海底行走机构的行星轮系模糊可靠性优化设计

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1、中国冶金装备网—中国冶金人的网海底行走机构的行星轮系模糊可靠性优化设计①李朝平1②冯雅丽2杨泉2摘要：以海底行走机构行星齿轮传动的中心齿轮齿数、模数和齿宽为设计变量，考虑影响齿轮传动应力计算各种因素的随机性、边界约束的模糊性，以行星轮系的体积和最小为目标函数，应用模糊可靠性优化设计理论，建立了海底行走机构行星齿轮传动的模糊可靠性模型。分别以原设计、普通优化设计和模糊可靠性优化设计方案建立了行走机构的虚拟样机，仿真分析表明三种设计方案均能满足行走机构的作业要求，模糊可靠性优化设计在满足使用要求并且保证可靠度的前提下大幅度(比原设计降低了8.87%)地减小了行星

2、轮系的体积，提高了行走机构的机动性能，具有很大的实用价值。关键词：海底行走机构；行星齿轮；模糊可靠性优化设计中图分类号TH132.425regardingcuttingspeed,workingfeedasthevariableofdesigningthecross-sectionareasarereferredasthedesignvariablesTheFuzzyReliabilityOptimalDesignonPlanetaryGearTrainoftheTravelingMechanisminDeepSeaBed①LiZhaoping1②FengY

3、ali2YangQuan2(1:JinchuanGroupCo.,Ltd.,Gansun,737100;2:SchoolofCivilandEnvironmentEngineeringUniversityofScienceandTechnologyBeijing,Beijing100083)Abstract:Themathematicalmodelofthefuzzyreliabilityfortheplanetarygeartrainofthetravelingmechanismintheseabedisdevelopedbythefuzzyreliabi

4、lityoptimizationdesigntheory.Thenumberofthecentergearteeth,moduleandthegearwidthofthetravelingmechanismarereferredasdesignvariables.Minimizingthevolumesumoftheplanetarygeartrainisobjectivefunction,itisbasedontherandomicityofsomefactorsandfuzzificationoftheedge-constraintswhichofeff

5、ectthegeardrivingstresscalculating.Thevirtualprototypesofthetravelingmechanismarerespectivelysetupwiththeoriginaldesign,thegeneraloptimaldesignandthefuzzyreliabilityoptimizationdesign.Thesimulationresultsshowthatthethreekindsofdesigncouldbeintherequestoftravelingintheseabed.Andthef

6、uzzyreliabilityoptimaldesignwouldreducethevolumeoftheplanetarygeartrainconsiderably(lowerthanthatoftheoriginaldesignof8%),andimprovemaneuveringcapabilityofthetravelingmechanisminthepremiseofmeetingtheoperating-requirementsandensuringthereliability,whileithasgreatpracticalutility.Ke

7、ywords:thetravelingmechanismindeepseabed;planetarygear;fuzzyreliabilityoptimaldesign①国家长远发展专项：国际海底区域研究开发“十一五”项目，DYXM-115-04-02-03；国家自然科学基金项目,50874006②李朝平：从事矿山设备研究。中国冶金装备网—中国冶金人的网由于深海热液硫化物和富钴结壳开辟区地形复杂多变，本文提出行星轮式行走构，与普通轮式行走方式相比具有较高的越障和稳定性能。本文将现代优化设计方法的最优化技术和模糊可靠性设计理论相结合【4】，对集矿机行走机构的行

8、星齿轮传动进行模糊可靠性优化设计，以提高分析计算的科