基于混合内点罚函数法和牛顿法的减速器齿轮传动参数优化分析

减速器设计常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.因此,笔者以减速器中齿轮和传动轴体积最小为优化目标,利用啮合条件、强度和刚度条件为约束,针对减速器中齿轮传动中的六个重要设计参数,利用混合内点罚函数法和牛顿法进行参数优化,从而达到轻量化的目的.仿真...     

立式微耕机减速器结构参数多目标优化研究

为降低山地低矮树型用立式微耕机前端高度,减轻微耕机的重量,保证减速器传动性能,设计一种新型立式微耕机减速器,建立以该减速器传动齿轮的体积最小和重合度最高为目标的优化设计模型,运用带精英策略的快速非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)获取该变速器中各传动齿轮的最优结构参数。优化结果表明:相比于传统经验设计方法,该新型减速器经过优化之后齿轮重合度基本不变,齿轮总体积和总重量均减小了20.3%。     

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.     

电动汽车减速器动力学分析

以减速箱内部传动机构为研究对象,研究传动机构的载荷特性。首先利用Romax软件建立三维模型,并运行静力学分析。然后将模型导入ADAMS进行多体动力学分析,提取其齿轮啮合力、轴承所受载荷和轴转速,并将其均值与静力学结果对比,分析动力学分析的合理性。为后续箱体设计与优化提供载荷输入,并为传动机构的强度校核与疲劳分析提供可靠性依据。     

耕整机齿轮传动箱的优化设计

以耕整机齿轮传动箱为研究对象，建立了其优化设计的数学模型，在保证给定中心距范围、传递功率、结构和安装满足条件的情况下，合理选择齿轮传动参数，使传动箱的用料最少。对1LBP－4．5型耕整机齿轮传动箱进行了优化设计，计算结果表明，优化结果使传动零件材料减少22．6％，由优化结果设计的传动箱体积13．5％。     

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.     

基于有限元法的发动机曲轴定时齿轮的优化设计

基于有限元分析方法,在静态分析基础之上,以发动机曲轴定时齿轮的厚度为设计的变量,以发动机曲轴定时齿轮的质量作为目标函数,建立发动机曲轴定时齿轮的优化模型。采用ANSYS对发动机曲轴定时齿轮进行有限元的结构分析和优化,从而优化发动机曲轴与凸轮轴之间的传动。     

差速器行星齿轮结构优化

汽车差速器是当车辆行驶在不平路面或转弯等情况时,可使两侧车轮以不同角速度旋转同时传递扭矩,从而消除左、右车轮在汽车运动学上的不协调,是汽车传动系中的关键零部件之一,其力矩的分配和各构件的强度直接决定着车辆的转向性能、通过性和可靠性。差速器内一般包含行星齿轮、半轴齿轮,行星齿轮与半轴齿轮相比体积较小,在承受相同载荷的情况下,行星齿轮更易损坏。本文通过优化行星齿轮结构,达到提高行星齿轮可靠性的目的。     

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。     

高速插秧机HMT行星轮系机构的优化设计

针对高速插秧机液压机械无级变速器(HMT)行星齿轮系设计困难的问题,从满足传动要求,保证齿轮弯曲疲劳强度、齿面接触疲劳强度及减轻质量的角度出发,以行星齿轮系体积最小或质量最轻为优化目标,确立目标函数与约束条件,建立最优设计的数学模型,选用MATLAB优化工具箱中求解约束非线性规划问题的fmincon函数进行优化问题的求解。通过对一种高速插秧机HMT行星齿轮系的实例设计,优化设计与常规设计方法得出的结果相比,优化设计后HMT行星齿轮系齿轮的体积减小了22.4%,质量减轻明显。     

侧边传动式旋耕机圆锥齿轮传动的优化设计

以旋耕机械中侧边传动式旋耕机圆锥齿轮传动为研究对象,根据机械设计的基本理论,确定了4个设计变量和8个不等式约束,并以体积最小为目标函数,进行优化设计。     

基于蜗轮蜗杆的卷盘喷灌机传动设计与优化

为了扩大卷盘喷灌机的调速比范围,加大传动比以及提高其效率,以直流电动机驱动的JP75型卷盘式喷灌机为基础,重新对该型号机器进行了基于蜗轮蜗杆的大传动比结构的设计与优化.新型传动结构根据喷洒车运行速度将其分为两档传动,以蜗轮蜗杆传动代替部分直齿圆柱齿轮传动,降低了传动的级数.针对初步确定的传动系统设计参数,运用Matlab遗传算法工具箱,以传动效率最高与齿轮减速箱体积最小为目标函数进行多目标连续离散混合变量的遗传算法优化.对初始分配的链传动,直齿圆柱齿轮传动以及蜗轮蜗杆传动各级齿数,齿宽系数等关键参数进行了相关优化,优化后的结果和试验测试表明:与初始设计参数对比,第一档传动总效率提高了13.77%,第二档传动总效率提高了13.11%,同时总体积减少了10.30%.新设计的传动系统方案为新型转盘喷灌机的研发升级提供有益的借鉴.     

基于SQP法的拖拉机最终传动可靠性优化设计

拖拉机最终传动的传统设计和常规优化设计方法已有不少论述,但其可靠性优化设计方法未见有文献提及.可靠性优化设计方法既能定量地分析和解决产品在运行中的可靠性,又能使产品的功能参数最优化,是解决复杂设计问题的有效工具.为此,以拖拉机单级外啮合直齿圆柱齿轮最终传动体积最小为目标函数,建立可靠性优化设计模型的方法,并利用MATLAB优化工具箱中比惩罚函数法更优的序列二次规划法(SQP法)求解该模型.优化设计结果表明,这种方法非常可靠和有效.     

永磁齿轮传动力矩三维分析与计算

根据永磁体的等效电流模型理论，建立了径向磁化永磁齿轮传动机构传动力矩三维积分形式的计算数学模型，并采用三维有限元方法对模型进行了理论对比验证，结果表明建立的传动力矩数学模型易于编程实现，计算结果准确，非常适用于永磁齿轮的参数设计与优化。     

基于虚拟样机技术的齿轮传动振动特性分析

以相互啮合的斜齿轮为研究对象,分析了齿轮传动过程振动产生的机理及振动的类型,建立了齿轮传动动力学模型,研究了啮合刚度对齿轮传动振动的影响。基于虚拟样机技术,利用ADAMS软件建立参数化斜齿轮三维实体模型,对齿轮传动过程中产生的振动进行仿真分析,验证了啮合刚度与齿轮振动程度的正相关性。提出了齿轮传动过程存在最适转速并给予证明,对齿轮设计和齿轮故障分析提供了理论依据。     

非接触式转子泵优化设计

以转子形状参数为变量,以流量和转子腔体积最小为设计目标,考虑齿轮腔和转子腔结构的有关约束,建立了非接触式转子泵的优化设计模型,给出了优化设计步骤。实例分析证明,该方法可以在保证泵体积小、齿轮腔与转子腔结构协调的情况下,满足有关结构和性能参数的设计要求。     

基于模态分析的机械式无级变速器星形轮的优化设计

机械式无级变速器在机械传动调速方面发挥着巨大的作用。建立以总传动比最大为目标函数的优化模型,利用MATLAB编程求解,得到优化后的结构尺寸。分别以优化前后的结构尺寸在PRO/E中绘制凸轮式无级变速装置三维实体模型,对输出轴进行力学分析,对传动齿轮进行模态分析,对比总变形量。结果表明,该设计有利于降低结构尺寸,减少制造成本。     

拖拉机中央传动螺旋弧齿锥齿轮的优化设计

<正> 中央传动的设计将直接影响到拖拉机整机性能和寿命。本文对拖拉机中央传动螺旋弧齿锥齿轮的润滑状态进行了分析,建立优化目标,编制了优化程序,找出了最佳参数,从而提高了中央传动齿轮的强度和寿     

圆柱齿轮的优化设计

齿轮的优化设计是在已经选定传动方案的基础上,确定适当的优化规模,选择合理的设计变量,建立正确的数学模型,再经过必要的变换和处理,将其变为标准的数学规划问题,最后应用最优化方法求解.MATLAB附加工具箱扩展了MATLAB环境,在传递功率(扭矩)一定的情况下,探讨以体积最小为约束条件时各设计变量的具体数值,并利用MATLAB优化工具箱中的模块fmincon进行优化处理.计算结果表明:在载荷一定的条件下,当模数为2、齿数为19时,齿轮的体积最小.