隨著齒輪傳動向高速、重載方向發(fā)展的加快及研究的不斷深入，人們發(fā)現(xiàn)齒間摩擦力對齒輪強(qiáng)度的影響并不能輕易忽視。另外，在齒輪傳動的設(shè)計過程中，存在著一些不確定的現(xiàn)象，主要表現(xiàn)為各設(shè)計參數(shù)的隨機(jī)性和模糊性。而常規(guī)設(shè)計方法中，往往忽略各設(shè)計參數(shù)的隨機(jī)性和模糊性，將所有設(shè)計參數(shù)均作為確定量來考慮；因此，設(shè)計出的方案很難與客觀實際相符。即根據(jù)生物進(jìn)化規(guī)律，對一個隨機(jī)產(chǎn)生的群體進(jìn)行繁殖演變和自然選擇，使適者生存；如此代代循環(huán)，使群體素質(zhì)及群體中個體素質(zhì)不斷進(jìn)化，并通過群體中個體的多樣性實現(xiàn)對解空間的多點同時搜索，并最終有效地收斂于全局最優(yōu)解。
基于以上因素，本文結(jié)合工程實踐，以一對外嚙合變位斜齒圓柱齒輪傳動為研究對象，通過應(yīng)用模糊可靠設(shè)計理論，采用遺傳算法對齒間摩擦力作用下變位斜齒圓柱齒輪傳動進(jìn)行模糊可靠優(yōu)化。實例表明，效果很好遺傳算法下模糊可靠優(yōu)化數(shù)學(xué)模型的求解模糊約束的隸屬函數(shù)人們常用模糊設(shè)計理論中的隸屬函數(shù)來表示齒輪應(yīng)力等參數(shù)從完全許用到完全不許用的中介過渡過程。隸屬函數(shù)的形式隨約束的性質(zhì)不同而不同，工程上，根據(jù)設(shè)計要求和齒輪傳動約束條件的性質(zhì)，對各約束條件模糊函數(shù)均采用線性隸屬函數(shù)。遺傳算法流程圖工程實例某單級閉式漸開線斜齒圓柱齒輪減速傳動，已知傳遞功率P1=10kW，主動輪轉(zhuǎn)速n1=970r/min，齒數(shù)比u=4，齒間摩擦因數(shù)f=0.14，對稱布置，單向運轉(zhuǎn)，三班制工作，工作壽命10年，大小兩輪均為45鋼，兩輪均為8級精度；齒輪傳動的模 糊可靠度為R=0.978，小齒輪調(diào)質(zhì)，大齒輪正火，硬度HBS=162～217.試采用遺傳算法對該齒輪傳動進(jìn)行模糊可靠性優(yōu)化設(shè)計。
根據(jù)題目要求，利用本文介紹的方法對其進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計。按式建立優(yōu)化設(shè)計的目標(biāo)函數(shù)。確定齒輪法面變位系數(shù)xn1和xn2，法面模數(shù)mn，小齒輪的齒數(shù)z1，齒寬系數(shù)d，螺旋角為設(shè)計變量。綜合考慮設(shè)計水平、制造水平、使用材料、重要程度等模糊因素，采用二級模糊綜合評判方法，確定最優(yōu)水平值然后通過利用最優(yōu)水平截集法將模糊優(yōu)化問題轉(zhuǎn)化為最優(yōu)水平截集上的非模糊優(yōu)化問題，最后采用遺傳算法進(jìn)行優(yōu)化求解本文針對傳統(tǒng)齒輪強(qiáng)度理論中所存在的不足和缺陷，給出了齒間摩擦力作用下變位斜齒輪強(qiáng)度計算公式。一系列的研究表明，齒間摩擦力對齒輪強(qiáng)度的影響的確不容忽視。本文綜合考慮影響斜齒輪傳動的各種因素的隨機(jī)性、模糊性，因而建立的數(shù)學(xué)模型和求解方案更接近于客觀實際。由于遺傳算法是從多個點同時開始尋優(yōu)，因此其求解過程收斂速度快，且可獲得整個優(yōu)化問題的全局最優(yōu)解。
