王纯， 韩加好，张燕， 卢建国

（连云港职业技术学院，江苏 连云港 222000）

0 引言

齿轮传动因其具有传动效率高、可靠性高等优点，被广泛应用在机械设备的传动系统中，随着工业的发展，机械结构向着大型化、复杂化方向发展，采用传统优化设计方法设计出来的结构综合性能一般不能达到理想状态，很难满足优化设计要求。为解决以上问题，本文以二级斜齿圆柱齿轮传动系统作为研究对象，运用最优化理论和方法，建立齿轮传动多目标优化模型，并采用Matlab优化工具箱（Optimization Tool）提供的函数fgoalattain进行参数优化计算，其计算结果为多目标齿轮传动优化设计提供一定的参考[1-5]。

1 多目标优化数学模型

1.1 多目标优化设计模型设计变量的选取

对于图1所示的二级齿轮传动系统来说，涉及到很多的设计参数及影响因素，为了简化问题，我们将设计的主要参数作为优化设计变量：

图1 二级齿轮传动系统示意图

式中：mn1、mn2分别为高、低速级齿轮法向模数，mm；z1、z2分别为高、低速级的小齿轮齿数；i1为高速级传动比；β1、β3分别为斜齿轮的螺旋角，（°）。

1.2 多目标优化模型目标函数的确定

1.2.1 二级齿轮传动系统体积

1.2.2 二级齿轮传动系统重合度

对两级齿轮传动系统来说，重合度具有更重要的意义，重合度越大，传动越平稳。我们将啮合齿轮的重合度的相反数作为第二个优化目标，即目标函数[7]为

1.3 多目标优化模型约束函数的确定

约束条件主要分为几何和性能两种约束。几何约束一般有齿数约束、模数约束、齿宽系数等；……