基于知识的齿轮减速器传动方案智能设计

为解决机械系统传动方案的综合评价及优化难以高效评判的问题,采用模糊层次分析法和遗传算法相结合的评价方式,获取适合机械系统的最佳传动方案,并通过齿轮减速器传动方案设计作为验证实例。基于模糊层次分析理论综合评价法确定权重及量化评价指标,通过遗传算法选择传动方案并对其进行评价,最后进行决策并输出最佳传动方案。通过该方法构建了齿轮减速器传动方案智能设计系统模型,通过对知识的获取、推理机制和控制策略输出传动方案的总体设计并对其进行优化决策,以输出符合要求的最优齿轮减速器传动方案。利用MATLAB图形用户界面设计框实现了基于知识的齿轮减速器传动方案智能优化与决策系统的设计开发,通过搭建优选系统建立了各模块之间的逻辑关系,实现了信息输入和方案输出的功能。以齿轮减速器的设计为例,通过验证和分析,能有效地对方案进行评价和优选,证实该系统的可用性、合理性。

基于尺度律的轻量化协作机器人关节传动系统优化选型

协作机器人关节是协作机器人总重量的主要来源,其核心部分是由电机和谐波减速器组成的传动系统,决定着整个关节的重量和性能。实现关节轻量化设计的关键是对电机和减速器进行优化选型。为了解决协作机器人结构笨重、功耗高等问题,提出了一种基于尺度律的关节传动系统的优化选型方法。首先,建立了关节传动系统的动态模型,并确定了电机和减速器的选择条件;然后,构建了以电机和减速器重量最小化为目标的优化函数;因所提出的优化函数涉及众多参数,需要首先对其进行简化,据此提出了一种尺度律的方法,将优化函数简化为仅由电机堵转转矩和减速比两个参数组成,并用电机和减速器实际数据对尺度律的正确性进行了验证;最后,为了对基于尺度律的优化选型方法的有效性进行验证,参照市售的机器人关节性能参数,分别进行了仿真实验和实际试验,并完成了最终的关节设计。研究结果表明:在仿真实验中,采用该选型方法得到的电机和减速器重量相较于关节原始设计重量减轻了约20%,从而验证了该方法的有效性;在实际的选型试验中,选型得到的电机和减速器的总重量相较于原始设计减轻了18%,从而进一步验证了该方法可以满足关节轻量化的设计要求。

某型螺伞齿轮齿面接触优化技术研究

齿轮箱是轨道交通转向架的常用部件,起到传递扭矩转速、驱动轮对前进的作用。受限于接口空间的限制,低地板轻轨车用齿轮箱一般含有螺伞齿轮副结构,螺伞齿轮接触是否良好,是影响齿轮箱性能的关键因素。本文对某型低地板轻轨车齿轮箱的螺伞齿轮点蚀问题进行研究,根据摩擦磨损原理,分析引起故障的原因,重点对螺伞齿轮相关支撑结构进行优化设计,并采用Romax软件对比校核齿面接触应力,同时优化齿轮参数、材料和装配工艺,提高承载能力和抗疲劳性能,通过加载疲劳试验,验证优化后的螺伞齿轮性能。优化后的螺伞齿轮,传动平稳,噪声较低,齿面接触状况良好。

考虑安装误差6σ稳健设计的减速器改进齿面接触分析

为了提高锥齿轮发生啮合过程中安装误差控制精度,在分析影响安装精度因素基础上,根据印痕特性与6σ稳健优化的方法构建目标函数,通过Monte Carlo算法完成抽样,采用多岛遗传算法实现二阶接触参数优化并调整安装误差,对比了优化前后的安装误差差异。结果表明:6σ稳健优化过程有助于印痕特征形成更稳定的安装误差,可靠度超过99.993 7%,实现了印痕中心波动程度的大幅减小,获得了稳定性更高的齿轮系统。处于不同的二阶接触参数下对应的印痕特征也存在显著差异,减小了各安装误差下传动误差。6σ稳健设计传动误差波动相对确定性优化方法减小了30%。对比了所提出的优化方法和确定性优化方法差异性,表明采用本文设计的稳健性方法满足可靠性要求。

浅谈弧齿锥齿轮在钻机设计中的应用

随着弧齿锥齿轮的加工技术逐渐成熟,弧齿锥齿轮在钻井行业应用得也越来越广泛。针对原来钻机中变速、分动箱体及转盘等部件因为采用直齿锥齿轮而产生的噪音大、承载能力低,传动不平稳等现象,现在越来越多的生产厂家逐步用弧齿锥齿轮来替代,对提高钻机的效率使用寿命,改善工作环境等具有重要的意义。本文结合实际加工和工地施工情况,通过理论设计对变速箱锥齿轮进行了优化。

高原重载牵引汽车电动轮驱动系统减速装置优化设计

文章从对重型牵引汽车电动轮减速装置优化角度出发,分析减速装置的载荷条件以及工作状况等因素,将NGW行星齿轮减速器的体积、效率以及齿轮重合度作为目标函数,根据可靠性理论对减速装置进行优化设计。通过把齿轮的轮齿齿面接触疲劳强度与齿根弯曲疲劳强度的校核结合可靠性理论使用到优化设计中的约束条件中,计算减速装置零部件参数的最优解,使得在质量最轻、体积最小的同时传动效率依旧可靠。通过一系列的优化设计,使得减速装置可以满足牵引汽车电动轮模块的特殊要求,也为今后重型牵引汽车电动化设计以及相关研究提供一定的参考依据,助力创建绿色、节能、低碳、环保的现代交通运输体系。

基于齿面印痕控制的弧齿锥齿轮公差优化设计

应用基于特征变动的三维公差建模理论和传递矩阵累积方法,建立了系统综合安装误差与弧齿锥齿轮4个当量错位量的关系。给出了考虑安装误差的齿面接触分析算法,并对齿面印痕数字化特征完成了定义。以齿面啮合印痕相对于安装误差的敏感度为优化目标函数,在满足传动性能要求和成本限制的情况下,应用遗传算法对零部件精度进行优化。以弧齿锥齿轮为例,通过对优化前后啮合印痕、传动误差的比较,验证了该公差优化方法的可行性。

HZT 型工程机械行星减速器可靠性优化设计

运用可靠性优化设计理论，充分利用传动的设计信息，建立了以减速器体积最小为目标的可靠性优化设计概率模型，采用网格枚举法寻优，用Ｃ语言与ＦｏｘＢＡＳＥ＋数据库管理系统混合编程，对ＨＺＴ型工程机械行星减速器进行可靠性优化设计，不仅取得了减速器的重量指标比常规优化设计更优的结果，而且定量地回答了产品在运行中的可靠性。

减速器设计方法的研究现状与发展趋势

设计方法的改进与创新是缩小国内、外减速器性能差距的重要途径之一。从设计、建模、仿真等方面,综述了模块化设计、优化设计、外观设计、参数化建模、虚拟样机等方法在减速器设计中的应用及研究现状,分析了减速器设计方法的发展趋势。

重型机械新型轮边减速器优化设计

【目的】为了解决目前工程机械、重型载货汽车轮边减速器存在的外形庞大、结构笨重等问题,设计了一种新型轮边减速器.【方法】利用仿真分析软件ADAMS自身提供的优化算法,在保证总传动比不变的情况下,改变齿轮传动路线,以差速器体积最小为精确化的目标函数、确定设计变量及其并行设计的约束条件,对其进行运动仿真分析.【结果】得出轮边减速器体积最小时所对应的各变量具体值;通过对比分析,仿真结果与理论设计相一致,验证了新型轮边减速器结构设计的正确性.【结论】应用仿真软件对模型进行结构优化,为产品的理论设计奠定了良好的基础.

基于预成形设计和分流技术的锻造螺旋锥齿轮工艺改进和试验

齿形充满不充分和成形载荷过大是螺旋锥齿轮锻造近净成形的主要问题。利用弹塑性有限元法模拟螺旋锥齿轮从动轮一火两锻的半闭式锻造过程,提出通过优化预成形件面锥形状以改善轮齿端角隅部位填充不满的现象,运用正交试验优化设计方法,确定预锻件高度、圆弧弦高、圆弧弦角以及圆弧高点离轮齿小端的距离4个工艺因素对轮齿充满程度和成形载荷的影响规律,选出最佳工艺因素组合。在此基础上提出在轮齿小端设计分流腔的模具结构,以进一步改善齿轮小端角隅充满不理想的现象,对比分析两种工艺方案的成形载荷的峰值,分流锻造成形载荷减小了22.45%。在25 MN电动螺旋压力机上进行锻造试验。通过数值模拟和试验结果的对比分析,验证了新工艺方案的有效性。

行星齿轮减速器基于回差分析的优化设计

针对K H V型渐开线行星齿轮减速器,提出一种以传动零件精度等级为主要设计变量的基于回差分析的优化设计方法。可据规定回差允值,最佳地规定和分配各传动零件参数、精度等级及公差值。使减速器能最佳地满足设计使用、工艺和经济性要求。

功率双分支传动两级齿轮减速器的优化设计

为了研究使功率分支传动齿轮减速器更为简便合理的设计方法,对功率双分支传动两级齿轮减速器优化设计进行了分析,建立了结构参数优化模型,并开发了相应的计算程序.针对标准复合形算法在变量较多时容易陷入局部最优的缺点,提出了自主开发的复合形-遗传算法.以功率双分支传动两级齿轮减速器重量最小为优化目标,在所确定的约束条件下,采用复合形-遗传算法对其进行结构参数优化设计.结果表明,原方案并不是最优方案,尚有较大的优化空间,同时优化结果也证明该优化设计方法的可行性.

摆线针轮行星减速器的模糊可靠性优化设计

针对现行的减速器优化设计 ,不考虑设计参数的随机性与模糊性的不足之处 ,提出将模糊可靠性设计引入到减速器优化设计中。在一般优化设计方法的基础上 ,建立摆线针轮行星减速器模糊可靠性优化设计的数学模型 。

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。

基于遗传算法的可控螺旋角锥齿轮传动的优化设计

传统仿形法加工锥齿轮齿形误差大导致载荷不均、寿命短,而可控螺旋角锥齿轮是一种基于数控加工技术的新型锥齿轮,其为使用普通机床实现大型锥齿轮的精加工开辟了一条新途径。但该齿轮体积大是其缺点,本文通过对该齿轮传动的分析与设计,建立了优化数学模型,以体积最小作为优化目标,利用遗传算法进行优化,与传统优化方法进行了比较,结果表明,遗传算法用于求解可控螺旋角锥齿轮传动多变量、多约束优化问题的有效性和正确性,具有实际应用价值。

基于多目标遗传算法的弧齿锥齿轮多学科优化设计

针对常规设计中弧齿锥齿轮存在的问题,将多学科优化设计引入到弧齿锥齿轮设计中,改善其不足。以大小弧齿锥齿轮体积之和最小、弧齿锥齿轮齿根弯曲应力最小以及工作噪音最小三个方面为目标函数,以齿数、齿宽中点螺旋角、齿宽和大端模数为设计变量,考虑齿面接触疲劳强度、齿根弯曲疲劳强度、环境保护等8个方面约束,建立弧齿锥齿轮的多学科优化设计数学模型。根据该数学模型,运用多目标遗传算法对文中的实例优化求解,计算结果表明该设计方法是合理的,行之有效的。

汽车后桥差速器齿轮结构设计优化研究

提出将差速器圆锥齿轮的结构设计与性能设计结合起来,分两个阶段运用CAE技术对其受载情况进行分析计算和优化研究,主要改善了汽车后桥差速器圆锥齿轮设计方案中应力集中、应力不合理分布与扩展的状况,提高了基体的承载能力,减少了断裂失效的预期,优化了产品的结构设计。

基于知识融合的汽车后桥差速器齿轮结构优化

为更好的适应企业产品快速设计环境下FEA技术的开发与利用,从设计过程知识重用的角度出发,提出了一种基于知识融合技术的产品结构分析优化方法,通过在设计活动中引入动态分析仿真预制流程模板对所设计的产品进行最佳实践的仿真分析,实现结构有限元网格模型与分析计算的参数化,从而支持企业产品设计内部知识和被验证可重复的分析优化方法的可延续形积累。通过在汽车后桥差速器圆锥齿轮结构设计过程中的应用表明:此方法能够协助设计人员在产品开发过程中有效应用FEA技术,改善了设计方案中的应力集中、应力不合理分布与扩展状况,提高了齿轮基体的承载能力,减少了断裂失效的预期,促进了设计质量和设计效率的提高。

变厚齿轮RV减速器的参数化系统设计

介绍了关于变厚齿轮ＲＶ 减速器的参数化设计系统． 首先，对该减速器的结构设计参数进行了优化，以增大刚度、减小体积为目标，采用内点惩罚函数法进行最优化处理． 其次，实现了参数化绘图，利用ＰＩＣＡＤ作为二次开发平台，完成主要的零部件参量化图符． 最后，实现了性能计算，可以自动进行刚度、强度、效率等性能的计算． 该系统按改变原始设计参数，可快速地完成设计计算和绘制零件图，从而实现设计过程的自动化．