陈强，王鹏，王斌

摘 要：文章介绍了齿轮设计中主要参数的计算方法与减速器设计中多参数选取的关系，并利用适用于减速器优化设计的遗传算法，使用Matlab软件对二级斜齿轮减速器进行多目标设计优化。结果表明，利用遗传算法可以有效选取初级设计参数，兼顾安全系数与尺寸重量，在变速箱器设计，尤其是电动汽车减速器设计有广泛的应用前景。

关键词：多目标优化;遗传算法;二级减速器

中图分类号：U463.212+.42  文献标识码：A  文章编号：1671-7988（2019）23-62-04

Optimization Design of Two-stage Reducer Gear Based on Genetic Algorithm

Chen Qiang， Wang Peng， Wang Bin

（ FF Automotive （China） Co.， Ltd.， Beijing 100015 ）

Abstract： The key process of designing a gearbox is the gear ratio and macro geometry. Other than setting ratio by experience， an optimization method of setting gear ratio and macro geometry is introduced， using Generic Algorithm to select optimal combination of thousands of randomly generated parameters. This algorithm can effectively reduce the overdesign and compensate on center distance and system weight， getting a valuable reference in engineering design.

Keywords： Multi-objective optimization; Genetic algorithm; Two-stage reducer

CLC NO.： U463.212+.42  Document Code： A  Article ID： 1671-7988（2019）23-62-04

前言

减速器是机械传动系统的核心部件，用于将动力源扭矩的按照一定的传动比放大或减小，传递给被动零件。减速器的尺寸、重量、承载能力和噪音水平等性能主要由设计决定。减速器的核心结构是齿轮组，齿轮组各项设计指标直接决定减速器的总体产品水平。目前工程常用的商业软件以单级齿轮计算为核心，很少能对多级减速设计进行全局优化，多级减速的速比分配设计主要依赖于经验。

本文以常见的三轴两级减速器设计为例，对齿轮组设计的各项参数进行分析计算，建立遗传算法模型，采用Matlab软件进行系统全局优化计算得到结果，提高了设计效率。

1 减速器齿轮组设计方法

1.1 减速器的设计输入

减速器主要结构如图1所示，主要功能性参数为减速比i，扭矩传递能力一般用最大输入扭矩Tinput来体现，对应确定了输出扭矩Toutput= i? Tinput。

图1  三轴二级减速器结构示意图

减速器耐久寿命要求由目标用户在整个产品生命周期使用产品的总载荷而确定。……