多岛遗传算法的铰接车差速器优化设计.pdf

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1、设备设。计l／诊断维修／再制造现代制造工程(ModemManufacturingEngineering)2012年第4期多岛遗传算法的铰接车差速器优化设计+谷捷，石博强，赵志国(北京科技大学，北京100083)摘要：以差速器的体积最小为目标函数，建立了差速器的优化数学模型。采用多岛遗传算法作为优化策略，并以铰接车差速器作为算例。结果表明，此方法能够获得更好的结构最优解，有效地降低了差速器的外形尺寸，验证了该方法的正确性和可行性，具有重要的理论价值和实际工程意义。关键词：多岛遗传算法；铰接车；差速器；优化设计中图分类

2、号：OI-0；TD402文献标志码：A文章编号：1671q133(2012)04---0134---04ApplicationofMIGAtodesignofoptimizationfordifferentialgearinarticulateddumptruckGuJie，ShiBoqiang，ZhaoZhiguo(UniversityofScienceandTechnologyBeijing，Beijing100083，China)Abstract：Basedontheminimumvolumea8optima

3、lobjectivefunctionofdifferentialgear．Itsetup帅optimalmathematicalmodeofdifferentialgear．TheMulti—IslandGeneticAlgorithm(MIGA)isadopted88theoptimizationpolicy。Experimentedwithadifferentialgearofarticulateddumptruck够anexample．thevalidityofthemethodWaSproved．There

4、sultsshowedthatthismethodcangetabetteroptimalsolutionofstructure．andreducethedifferentialgear’sdimensionseffectively．Ithasimportanttheoreticalvalueandpracticalengineeringsignificance．Keywords：Multi．IslandGeneticAlgorithm(MIGA)；articulateddumptruck；differential

5、gear；designofoptimization0引言随着露天金属矿山和露天煤矿的开发利用大幅增长，铰接自卸车在矿区发挥着重要的作用。目前国内外铰接式自卸车(简称铰接车)市场基本上由国外公司垄断，且每个公司都拥有自己独立研制的驱动桥技术。TL345J型45t铰接式自卸车为秦皇岛通联重工与北京科技大学联合开发设计的，并自主设计了贯通式驱动桥。文献[1]对贯通式驱动桥进行了详细地阐述。差速器是铰接车驱动桥重要部件之一，用来在两输出轴问分配转矩，并保证两输出轴有可能以不同的角速度转动，用来保证各驱动轮在各种运动条件下的

6、动力传递，避免轮胎与地面之问打滑。对称式圆锥行星齿轮差速器的结构如图1所示，此结构具有结构简单、工作平稳、制造方便和可靠性好等优点旧1，在矿用自卸车、工程机械以及拖拉机等车辆上获得了广泛地应用。·北京市自然辩学基金项目(3093022)134图1对称式圆锥行星齿轮差速器结构I．半轴齿轮2．从动螺旋锥齿轮3．十字轴4．行星齿轮5．半轴6．差速器壳笔者将多岛遗传算法和优化设计算法应用到铰接车差速器的设计中，并与传统设计方法分析结果进谷捷，等：多岛遗传算法的铰接车差速器优化设计2012年第4期行比较，验证了此方法具有重要

7、的理论价值和实际工程意义。1多岛遗传算法概述多岛遗传算法(MIGA)是在传统遗传算法(TGA)基础上发展起来的，该算法继承了传统遗传算法的基本思想。两者的最大区别在于后者将众多种群分成若干个子种群(也被称为岛)，在子种群中执行传统遗传算法的选择、交叉和变异等操作，并且周期性地在不同岛之间有针对性地进行移民操作旧j。使用传统遗传算法进行优化时容易陷入早熟，为了抑制早熟现象的发生，本文采用多岛遗传算法，这是一种伪并行遗传算法，可避免早熟，加快收敛速度，更好地在优化域中寻找全局最优解。多岛遗传算法和传统遗传算法相邻两代之

8、间的进化流程如图2所示。图2中k为整数；mi为移间隔，n为种群个数，i为代数。a)传统遗传算法障卿匦警冒．衄函矸悼粤仁≤兰；萝悻田舾崦副l蘼懋旒P幢到：0Y厂叫ib)多岛遗传算法图2两种算法相邻两代之间的进化流程2差速器的优化设计2．1设计变量的选择在普通锥齿轮式差速器优化设计中，重型汽车多采用四个行星齿轮，且选取行星齿轮的齿数=．、半轴齿轮的齿数：：、端面