任建华，刘艳层，梁振刚

（河北工程大学机电工程学院，河北邯郸 056038）

MATLAB在齿轮优化设计中的应用

任建华，刘艳层，梁振刚

（河北工程大学机电工程学院，河北邯郸 056038）

在圆柱齿轮减速器中，考虑到对两齿轮及相关轴体积的减小，利用MATLAB优化工具箱，建立优化目标函数、选取设计变量、确定约束条件及函数。编程最终结果表明采用MATLAB算法求解优化问题，算法有效可靠、程序编写简单快捷，设计效率得以提高，从而为减速器的优化设计提供了良好的参考价值。

减速器；优化设计；MATLAB

0 前言

优化设计是现代设计法中的一个重要领域，它是从众多的可行设计方案中寻找出最佳设计方案，极大地促进了现代工程设计理论方法的发展。传统的设计方法，只是按照设备相应的规范进行设计，往往导致其体积过大，材料消耗增加，成本偏高等等，所以优化设计势在必行[1]。

圆柱齿轮减速器具有传动平稳、结构紧凑、传动效率高、传动比平稳、寿命长等优点，因此被广泛地应用于各类机械产品和设备中[2]。本文对单级直齿圆柱齿轮减速器进行优化设计，选择齿轮及其相关轴体积均最小为优化设计目标，建立优化设计数学模型，利用MATLAB优化工具箱进行求解计算。

1 齿轮参数的整体优化设计

1.1 概述

齿轮啮合参数的合理优化设计对齿轮的强度、可靠性、承载能力及减速箱的结构合理性等有较大影响，而各参数之间关系错综复杂、相互影响制约[3]。目前，有各种不同优化算法的软件对齿轮啮合参数进行优化。……