二级斜齿轮优化设计翻译 A(与 B配套)

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1、二级斜齿轮减速器的自动优化设计【摘要】多级变速器的设计空间通常很大并且受到多重约束。这空间显著要求用算法来搜索，但成功的优化有潜力产生比传统的启发式算法更好的设计，在同时可以更好地理解权衡不同的目标(如使用寿命和整体重量比)。这里我们在一种提法中利用两相演化算法解决一个二级斜齿轮传动设计问题(完整的尺寸和选择对轴、轴承、空间等)可以延长到包含其它的设计阶段或不同的布局。【关键词】进化优化设计齿轮系强调平衡多目标优化1简介多级减速器设计的复杂性在于不同的学科子系统之间强大而又比较棘手的设计变量之间的联系。换句话说,通常一个最优的减速器并不是将各部件优化装配起来，

2、这是一个被很多常规设计试探法忽略的事实。例如，对齿轮造成影响而又必然选择的宽度、中心距离或许会屈服于最低质量齿轮传动，但这一磨合的选择使用层叠样式表相比于轻微的屈服在选择的第一个传动装置可以设计过程的后续步骤(份量的轴上、进一步的阶段、轴承、空间等)，并最终导致重传动比。一个典型的例子，可能是选择了一条小而非最佳直径比(以及相应的齿轮大接触宽度)可能会引起重齿轮传动，但会产生一个更为紧凑的布置和一个更为小的空间。值得一提的是，尽管在现实中对总体目标的影响往往是没那么直接，但却会比这样的例子会更加鲜为人知。当然，在几乎所有琐碎的情况下，它是不可能告诉你最先屈服的

3、会是什么，更不用说什么后续应该选择什么作为考虑的总体目标，也不会专注于手中的子系统。其阻碍一个真正的“整体”的推理中的每一步的主要原因是数目繁多的设计和高度非线性性质的约束和目标以及数量大的设计变量和两者相互间的复杂性。另外，模型分析对这些相互作用和约束条件是不适用的，这会阻碍可以预测全球影响当地的设计决策更高层次的分析计算方法。过去二十年已经看到了一个在电力传输设计团队中意识正在增加的简单地尝试与错误不足型方法用来解决这个传统高度受限类设计问题，并有可能的继任者都出现了类似专家系统（弗格森，1999，艾布瑟克，1996）、基于空间技术原理的合成工具（模拟驱动

4、退火、变速箱设计工具基础拓展，2009），局部微粒群的搜索（瑞和瑟尼，2001），算法的文明与社会建模、牛顿局部约束（见汤普森在齿轮疲劳寿命相对于体积平衡进化算法中的研究，2000）和进化算法（2008年，李关于模糊控制谱系调查的成果，这个调查内容是减速器模型优化以及苟露露和易维利2009年在几个实例中的研究结果）。事实上，后一种类型——用遗传算法做标题—表露出目前选择的方向和造成这种状况的两个主要原因。首先，遗传算法可以处理传动系统中的高度离散化空间。标准化和过时的喜好（相对于为特定目的设计）次元件的理由是大多数设计变量只有被允许预先设定离散值的主要原因（正

5、如我们应该看到的，这种情况是我们自己应用的一个实例）。其次，全面的描述一类减速器一般需要大量的设计变量，遗传算法有个记录全球各地搜索非常大的设计空间，尤其是目标函数的计算和约束条件在相对比较经济的时候。这里描述工作的目的是演化计算技术已经达到了我们认为可行的并且可应用到自动优化设计完整的减速机的水平。参考上面所有的实验与使用在传动设计中凸显现代全局优化技术的重要性（与传统的算法，实验和错误类型设计算法相反）即使考虑到一定的问题——提出延长技术更广泛的设计空间的二级的减速器，在优化设计的整个过程中其每个元素(轴承、密封、轴等)都有可能被迫改变。与工业相关性的实习

6、是在充分考虑实践中所遇到的设计约束中保证的——我们将设计空间中总共的77个约束分为24组。在第三和第四节我们详细讨论这个阐述，以及第五章包含一个其部署数量的结果。但是，首先，我们需要介绍的一个人类演化计算方法的主要因素，因为其需要用一种有效的方式来处理如此大量的约束。2演化的一个范例那些必不可少的少量的化石记录很难估计给定谱系进化的速度。不过，几乎可以确定的是进化过程有不同的速度。然而这些速度的变化在生物界引起了一场激烈的辩论。从尼欧——达尔文的推理中清楚的知道大的变化（剧变）几乎都是有害的，而且这是一个进化上层速度限制因素。根据胚胎繁殖的论文艾德基和哲克劳德

7、（1972）的学术思想了解，下限值实际上为零。也就是说，他们建议提出种群进化论，这强调长时间的维持平衡，那时候什么变化也不会发生。从这个进化算法设计角度来看强调平衡发展理论究竟正确与否几乎是毫无关联。毕竟，由于现在了解到拉莫科斯进化论是错误的，所以结合拉莫科斯研究的遗传规律并不成功。同样的，剧变通常在优化进化中时受益的，那提醒从业者计算机演算并不能准确的模拟自然（他也不是命中注定的）。因此，在过去几年里尽管生物界围绕其争论不休，但稳定的暴露在进化算法社区的强调平衡进化的思想一点也不奇怪。这样暴露的线索与知识探索的两条主线息息相关。首先,许多进化优化的从业者已经

8、注意到适合多样化品种进化的自然环境长时