伤秧、插秧过程中易出现倒秧或插不进秧的情况,借助于计算机辅助软件对双偏心卵形齿轮行星系在高速水稻插秧机旋转式分插机构上进行了应用研究,提出了以标准卵形齿轮节曲线和标准直齿圆柱齿轮渐开线作为基础,对无函数表达式节曲线的双偏心卵形齿轮行星系各项参数进行理论分析,建立双偏心卵形齿轮行星系的实体模型,为了将其与插秧机上其他零部件进行装配,给出了双偏心卵形齿轮行星系旋转式分插机构虚拟制造结果。对改装后的插秧机分插机构的虚拟样机进行仿真,与椭圆齿轮行星系分插机构在插秧性能方面进行比较。结果表明:由于双偏心卵形齿轮相对于标准椭圆齿轮的设计变量多,因而结构优化更灵活,安装在插秧机上稳定性好。因此,双偏心卵形齿轮行星系分插机构比椭圆齿轮行星系分插机构更能满足在高速化条件下插秧轨迹的要求。     

洋马乘坐式高速插秧机

洋马乘坐式高速插秧机发动机动力储备强劲,VP6D/VP8DN配置洋马三缸水冷直喷式柴油发动机,VP6G配置双缸油冷式发动机。洋马乘坐式高速插秧机配置了无需离合器就可变速的踏板式无极变速装置HMT系统,行走变速箱HMT(HST+行星齿轮变速)变速平稳,比传统HST传动效率高15%。栽秧台自动水平控制装置UFO(VP6G),使栽培台在水平状态下作业,确保载幅内插秧深度一致,通过机身平衡与秧台平衡两部位传感器,控制电子开关瞬时调整油缸动作,使插秧机秧台作业过程中始终处于水平状态。     

基于MATLAB的2K-H型行星齿轮减速器的优化设计

传统的2K-H型行星齿轮减速器的设计需要通过反复试凑、校核,来确定设计方案,但所得设计方案一般不是最佳的;运用MATLAB工具箱,以2K-H型行星齿轮减速器体积最小为目标函数,在传统设计结果基础上对其进行参数优化,其优化结果与传统设计所得结果相比,取得了较好的优化效果。     

非圆齿轮行星轮系分插机构运动分析

为提高插秧机作业效率和质量,对非圆齿轮行星轮系分插机构的运动特性进行了研究。建立了机构运动数学模型,对该机构进行了位移和速度分析,求出了机构参数对分插机构秧爪的绝对运动轨迹和速度的影响规律,为采用非圆齿轮行星轮系分插机构的高速插秧机的设计提供了理论依据。     

拖拉机最终传动多目标模糊可靠性优化设计

综合考虑拖拉机单级外啮合直齿圆柱齿轮最终传动的承载能力、结构、齿面磨损和传动效率等问题,应用模糊数学和可靠性理论以及多目标优化技术对该机构进行设计.建立了以机构的体积和两齿轮的最大滑动系数最小、效率最高为目标函数,以模数、小齿轮齿数、齿宽和啮合角为设计变量的多目标模糊可靠性优化设计数学模型,应用多目标优化的模糊解法和遗传算法对其进行求解.在保证最大滑动系数不超限的前提下,模糊可靠性优化设计方案比常规可靠性优化设计和原设计方案体积分别减小1.55%和6.74%,且传动效率得以提高.     

高速插秧机湿式主离合器的研究与设计

根据高速插秧机的设计要求,研究了高速插秧机机械式变速系统的主离合器的结构形式,提出了适应高速插秧机的多片湿式主离合器的设计方法。在初步选定主离合器的基本参数基础上,以其结构参数最小为目标,在MATLAB软件中利用fmincon函数,在约束条件下对摩擦片面积最小的目标函数进行了优化设计。     

插秧机核心部件改进研究

为提高和改善插秧机的工作效率与整体插秧质量,对广泛应用于水稻行业的高速插秧机核心部件进行优化改进。针对插秧机的插秧机构的工作特性,从非圆齿轮机构的运动学与动力学模型角度出发,建立了插秧部件的数学模型,并在此基础上得到整体三维物理模型;对于插秧机的移箱机构核心部件螺旋轴进行结构化参数改进,融入目标函数优化理论利用Mat Lab编制程序得出最优组合。同时,利用ADAMS进行仿真试验,结果表明:在前置条件设置合理与准确的前提下,得出的关键点运动轨迹与速度、加速度及位移等相关参数与改进设计相符,证明插秧机核心部件改进的合理性与可行性。此优化改进方法与结论对于相关学者进行深入研究有一定的参考价值,亦可为实际水稻插秧机制造与创新提供理论依据。     

离心泵蜗壳拓扑优化设计方法研究

为了提高离心泵的水力性能,采用拓扑优化方法对离心泵蜗壳进行拓扑优化设计,建立了优化数学模型,优化目标函数为最小化流体的总压损失,约束条件为流体域的体积约束.基于OpenFOAM,编制了优化问题分析和求解程序,通过连续伴随法求得目标函数对设计变量的灵敏度,采用移动渐近线法(MMA)求解优化问题.二维蜗壳优化结果表明,提出...     

马铃薯收获机传动齿轮的优化设计

正本文在保证齿轮疲劳强度的前提下,以体积最小为目标,对马铃薯收获机变速箱锥齿轮进行了优化设计。图1马铃薯收获机传动系统示意图1.锥齿轮优化设计1.1已知条件已知马铃薯变速箱齿轮为单级直齿锥齿轮,输入功率p=20 kW,小齿轮转速r=540 r/min,传动比为2。大、小齿轮材料分别为45钢调质和40Cr调质,接触疲劳许用应力分别为522.5 MPa和540MPa,弯曲疲劳许用应力分别为236.68 MPa和303.57 MPa。对该齿轮传动以体积最小为目标进行优化设     

旋转式分插机构非圆齿轮参数反求法求解

通过测量旋转式分插机构中非圆齿轮的齿顶圆数据,利用反求设计法求解了机构中的非圆齿轮节曲线和齿轮系中心距.并通过人机交互图形软件对旋转式分插机构的秧爪运动轨迹进行了动态仿真,验证了设计的非圆齿轮行星轮系旋转式分插机构满足农艺要求,同时进行了机构参数的优化设计.     

正齿行星轮分插机构的运动特性分析

设计了一种新型高速水稻插秧机分插机构——正齿行星轮分插机构 ,其传动部分由 3个全等的椭圆齿轮和 4个全等的圆齿轮组成 ,对该机构的工作原理和结构特点进行了分析 ,并对其运动学特性作了理论分析和计算机模拟 ,利用高速摄像技术对机构运动学分析进行了试验验证 ,为机构进一步优化提供理论依据。     

基于行星齿轮的卷盘喷灌机传动设计与优化

为了提高卷盘喷灌机运行效率,拓宽原动机的调速范围,使实际工况下原动机尽可能工作在高效区,重新设计了基于三级NGW型行星齿轮的传动系统.新型传动结构可以实现正常工作档、工作中途动力回收档、断电或无高压供水下的手动回收档等三档变速功能.新型传动型式总效率提高近21%.针对新设计的传动系统的行星齿轮部分建立以传动效率最高和体积最小为目标的多目标优化模型,针对包含有模数、齿数以及变位系数等混合离散变量的问题,采用遗传算法工具箱GADS进行了混合离散变量多目标线性加权优化,优化后的三级行星齿轮传动与初始设计相比效率提高了10.64%,体积减少了16.3%.新设计的传动系统方案为新型卷盘喷灌机的开发升级提供了比较有益的借鉴.     

深施型液态施肥机扎穴机构优化设

为实现液态施肥机高速作业,设计了一种结构简单、运动平稳的椭圆齿轮行星系作为液态施肥机的扎穴机构.对该机构进行运动学分析,建立了数学模型,以穴距200mm和入土深度120～150mm为寻优目标,应用Visual Basic 6.0软件编程得出满足机构运动要求的最优参数范围为:喷肥针尖和行星轮轴连线与行星架的初始夹角-45°～-40°、行星架初始角位移40°～50°、喷肥针尖与行星轮轴心距离280～300mm,此时椭圆齿轮长半轴29.364mm、齿数23、短半轴与长半轴比0.958,正圆齿轮半径25mm.从优化工作参数中选择一组参数设计扎穴机构,应用Pro/E软件进行仿真.结果表明,根据优化参数设计的扎穴机构能够满足穴距和入土深度的设计要求.     

可调行距高速水稻插秧机调节机构优化设计

针对可调行距高速水稻插秧机作业行距调节功能要求,设计一种行距调节机构,移动栽植部分支撑臂的位置,可在一定范围内实现插秧行距无级可调。对调节机构的螺旋轴进行了强度分析与模态分析,应用试验设计与序列二次规划法对螺旋轴进行组合优化设计,并利用二次多项式误差分析法对优化结果进行可行性分析,最后通过试验对样机进行性能验证。结果表明:优化后的螺旋轴质量减轻9.94%,且优化结果可行性高,所设计的调节机构调节方便,调节误差在0.07~0.09mm范围内,满足可调行距高速水稻插秧机工作性能要求。     

行星齿轮传动比速度瞬心计算法研究

针对行星齿轮传动比计算问题,本文在分析对比已有计算方法的基础上,引入了平面运动物体的速度瞬心概念。以标准渐开线直齿轮为研究对象,对行星齿轮传动系统传动比进行求解,给出了基于速度瞬心的行星齿轮传动比推导过程,得到了各个构件之间的运动关系。与传统的机构转化求解法相比,本方法能更清楚地描述行星齿轮系中行星轮的运动状态。