[发明专利]一种基于粒子群两层优化的齿轮传动系统设计方法

权利要求书

1.一种基于粒子群两层优化的齿轮传动系统设计方法，所述齿轮传动系统包括2个及以上的行星齿轮副或平行齿轮副，或至少1个行星齿轮副和至少1个平行齿轮副的组合；通过粒子群双层优化获得所述齿轮传动系统的优化变量X的最优解g^best；所述优化变量X包括：传动比i、齿数z、模数m、螺旋角β，和齿宽系数所述齿宽系数为工作齿宽与主动齿轮的分度圆直径的比值，其特征在于，所述齿轮传动系统设计方法包括以下步骤：

a,设定优化的目标函数为f＝a₁f_H+a₂f_F,式中，f_H为接触疲劳强度安全系数的标准差，f_F为弯曲疲劳强度安全系数的标准差，a₁、a₂是权重因子，a₁+a₂＝1；

b,设定待优化的优化变量为式中，为所有传动比优化变量，为所有齿数优化变量，m)为所有模数优化变量，为所有螺旋角优化变量，为所有齿宽系数优化变量；

c，设定优化的约束条件；

d，基于前述的目标函数和约束条件，通过粒子群两层优化获得优化变量的最优解g^best：

首先设定粒子群规模n；第一层从规模为k₁*n的粒子群开始优化；

设定第一层粒子群优化的迭代次数g₁；

设定第一层粒子群优化的惯性权重ω₁，学习因子c₁₁和c₁₂；设定第一层粒子群优化的目标函数权重因子a₁₁、a₁₂，其中a₁₁+a₁₂＝1；

设定第二层粒子群优化的迭代次数g₂；

设定第二层粒子群优化的惯性权重ω₂，学习因子c₂₁和c₂₂；设定第二层粒子群优化的目标函数权重因子a₂₁、a₂₂，其中a₂₁+a₂₂＝1；

其中，a₁₁>a₁₂，a₂₁<a₂₂,ω₁>ω₂，c₁₁<c₂₁,c₁₂<c₂₂；

设定第一层粒子群优化的目标函数为f＝a₁₁f_H+a₁₂f_F，且第一层粒子群优化的优化变量为第一层粒子群优化后选出符合各约束条件的规模为n的粒子群，并且获得可行的齿数配置方案；

重新设定第二层粒子群优化的新的目标函数f＝a₂₁f_H+a₂₂f_F，第二层粒子群优化时将齿数优化变量和传动比优化变量固化，第二层粒子群优化的优化变量为

e，圆整g^best中的模数、计算并圆整齿宽，从而得到全部所述优化变量X的最终数值。