大型双圆弧齿轮传动的优化设计

为提高鞍钢第一初轧厂24″连轧机5000kW主减速器的承载能力、延长使用寿命,本文提出以先进的双圆弧齿轮代替单圆弧齿轮,并通过电子计算机对该双圆弧齿轮传动进行了优化设计。为鞍钢重大机械装备提供了切实可用的优化设计方案。     

双圆弧齿轮弹流膜厚形成的研究

本文从圆弧齿轮的实际工况出发,根据润滑油沿椭圆接触区的主轴以β角进入接触区的Reynolds方程及其膜厚方程,分析计算了不同齿轮参数、不同工况的81型双圆弧齿轮和79型超短齿双圆弧齿轮传动的膜厚,得出了齿形、齿轮参数以及使用工况对圆弧齿轮传动膜厚的影响规律.在理论分析和实验的基础上,提出了圆弧齿轮传动的最小油膜厚度公式,该式可作为今后圆弧齿轮传动设计的一个基本校核公式。     

斜齿轮体积优化过程中建模方法的研究

针对目前齿轮体积优化设计中建模所存在的问题,以斜齿轮为研究对象,提出了斜齿轮体积建模的方法。首先分析了顶隙和变位系数对斜齿轮体积的影响,推导出由二者引起的间隙体积计算公式,以某斜齿轮为例,对间隙体积进行计算。结果表明,在齿轮体积精确计算等要求下,间隙体积不应忽略。其次,推导出不同结构下斜齿轮的体积计算公式,在Solidworks中建立相应的三维模型进行验证。最后,以斜齿轮设计参数为优化变量,以满足斜齿轮设计和传动要求为约束条件,以齿轮体积总和最小为优化目标,同时对需要查图表获得的参数进行公式化处理,利用MATLAB软件中的遗传算法工具箱进行优化,对优化结果进行标准化处理和圆整。以《机械设计》中某单级斜齿轮传动为例,利用上述方法进行优化设计,结果表明,优化后的齿轮体积减小了18.23%。     

三圆弧谐波齿轮传动齿廓设计及参数优化

以三圆弧谐波齿轮为研究对象,结合改进运动学法和数值离散思想方法,求解出谐波齿轮柔轮齿廓方程和谐波齿轮传动的啮合不变矩阵,进而求解柔轮共轭齿廓;在共轭齿廓基础上,采用圆弧拟合和几何计算相结合的方法,设计求解出刚轮齿廓,并分析柔轮齿廓参数对柔轮共轭齿廓的影响。为进一步提高谐波齿轮的传动精度、传动平稳性、啮合刚度和承载能力,以增大谐波齿轮传动双共轭区间为目标,建立优化函数,对柔轮齿廓参数进行单变量和多变量优化分析。研究结果表明:采用合理的齿廓参数,可增加刚轮齿廓所包含的柔轮的理论共轭啮合点,最大化谐波齿轮传动双共轭区间,提高谐波齿轮啮合传动特性。     

双圆弧齿形谐波齿轮传动的运动特性分析

对双圆弧齿形谐波齿轮传动进行了运动特性分析 ,采用近似啮合设计计算公式计算了双圆弧谐波齿轮传动的啮合弧长与侧隙 ,从理论上论证了双圆弧齿形良好的工作性能 ;并结合实例进一步验证了其良好性能     

双圆弧齿形谐波齿轮传动的运动特性分析

对双圆弧齿形谐波齿轮传动进行了运动特性分析,采用近似啮合设计计算公式计算了双圆弧谐波齿轮传动的啮合弧长与侧隙,从理论上论证了双圆弧齿形良好的工作性能;并结合实例进一步验证了其良好性能。     

双圆弧齿轮的模态与振动响应

齿轮的固有频率和振型直接影响到齿轮的传动过程、噪声等.应用任意转角位置的双圆弧齿轮齿面数学模型,在Pro/E中建立了高精度的参数化双圆弧齿轮模型.运用Pro/Mechanica分析了齿轮参数对齿轮固有频率和模态振型的影响,以及特定双圆弧齿轮的振动响应.结果表明,双圆弧齿轮主要为圆周方向振动;齿数增加,对各阶固有频率影响逐步变小;不同齿数、模数组合对低阶固有频率影响较小;改变结构能明显改变固有频率.其振动响应特性为振动去除双圆弧齿轮内应力提供了理论计算数据.图8,表4,参7.     

双圆弧齿轮传动的动力学模型

本文根据双圆弧齿轮的啮合原理和传动特点，建立了包括静态传递误差、时变啮合刚度、阻尼等影响因素的双圆弧齿轮传动的动力学模型，为开展双圆弧齿轮传动的动态特性研究提供了参考     

同向平行双螺杆挤出机传动齿轮系的多目标优化

根据同向平行双螺杆挤出机传动齿轮系的结构特点,采用Pareto秩的多目标优化遗传算法进行齿轮系的优化,对同向平行双螺杆挤出机传动齿轮系的优化设计方法进行了探讨,并对实际系统的齿轮系进行了分析设计.结果表明,运用这种多目标优化方法所设计的齿轮系各项性能均达到设计指标和综合优化设计的效果.     

改进遗传算法在齿轮减速器优化中的应用

以一个标准齿轮减速器体积（中心距）最小为优化目标的优化模型,描述一种改进遗传算法的实现,并将之应用于两级圆柱齿轮传动的优化设计。其优化结果与单纯形的比较表明,遗传算法更能脱离局部解而取得更优解,在工程设计中具有一定的应用价值。     

双圆弧齿轮齿形参数的模糊优化

利用三维有限元方法和模糊优化设计方法，综合考虑优化模型中设计参数及约束条件，影响因素的随机性和模糊性，建立了双圆弧齿办 形参数优化的数学模型，并结合实际算例进行分析，结果表明，了模糊优化设计的可行性和实用性。     

刮削硬齿面双圆弧齿轮动态性能初探

对不同工况下的刮肖硬齿面双他轮传动中振动和噪声进行了实际测试与分析,并对振动信号的时域波形、频域特性和噪声变化情况进行了初步研究,得出采用刮削工 加工的他面双圆弧齿轮具有较优良的传动性能。     

多模块构架式空间可展开天线结构参数优化

为降低卫星天线的发射成本,提高天线的展开刚度,以多模块构架式空间可展开天线结构的质量和1阶固有频率为目标函数,基于误差反向传播（BP）神经网络和遗传算法对天线的结构参数进行了优化.运用ANSYS软件对支撑桁架的结构参数进行了数值模拟,得到了与设计变量对应的目标函数值;通过正交试验设计,构建了用于神经网络训练和检验的样本集;按照BP算法的基本思想,调整网络模型的参数,建立了用于优化的预测模型;采用分目标乘除法,将多目标优化问题转变成单目标优化问题;采用遗传算法进行了优化分析,得到了支撑桁架各杆件的设计参数.结果表明：该优化方法在降低天线质量的同时,使结构的刚度得到了提高,为天线的结构设计提供了参考.     

双侧双级双圆弧螺旋锥齿轮章动减速器动力学分析

以双侧双级双圆弧螺旋锥齿轮章动减速器为研究对象,综合考虑时变啮合刚度、啮合阻尼、传递误差、齿侧间隙等因素,采用集中参数法建立该类传动系统的12自由度弯-扭耦合非线性动力学模型.以四阶变步长Runge-Kutta法求解该系统的动态响应,并分析激励频率、支承刚度对系统动载荷系数的影响.结果表明,随着激励频率的变化,系统相继呈现出7倍周期、拟周期和混沌响应现象.无量纲激励频率为0.5和1.0时,动载荷系数出现峰值.在支承刚度的0.5～3.5倍范围内,随着支承刚度增大,系统动载荷系数降低.研究结果为后续的章动传动系统动态优化设计提供了理论依据.     

基于Isight的自适应翼型前缘气动优化设计

为了兼顾翼型在各个飞行状态下的气动效率,基于Isight优化设计平台对自适应翼型前缘进行了气动优化设计研究.首先对Hicks-Henne型函数进行了改进,实现了翼型前缘的参数化描述;然后采用拉丁超立方实验设计方法生成样本点,并运用CFD软件进行翼型流场的气动计算,进而利用该样本数据完成对RBF神经网络的训练;最后对神经网络近似模型应用多岛遗传算法进行优化.以NACA 0006翼型为例,采用上述组合优化策略以升阻比为目标函数进行优化设计.仿真结果表明:改进后的Hicks-Henne型函数较好地描述了翼型前缘;组合优化方法显著提高了翼型气动优化效率.     

采用人群搜索算法的径向基函数神经网络参数整定方法

针对径向基函数(RBF)神经网络的逼近结构中,对权值、基宽和中心向量的初始值等参数的选取不当,导致系统的鲁棒性变差、收敛精度降低,甚至不再收敛的问题,提出一种基于人群搜索算法的RBF神经网络的参数整定方法.以基于遗传算法和基于粒子群算法的RBF神经网络参数整定方法为对比条件,采用MATLAB软件进行实验与分析.结果表明:应用人群搜索算法去优化RBF神经网络的初始参数,能有效地提升RBF神经网络的逼近精度,验证了该算法的可行性.     

遗传神经网络无速度传感器DTC系统的研究

利用交流电动机的磁链方程和定子电压方程构造神经网络速度观测器来获得电动机的转速,观测器简单易行,通过遗传算法来优化神经网络的权值,使神经网络的权值达到最优。最后通过Madab／Simulink仿真和实验研究,验证了系统设计的有效性和可行性。     

基于遗传算法优化BP神经网络的TIG焊缝尺寸预测模型

建立了4-12-4结构的误差反向传播(BP)神经网络.以训练样本预测误差作为适应度函数,采用具有全局寻优功能的遗传算法得到最优化的BP神经网络的权值和阀值.以TIG焊接工艺参数电弧长度、保护气流量、焊接电流和焊接速度作为网络输入,焊缝的上余高、下余高、上焊宽和下焊宽作为网络的输出,优化后的BP网络模型具有良好的泛化能力和预测能力.     

基于GA-ANN的高速烟支切割支撑装置结构优化

提出了一种基于人工神经网络技术和遗传算法的结构优化设计方法,在ADAMS软件环境中建立高速烟支切割装置的刚柔耦合虚拟样机模型进行仿真,得到64组实验数据构成样本,在MATLAB软件环境中,用BP神经网络构建支撑装置的数学模型,为遗传算法提供适应度函数,通过遗传算法完成最小值优化,得到的结果为原仿真样本中最小值的1/5．     

基于遗传算法和BP神经网络的圆柱壳大开孔接管结构优化研究

应用神经网络模拟GB150-2011《压力容器》标准中圆柱壳径向接管开孔结构参数与强度关系,以开孔接管结构用材最省为优化目标,采用遗传算法对圆柱壳大开孔接管结构进行优化设计研究.经神经网络拟合后,标准算图数据信息归一于一个三层的BP网络并应用于遗传算法程序中,与反复查图和有限元优化算法相比,此优化算法更节省设计时间.经验证,优化后的结构符合强度要求,优化结果满足工程设计需要.