基于Matlab的齿轮传动优化设计

基于MA TLAB的二级齿轮减速器的优化设计的综述黄洪200921030302 机制0903佘意200921030202 机制0902长沙理工大学一、机械优化设计概述机械优化设计是在电子计算机广泛应用的基础上发展起来的一门先进技术。

它是根据最优化原理和方法，利用电子计算机为计算工具，寻求最优化设计参数的一种现代设计方法。

实践证明，优化设计是保证产品具有优良的性能、减轻重量或体积、降低成本的一种有效设计方法。

机械优化设计的过程是首先将工程实际问题转化为优化设计的数学模型，然后根据数学模型的特征，选择适当的优化设计计算方法及其程序，通过计算机求得最优解。

概括起来，最优化设计工作包括两部分内容：（1）将设计问题的物理模型转变为数学模型。

建立数学模型时要选取设计变量，列出目标函数，给出约束条件。

目标函数是设计问题所要求的最优指标与设计变量之间的函数关系式。

（2）采用适当的最优化方法，求解数学模型。

可归结为在给定的条件（例如约束条件）下求目标函数的极值或最优值问题。

二、Matlab概述Matlab 是美国Mathworks 公司推出的集科学计算和图形处理为一体的科学计算语言。

通过Matlab超强的运算能力与别的编程环境的数据交互,极大的提高了工程生产效率、缩短了开发周期。

MATLAB在学术界和工程界广受欢迎，其主要特点有如下几方面]5[。

①友好的工作平台和编程环境②简单易用的编程语言③强大的科学计算机数据处理能力④出色的图形处理功能⑤应用广泛的模块集合工具箱⑥实用程序接口和发布平台三、本次设计内容减速器作为一种传动装置广泛用于各种机械产品和装备中，因此，提高其承载能力，延长使用寿命，减小其体积和质量等，都是很有意义的，而目前在二级传动齿轮减速器的设计方面，许多企业和研究所都是应用手工设计计算的方法，设计过程琐碎而且在好多方面都是通过先估计出参数然后再校核计算的过程。

这对于设计者来说是枯燥无味的，进行的是重复性工作，基本没有创造性；对于企业来说增加了产品的成本且不易控制产品质量。

第17卷第4期 湖南工程学院学报 Vo1.17.No .42007年12月 Journalof Hunan I nstitute of Enginee ring Dec .2007收稿日期6作者简介黄晓东(),男,硕士,讲师,研究方向机械设计制造及自动化基于MAT LAB 的齿轮传动优化设计与应用黄晓东,王月梅(江西理工大学应用科学学院,江西赣州341000) 摘　要:研究了基于MAT LAB 平台建立齿轮传动的优化设计模型,描述了利用MAT LAB 优化工具箱解决车床变速箱换向机构齿轮传动参数优化问题的具体方法.通过实例计算验证该方法简单有效,非常适合工程设计人员使用.关键词:变速箱;优化设计;MAT LA B中图分类号:TH132141 文献标识码:A 文章编号:1671-119X (2007)04-0038-030　引　言齿轮属于机械中的常用件,齿轮传动具有工作可靠,使用寿命长,瞬时传动比为常数,传动效率高,结构紧凑,功率和速度使用范围广等特点,在各种机械设计中应用广泛.传统的齿轮传动设计一般是以安全系数或许用应力为基础,由于安全系数的确定,缺乏定量的数学基础,许用应力常根据材料性能、热处理工艺、工作环境等诸多因素来确定,具有明显的不确定性,因此,引入优化设计等现代设计方法可有效地改进传统设计中的不足.齿轮的模数和齿数等都有一定的标准系列和规定.但是,其参数的选用却可根据实际传动的要求进行选择和优化,使齿轮传动达到在满足基本要求前提下的体积最小、重量最轻、结构最紧凑或成本最低等一切可能优化的方案中寻求最优的方案.机械优化设计是以数学规划为理论基础、以计算机为实现方式、寻求最佳机械设计方案的现代设计方法之一,包括建立数学模型和选择恰当的优化设计程序.其中的关键问题是数学模型建立的好坏,它直接决定优化结果的成功与否.本文对CA6140车床变速箱换向机构进行优化设计,探讨齿轮参数设计问题,通过实例探索用MAT 2LA B 优化工具箱实现齿轮优化设计的方法.1　建立数学模型1.1　工程问题CA6140车床变速箱换向机构中的齿轮传动设计.已知主动轮输入功率为4.5kw,转速930r/m in,传动比u =1.44,单向传动,载荷平稳,每天工作16h,预计寿命10年,可靠性要求较高,轴的刚性较高.大、小齿轮均为45钢,调质处理,齿面硬度分别为220HBS 、260H B S,7级精度.大、小齿轮许用接触应力分别为[σH1]=540MPa ,[σH2]=532MPa ,取载荷系数k =1.2.要求按中心距最小来确定总体方案中的各主要参数.1.2　设计变量在满足传动要求的情况下,为方便加工,取两啮合齿轮为直齿轮.这样本问题的独立变量有齿轮模数m,两齿轮齿数Z 1、Z 2.因此设计变量可取为:X =[x (1),x (2),x (3)]T=[m,z 1,z 2]T.1.3　目标函数根据工程设计的要求,圆柱齿轮传动可以采用各种各样的优化目标建立目标函数,例如使传动齿轮体积最小或质量最轻、中心距最小、强度富裕最小、承载能力最高等.下面我们以在满足基本的承载能力前提下,要求换向机构齿轮传动中心距最小进行优化设计:f =0.53x (1)3(x (2)+x (3));:2007-0-10:1977-:.1.4　约束条件1.4.1　边界约束根据齿轮传动的有关理论,对于闭式软齿面直齿轮传动(螺旋角β=0°),大小齿轮模数、齿数的取值范围分别为:115≤m ≤317≤x 1≤3518≤x 2≤451.4.2　性能约束(1)齿面接触疲劳强度限制:g 1(X )=σH -σH P ≤0;σH %齿轮齿面接触应力,σHP %许用接触应力(2)齿根弯曲疲劳强度限制:g 2(X )=σF 1-σFP 1≤0;σF1%齿根弯曲应力,σF P1%齿根许用弯曲应力1.4.3　确定约束条件查阅机械设计手册等设计资料,确定各主要参数.据此可确定如下约束条件:g 1(X)=1.5-x (1)≤0 g 2(X)=x (1)-3≤0g 3(X )=17-x (2)≤0 g 4(X )=x (2)-35≤0g 5(X)=18-x (3)≤0 g 6(X)=x (3)-45≤0g 7(X )=12.6×346136×010183355×112110×(1144×x(2))2-x (1)≤0g 8(X)=766×346136×2144×112110×(560)2×1144-x (1)x (2)≤0g 9(X )=483×2.44×346136×1122×112110×(560)2×1144-1.22×x (1)×x (2)≤02　数学模型的MAT LAB 求解2.1　MATLAB 优化工具箱MAT LAB 优化工具箱的应用包括线性规划、求函数的最大值和最小值、多目标优化、约束优化、离散动态规划、非线性规划等.由于机械优化设计多数是非线性约束最小优化问题,MATLAB 采用了更有效的基于K —T (K uhn —Tucker)方程解的方法.K —T 方程是有约束最优化问题求解的必要条件,是非线性规划算法的基础,这些算法直接计算拉格朗日乘子,通过拟牛顿法更新过程,给K —T 方程积累二阶信息,可以保证有约束拟牛顿法的线性收敛这些方法称为序列二次规划法(S Q 法)采用S Q 法来求解非线性约束优化问题主要由f m incon 函数来实现,该函数的常用语法为:x =f m incon (fun,x0,A,b,Aeq,beq,lb,ub,nonl 2con ),[x,fval,exitflag,out put ]=f m incon (……)式中:fun 为目标函数的M 文件;x0为给定的初始值;A 、b 分别为线性不等式约束的系数,以矩阵方式输入;Aeq 、Beq 分别为线性等式约束的系数;lb 、ub 为设计变量的下界和上界;nonlc on 用于计算非线性不等式约束C (x)≤0和等式约束ceq (x )=0,当对应的函数采用M 文件表示,即nonlcon =‘confun ’,则M 文件confun .m 具有下面的形式:function[c,ceq ]=conf un(x);其中,c =[…](计算x 的非线性不等式);ceq =[…](计算x 的非线性等式)x 为设计变量的返回值;fva l 为目标函数最优值;exitflag 为迭代终止条件;output 为运行详细结果.2.2　应用MATLAB 工具箱求解模型将目标函数编入M 文件‘objf un .m ’;将非线性约束条件编入M 文件‘confun .m ’;在命令窗口写入优化程序:>>x0=[12638];lb =[1.51718];ub =[33545];options =opti m set (‘LargeSca le ’,‘off ’,‘D is 2p lay ’,‘iter ’);[x,fval,exitflag,out put ]=f m incon (‘objf un ’,x0,[01.44-1],[0],[],[],lb,ub,‘conf un ’,op ti ons);运行结果如下:>>x =1.954726.275137.8361>>fva l =62.6593Active Constraints:　7　11output =iterations:3;funcCount:19;step siz e:1;πS Q ,Q N 2,π;f ;[]93第4期 黄晓东等:基于MAT LAB 的齿轮传动优化设计与应用.P .P alg orith m:mediu m -scale:P uasi -e w t on line -search irst order opt:2.9419e -010cgite r a tions:exitflag=1整合优化结果,可见优化设计值([22637])与实际值([22536])很接近,说明该方法具有相当的可信度.起作用的约束条件11显示,提高齿轮齿面的接触疲劳强度应力可以明显地减少中心距,这说明齿轮材料的抗疲劳强度方面仍有潜力.3　结　论我们将用于求解优化设计数学模型的方法或寻优的方法称为优化计算方法.对于机械优化设计问题,求解常常需要经过多步迭代,最终收敛得到最优解.这里根据数学模型的特点运用MAT LAB中S QP 法进行辅助优化计算与设计,得到优化设计结果.经过以上实例的运用可以看出MAT LAB优化工具箱可广泛应用于各种机械问题的求解及优化设计.参　考　文　献[1]　邱宣怀.机械设计(第四版)[M].北京:高等教育出版社,1999.[2]　机械设计手册编委会.机械设计手册(第3卷)[M].北京:机械工业出版社,2004.[3]　石博强,滕贵法,李海鹏,郭立芳,等.MAT L AB数学计算范例教程[M].北京:中国铁道版社,2004.[4]　伦冠德.齿轮传动优化设计的MAT LAB实现[J].现代机械,2006,(1):51-52.[5]　金祥曙.基于MAT LAB的齿轮传动优化设计[J].机械,2004,(4):27-30.Gear O ptim i zed Desi gn and Its Applica ti on B a s ed on M ATLABHUANG Xiao-dong,WANG Yue-mei(J i angxi University of Science and Technol og y,Ganzhou341000,China)Abstrac t:The a rticle intr oduce s a new m ethod of op ti m al gear2driven in quick2change gear box design.The way of solving gear2driven pa r a m eter op ti m izati on2design by using op ti m izati on Toolbox of MATLAB is de scribed.The re2 sult of app lication shows tha t the design is convenient,effec tive and suitable f or engineers.Key wor ds:quick2change gea r box de sign;op ti m al design;MAT LAB;04 湖南工程学院学报 2007年。

机械装备优化设计三级项目题目：基于MATLAB的齿轮优化设计的优化设计班级：12级机械装备二班设计人员：王守东(120101010236)荆雪松(120101010215)武吉祥(120101010219)一、优化设计问题分析：所谓优化就是在处理各种事物的一切可能的方案中寻求最优的方案。

机械优化设计是把优化理论和技术应用到机械设计中，通过对机械零件、机构乃至整个机械系统的优化设计，使其中某些设计参数和指标获得最优值。

绝对的最优，只有在某些理论计算中才能达到，但对于实际的机械优化设计，都带有一定的客观性和相对性。

Matlab 是美国 Mathworks 公司于1967年推出的用于科学计算的可视化软件包。

其方便、友好的用户环境、强大的扩展能力使许多领域的科学计算和工程应用节省时间、降低成本和提高效率。

许多机械工程设计都需要进行优化。

优化过程可以分为三个部分：综合与分析、评价、改变参数三部分组成。

其中，综合与分析部分的主要功能是建立产品设计参数与设计性能、设计要求之间的关系，这也就是一个建立数学模型的过程。

评价部分就是对该产品的性能和设计要求进行分析，这就相当于是评价目标函数是否得到改善或者达到最优，也就是检验数学模型中的约束条件是否全部得到满足。

改变参数部分就是选择优化方法，使得目标函数（数学模型）得到解，同时根据这种优化方法来改变设计参数二、优化设计方案选择：机械设计优化设计中常采用的优化设计方法有进退法、黄金分割法、共轭梯度法、坐标轮换法、复合形法等。

下面设计一种齿轮系统，并基于Matlab对系统进行优化设计。

高速重载齿轮时常会受到加速度大、冲击载荷大、启动、制动等的影响。

因此，为保证运行的安全性和可靠性，齿轮弯曲强度的安全系数应高于接触强度的安全系数。

齿轮的主要失效形式主要有：轮齿折断、齿面磨损、齿面胶合、齿面点蚀、塑性变形等。

由此可见，高速重载齿轮的设计必须保证齿轮在整个工作寿命期间不失效，由于目前还没有建立起工程实际中行之有效的设计方法和设计数据，目前按照保证齿根弯曲疲劳强度和齿面接触疲劳强度两个准则来设计齿轮。

基于MATLAB的多级齿轮传动多目标可靠性优化设计研究I. 内容概述随着工业自动化的发展，多级齿轮传动系统在各个领域得到了广泛的应用。

然而由于其复杂的结构和工作条件，齿轮传动系统的可靠性一直是设计者关注的重点。

为了提高齿轮传动系统的可靠性，本文提出了一种基于MATLAB的多级齿轮传动多目标可靠性优化设计方法。

首先本文对多级齿轮传动系统的工作原理进行了详细的阐述，包括齿轮啮合、齿面接触、磨损和疲劳等方面的问题。

在此基础上，分析了齿轮传动系统的可靠性评价指标体系，包括寿命、失效率、维修性等关键性能指标。

其次针对多级齿轮传动系统的可靠性优化设计问题，本文提出了一种基于遗传算法和粒子群优化算法的多目标优化设计方法。

通过对比分析不同优化算法的优缺点，最终确定了基于MATLAB的遗传算法作为本研究的主要优化方法。

本文以某型号齿轮传动系统为例，运用所提方法对其进行了多目标可靠性优化设计。

实验结果表明，所提方法能够有效地提高齿轮传动系统的可靠性指标，为实际工程应用提供了有力的理论支持。

A. 研究背景和意义随着科学技术的不断发展，齿轮传动技术在各个领域的应用越来越广泛。

齿轮传动具有传动效率高、承载能力大、传动精度高等优点，因此在工业生产中得到了广泛的应用。

然而齿轮传动系统的可靠性一直是制约其性能的重要因素，为了提高齿轮传动系统的可靠性，降低故障率，保证设备的正常运行，需要对齿轮传动系统进行多目标可靠性优化设计。

目前基于数值计算的可靠性优化设计方法已经成为齿轮传动系统研究的主要手段。

MATLAB作为一种广泛应用于工程领域的数值计算软件，具有强大的数学运算能力和图形化编程功能，为齿轮传动系统的可靠性优化设计提供了有力的支持。

因此基于MATLAB的多级齿轮传动多目标可靠性优化设计研究具有重要的理论和实际意义。

首先研究基于MATLAB的多级齿轮传动多目标可靠性优化设计方法有助于提高齿轮传动系统的可靠性。

通过合理的参数设置和优化策略选择，可以有效地提高齿轮传动系统的可靠性指标，降低故障率，延长设备使用寿命。

基于matlab遗传算法工具的同心式磁力齿轮优
化设计
同心式磁力齿轮是一种利用磁场实现扭矩传递的装置，具有无接触、无磨损、高效率、高扭矩密度等优点。

然而，磁力齿轮的设计和优化是一个复杂的问题，涉及到多个参数的优化，包括齿数、磁极形状、磁场强度等。

在Matlab中，可以利用遗传算法工具箱进行同心式磁力齿轮的优化设计。

以下是一个基本的步骤：
1.定义目标函数：首先，你需要定义一个目标函数，用于评估设计的优劣。

目标函数可以根据实际应用场景来确定，例如，你可能希望最小化扭矩损失、最大化扭矩密度等。

2.定义设计变量：定义你想要优化的设计变量。

对于同心式磁力齿轮，设计变量可能包括齿数、磁极形状、磁场强度等。

3.初始化种群：在遗传算法中，种群是所有可能解的集合。

你需要根据设计变量的范围初始化一个种群。

4.适应度评估：使用目标函数评估种群中每个解的适应度。

适应度较高的解被选中的概率较高。

5.选择：根据适应度评估结果，选择用于生成下一代的解。

6.交叉和变异：在遗传算法中，通过交叉和变异操作产
生新的解。

交叉是随机选择两个解的一部分并交换它们，以产生新的解；变异是随机改变解的一部分。

7.终止条件：当达到终止条件（例如，达到最大迭代次数或找到满足要求的最优解）时，停止遗传算法的运行。

8.结果分析：分析遗传算法的结果，查看最优解以及其适应度值。

请注意，以上步骤只是一个基本的概述，实际应用中可能需要进行更多的细节调整和优化。

另外，使用遗传算法进行优化设计时，可能需要考虑一些特殊的问题，例如防止早熟收敛、处理多峰问题等。

基于matlab的齿轮传动系统优化设计
首先，需要了解齿轮传动系统的工作原理。

齿轮传动是通过齿轮的啮合传递动力和转
矩的一种传动方式。

齿轮的设计和制造对齿轮传动系统的性能起着重要作用。

因此，在设
计齿轮传动系统时需要考虑以下因素：
1. 齿轮的模数和压力角：模数和压力角是影响齿轮啮合效果的重要参数。

在设计齿
轮时，需要根据传动效果和工作环境选择合适的模数和压力角。

2. 齿轮的材料：齿轮的材料对其承载能力和寿命有着直接影响。

选用合适的材料能
够提高齿轮传动的可靠性和寿命。

3. 齿轮的精度：齿轮的精度是影响齿轮传动质量的重要因素。

齿轮的精度越高，传
动效率就越高。

1. 建立齿轮运动学模型：利用Matlab建立齿轮的运动学模型，包括齿轮的轴线、基
圆半径、齿顶高度、齿根高度等参数。

通过计算这些参数，可以确定齿轮传动的基本参数。

2. 计算齿轮的振动和强度：利用Matlab计算齿轮的振动和强度，预测齿轮的可靠性
和寿命。

可以根据计算结果对齿轮设计进行调整，提高齿轮传动的质量。

3. 优化齿轮传动的效率：利用Matlab分析齿轮传动的效率，找到影响效率的因素，
并进行调整。

可以通过改变齿轮的材料、精度等因素来提高传动效率。

总之，齿轮传动系统的优化设计是一个复杂的过程，需要综合考虑多个因素。

利用Matlab进行优化设计可以提高设计效率和设计质量，为齿轮传动系统的优化提供技术支持。

基于matlab的D3258磨机传动部齿轮优化设计【摘要】D3258磨机是西安电力机械厂的主要产品之一，本文通过调用matlab软件中的优化函数，来对D3258磨机传动部的大小齿轮进行优化，以减少齿轮中心距，使结构更加紧凑，从而减轻重量。

【关键词】齿轮优化；设计参数；优化函数0.引言传统设计往往会使齿轮体积偏大，材料消耗多，导致成本增加。

为解决这一问题，应对齿轮传动在保证性能不变的情况下进行优化设计，以减少其体积和重量，提高其的承载能力，延长使用寿命，降低动力消耗。

1.齿轮基本参数该齿轮组中大小齿轮都为闭式渐开线直齿圆柱齿轮，其输入功率N=780kW，输入转速=153r/min，传动比=8.3076，齿轮精度为8级。

小齿轮为实体结构，大齿轮为腹板式结构。

小齿轮材料用35SiMn，热处理硬度为HB=228～269，平均取HB=245。

大齿轮材料用ZG310-570，热处理硬度为HB=207～241，平均取HB=224。

其工作平稳，齿轮单向旋转，成非对称布置。

2.建立目标函数本文是以使齿轮的体积最小为前提进行的，所以对齿轮进行数学建模。

为方便计算和描述，将两齿轮看作以分度圆为直径的圆柱，其的具体形状带参数确定后由经验公式进行计算。

则：V=B1π+Bπ其中：B1—小齿轮宽度（mm）；B2—大齿轮宽度（mm）；mn—齿轮模数（mm）；z—小齿轮齿数；z—大齿轮齿数；上式可整理为：V=π（Bz+Bz）令x1=mn，x2=z1，x3=z2，x4=B，x5=B2建立如下目标函数：f（x）=0.25πx12（x22x4+x32x5）设计变量x=x3.确定约束条件（1）为了避免发生根切，z应不小于17：g1（x）=17-x2≤0；（2）大齿轮最小直径应大于同端盖连接的直径，即：g2（x）=3780-x1x3≤0；（3）为了装备和生产的便利，小齿轮的分度圆范围为：g3（x）=500-x1x2≤0；g4（x）=x1x2-1000≤0（4）为了保证齿轮的承载能力，同时避免载荷沿齿宽分布严重不均齿宽应满足：g5（x）=0.8-x4x1-1x2-1≤0；g6（x）=x4x1-1x2-1-1.4≤0（5）齿宽约束，小齿轮的齿宽，需比大齿轮的齿宽大一些，一般在5～10mm 之间，因此：g7（x）=x4-x5-10≤0；g8（x）=5-x5+x4≤0（6）根据磨机图纸模数的值，要求齿轮模数应大于等于20mm：g9（x）=20-x1≤0（7）齿面接触疲劳强度约束σH=ZEZHZε≤σ经查手册，弹性系数ZE=189.8MPa ，节点区域系数ZH=2.495 ，重合度系数Zε=0.862 ，载荷系数k=1.3，经计算，小齿轮的接触应力σ1=555.7MPa，弯曲应力σF1=521.2MPa。

基于MATLAB的齿轮还原设计优化是一项具有挑战性的任务，需要深入了解齿轮动力学和有效利用MATLAB的能力。

该项目的目标是优化齿轮减速系统的设计，以在最小的能量损失下实现最佳性能。

优化过程的第一步是使用MATLAB来模拟齿轮还原系统。

这涉及到创建一个数学模型，准确代表系统的动态。

模型必须考虑到每个齿轮上的牙齿数量，齿轮比，应用于系统的扭矩，以及其他重要的参数。

一旦模型被创建，就可以用来模拟不同条件下的减速齿轮系统的性能。

为了优化齿轮减速系统的设计，可以使用MATLAB的优化工具箱。

这个工具箱提供了一系列优化算法，可以用来寻找系统参数的最佳值。

这些算法可用于尽量减少能量损失，最大限度地提高效率，或者实现任何其他性能目标。

通过运行不同起始值和约束的优化算法，可以找到减速齿轮系统的最佳设计。

除了使用MATLAB的优化工具箱外，还必须考虑减速齿轮系统的局限性和局限性。

齿轮的尺寸和重量，可用的扭矩，以及理想的齿轮比都是在优化过程中必须考虑的重要制约因素。

通过将这些限制纳入优化算法，可以实现符合所有要求的设计。

一旦找到符合性能和约束要求的设计，就必须使用MATLAB验证设计。

这涉及对优化参数进行模拟，以确保减速齿轮系统如期运行。

如果模拟显示系统没有达到预期的性能目标，可能需要进一步优化或调整设计。

利用MATLAB设计和优化减速系统是一项复杂但有益的任务。

通过使用MATLAB的模型和优化能力，有可能找到一个能满足所有性能和约束要求的减速齿轮系统的最佳设计。

这有助于为各种应用建立高效和可靠的减速齿轮系统。

通针通透）。

（4）启动泵，低压清洗管道，直至流出清水。

（5）重新安装喷嘴。

3.4设备的布置用耐压胶管将柱塞泵站与磨料罐下部的磨料截止阀摇把“左”位一侧的管接头相连，喷头与磨料罐下部的磨料截止阀摇把“右”位一侧的管接头相连，形成工作系统。

该设备距柱塞泵站3～5m为宜。

管路过长，沿程压力损失较大，会导致工作压力降低。

4设备的维护4.1柱塞泵站（1）按泵站使用说明书进行维护。

（2）使用期间，应定期检查泵站安全阀、调压阀，确保动作可靠，压力调定值稳定。

4.2磨料射流发生系统（1）如发现压力升不到位或突然下降，应及时检查喷嘴是否已磨损过大。

（2）每年更换一次连接喷头的耐压软管。

（3）若设备长期不用时，应将磨料罐内的磨料及水放空。

5功能及用途（1）该装置可用于金属、非金属或复合材料的切割。

如玻璃、瓷砖、钢板等。

（2）该装置兼有除锈、脱漆及表面清洗功能。

6结语这种便携式磨料射流装置采用了前混合式磨料射流技术，切割时所需的工作压力较低，因此密封容易解决，可采用普通的高压橡胶软管输送高压水射流，易损的密封件也容易购买，降低了生产和维护成本。

此外，对磨料的要求不高，可以使用湿式磨料。

该装置的体积小、重量小、易损件少，便于搬运和移动，所以特别适合在井下、野外等场所进行作业，具有广阔的应用前景。

参考文献:［1］薛胜雄.高压水射流技术及应用［M］.北京：机械工业出版社，1998.［2］沈忠厚.水射流理论与技术［M］.东营:石油大学出版社，1998.［3］崔谟慎，孙家骏.高压水射流技术［M］.北京:煤炭工业出版,1993.［4］孙家骏.水射流切割技术［M］.徐州:中国矿业大学出版社,1992.［5］吴宗泽.机械设计师［M］.北京：机械工业出版社，2002.［6］徐灏.机械设计手册，第4册.［K］.北京:机械工业出版社,1995.作者简介：叶晓奔（1985-），安徽淮南人，2008年毕业于安徽理工大学机械工程学院，现在安徽理工大学攻读硕士学位，研究方向为流体机械及工程（高压水射流技术），电子信箱：anrecre@.收稿日期：2009－06－18煤矿机械Coal Mine Machinery Vol.30No.11 N ov.2009第30卷第11期2009年11月基于Matlab的带式输送机齿轮传动机构优化设计江进国，樊姗，高旭，王丹（中国地质大学机械与电子信息学院,武汉430074）摘要：利用Matlab遗传算法工具箱对带式输送机上的单级斜齿圆柱齿轮减速器的齿轮传动机构进行优化设计，从而说明遗传算法的优越性。

基于MATLAB的齿轮传动系统优化设计摘要：某高速重载齿轮进行了优化设计，在分析齿轮在各工况下的弯曲强度后，根据齿轮的优化设计原则，选择齿轮体积最小为优化设计原则，对传动齿轮中的小齿轮进行了优化设计，设计模数、齿数、齿宽系数、螺旋角为变量，根据各参数的设计要求来确定约束条件，同时根据齿根弯曲疲劳强度和齿面接触疲劳强度进行条件约束，最后用MATLAB进行编程计算，最后得出优化后的结果，该结果满足要求。

本文的研究对机械系统的优化设计具有指导意义和工程应用价值。

关键词：齿轮；优化设计；MATLAB；0引言优化设计是近年发展起来的一门新的学科，也是一项新技术，在工程设计的各个领域都已经得到了更为广泛的应用。

通过实际的应用过程表明：工程设计中采用优化设计这种新的科学设计方法，不仅使得在解决复杂问题时，能够从众多纷繁复杂的设计方案中找到尽可能完善的或者最适合的设计方案，而且，采用这种方法还能够提高设计效率和设计质量，使其的经济和社会效益都非常明显。

优化设计的理论基础是数学规划，采用的工具是计算机。

优化设计具有一般的设计方法所不具备的一些特点。

优化设计能够使各种设计参数自动向更优的方向进行调整，直到找到一个尽可能完善的或最适合的设计方案。

一般的设计方法只是依靠设计人员的经验来找到最佳方案，这样不足以保证设计参数一定能够向更优方向调整，也不能够保证一定能找到最适合的设计方案。

优化设计的手段是采用计算机，在很短的时间内就可以分析一个设计方案，并判断方案的优劣、是否可行，因此就能够从大量的方案中选出更加适合的设计方案，这是常规设计所不能比的。

1 机械系统优化设计方法概述许多机械工程设计都需要进行优化。

优化过程可以分为三个部分：综合与分析、评价、改变参数三部分组成。

其中，综合与分析部分的主要功能是建立产品设计参数与设计性能、设计要求之间的关系，这也就是一个建立数学模型的过程。

评价部分就是对该产品的性能和设计要求进行分析，这就相当于是评价目标函数是否得到改善或者达到最优，也就是检验数学模型中的约束条件是否全部得到满足。

基于Matlab的齿轮传动系统优化设计
张扬
【期刊名称】《煤矿开采》
【年(卷),期】2009(014)002
【摘要】借助于Matlab对一个五级齿轮传动系统进行优化设计,优化的目标是保证传动系统在满足齿轮强度要求的前提下,该传动系统的结构更加紧凑.为齿轮传动系统的优化设计提供了一种新的手段.
【总页数】3页(P80-82)
【作者】张扬
【作者单位】承德大通机电制造有限公司,河北承德067000
【正文语种】中文
【中图分类】TH132.4
【相关文献】
1.基于Matlab的钢筋弯曲机齿轮传动系统的优化设计 [J], 王良文;郭志强;王俊涛;王雷
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