简议基于遗传算法的MR减振器多目标优化设计论文[推荐五篇]

第一篇：简议基于遗传算法的MR减振器多目标优化设计论文

磁流变液(magnetorheologicalfluid，MRF)是一种在非磁性载液中添加软磁性微粒和表面活性分散剂的悬浮液，其粘度可通过改变外加磁场来连续、可逆、宽幅和快速的调节。基于MRF设计的磁流变减振器(MRdamper)由于其结构简单、响应迅速、工作可靠、能耗低等优点，是目前汽车半主动悬架系统执行机构的一个理想选择。MR减振器的设计是一个非线性的多目标优化问题，传统的设计方法一般都只考虑单目标且设计过程繁琐，很难一次就能找到一组最优的设计变量;而遗传算法(geneticalgorithm，GA)是将生物进化过程中适者生存规则与群体内部染色体的随机信息交换机制相结合的一种高效全局寻优搜索算法。它只要求被优化函数是可计算的，不要求其具有连续性及可微性，因此为MR减振器的优化设计提供了一条可行的途径。

笔者以捷达轿车后悬减振器结构和性能要求为基本设计条件，提出了一种基于遗传算法的非线性约束多目标优化设计方法，制造出MR减振器样品，进行了试验研究。

1设计目标

当MR减振器装入实车时，从减振性能考虑，希望其提供的阻尼力能够满足各种工况，阻尼力的可调范围越大越好;从可控性能考虑，则希望MR减振器的反应时间越小越好，这样才能保证半主动控制策略有效的工作;而从节能和稳定性考虑，又希望其能耗最小，减少线圈发热，从而保证MRF工作稳定。同时满足上述性能的减振器只是一种理想减振器，而事实上各种性能指标会相互制约，而制约的途径就是MR减振器的结构参数。因此，为了设计出能够令人满意的减振器，就必须综合考虑各目标，并作出适当的折衷。

2设计方案

以一汽大众生产的捷达系列轿车后悬减振器为参考对象，设计MR减振器的活塞结构简图。

MRF须选择零场粘度低、饱和屈服应力高、工作温度范围宽、密度小以及可压缩性小的材料。

由于MRF在温度升高时粘度会降低，影响其正常工作。因此从散热方面考虑，采用单缸结构减振器;为补偿在拉压行程中由活塞两端有效作用面积不等造成的体积差，采用蓄气室充气结构。

使MRF工作在压力驱动模式下，活塞设计为套筒式结构，则工作缸可选用强度较好的材料而不必考虑磁导;为减小漏磁，则选用矫顽力小的软磁材料作活塞;活塞套筒与铁芯在对称的4个点上焊起来;焊点要尽可能小，以保证缝隙内磁场尽可能大。

磁芯填充材料的选择非常重要，要求其具有良好的耐热耐冲击耐腐蚀耐磨损性能，并且要有良好的抗磁性和绝缘性。

线圈导线的选择应尽可能选择内阻小、耐热及耐压性能高的铜漆包线。

3优化设计

3.1设计条件

(1)根据设计方案确定所设计MR减振器结构为单筒式，上安装型式为外螺纹，下安装型式为吊环。

(2)根据捷达轿车后减振器的外型尺寸和布置尺寸确定所设计的MR减振器外型尺寸(包括工作缸内外径D，活塞杆半径Rrod等)和活塞行程S。

(3)采用美国Lord公司产MRF-132LD型磁流变液。根据MRF饱和磁感应强度确定所设计减振器的工作点Bfwork、Hfwork及其对应屈服应力τ，确定其在工作温度和大剪切率下的零场粘度η。

(4)采用DT4A电工纯铁作为活塞铁芯及活塞套筒材料。可以得到铁芯的饱和磁感应强度Bsmax和饱和磁场强度Hsmax。

(5)考虑线圈内阻及绕线等因素，选定铜漆包线型号，确定其标称直径dc和外皮直径do，并结合其安全载流量，设定最大工作电流Imax=1.2A;

(6)确定MR减振器在一定振幅A和频率f的正弦激励下活塞的最大速度Vmax。

3.2适应度函数

适应度函数是评价个体优劣的标准，是群体进化过程的依据。考虑到实际中对各性能侧重程度的不同，采用规格化线性加权将4个目标函数转化为适应度函数M(X)。

3.3优化变量

MR减振器结构设计的独立变量为:环形缝隙径向高度h，活塞套筒内半径R2，活塞环槽内半径R3，有效流通区域长度L和非磁极缝隙长度Lo(而线圈匝数N可以通过其他参数求出，这将在第3.7节中讨论)

3.4约束函数

MR减振器设计的约束条件有线性约束和非线性约束。线性约束一般可表示为A·X=B，其中X呶设计变量向量。非线性约束主要是由MRF以及磁路的非线性导致。

3.5设定遗传算子

MR减振器的多目标设计是借助于Matlab7.5的遗传算法工具箱来完成的。

设定种群类型是双精度向量，种群尺度为100，初始种群的范围是(10-5，1)。

选择参数是在群体中选择生命力强的个体产生新的群体的过程。这里采用剩余选择算子，按照每个个体刻度值的整数部分分配其作为双亲，并随后在剩余的小数部分采用轮盘赌选择方法。

再生参数说明了遗传算法怎样为下一代创建子个体，其中幸存个体数指定将生存到下一代的个体数，这里设置为10。

变异参数说明遗传算法怎样通过小的随机数改变种群中的个体而创建变异的子代。由于存在非线性约束函数，变异函数选为自适应函数，它根据父辈个体的尺度值随机产生个体基因的变异方向和变异量，同时将基因的变异量限定在遗传算法设置范围之内。

交叉参数是模仿生物界自然进化过程，通过将两个同源染色体进行部分基因的交换而重组，产生两个新的染色体。这里采用算术交叉，由双亲的随机算术平均值产生子代，并位于父母间并与其等距的直线上;设定交叉概率为0.8。

3.6实例优化

设定算法收敛条件是300代，得到优化结果。可以看到，经过295代的进化，适应度函数最终收敛于一个最优值Fitnessvalue=1.3086×10-6，而平均适应度与最佳适应度差别较大，这是因为非线性约束条件的存在，在进行交叉变异之后的新个体并不一定满足约束，就需要产生新个体，因此子代个体就比较离散，也就很难趋于同一基因型。

3.7线圈匝数的确定

由第3.3节所确定的优化变量，可以计算得到线圈匝数最小值为286。由于励磁电流和线圈匝数对磁路性能的影响很大，因此对相同最大工作点、不同匝数下的MR减振器性能进行评价。

可知，由于磁路非线性的存在，铁芯线圈的时间常数并非恒值，而是随着电流增大而呈双曲线减小，因此在低电流低输出情况下，系统响应会较慢;随着电流增大，铁芯线圈的功耗呈抛物线增大;当线圈匝数N增大时，对应相同MRF工作点磁感应强度下的最大工作电流减小，工作区域的时间常数增大，而最大功耗减小。最终确定线圈匝数N取300匝。此时验算所设计的MR减振器在2Hz激励，1.2A工作电流下可以达到的性能。

4试验研究

根据第2节得到的结构参数，根据捷达轿车后悬架内减振器的安装尺寸(最长行程650±3mm，最短行程445±3mm，总行程205mm等)，设计并试制了MR减振器样品。其中，充入氮气压力为2MPa，使用MRF体积为120mL，实测摩擦力约40N。

采用清华汽车工程开发研究院与北京华谷减振设备有限公司联合开发的减振器综合性能试验台对试制的MR减振器进行台架试验。试验环境温度20℃，正弦激励振幅±30mm，激振频率分别为0.5Hz、1Hz、1.5Hz、2Hz、2.5Hz和3Hz(对应最高速度分别为0.094m/s、0.189m/s、0.283m/s、0.377m/s、0.471m/s和0.566m/s)，励磁电流分别为0、0.2A、0.4A、0.6A、0.8A、1.0A和1.2A，测得MR减振器在不同电流下的示功值。以2Hz时为例，将各电流下的试验数据减去由充气压力导致的偏置力。

可以看到，不管哪个激振频率下，当励磁电流增大到1.0A以后，减振器阻尼力增长缓慢，这是因为此时磁路已经接近饱和;亦可以看到理论曲线比实测曲线要显得更方一些，这主要是因为理论模型中未考虑MRF的滞环、剪切稀化现象及充气压力滞环等因素;而图中零场(I=0)的实测阻尼力均大于理论值，则主要跟活塞流通缝隙的实际加工误差、摩擦力及活塞组件惯性力等因素有关;随着电流加大，实测阻尼力与理论值逐渐吻合，这是因为随可控阻尼力增大，粘性阻尼力和摩擦力所占比例逐渐减小。当电流I>0.6A，在激振频率f<2.5Hz时，实测值均低于理论值，这主要与减振器温升引起阻尼力衰减有关;但当激振频率大于2.5Hz时，可以发现试验曲线高于仿真曲线，这是因为随激振频率增高，惯性力带来的影响逐渐明显。还可以看到，在设计频率2Hz时，励磁电流1.2A下实测最大阻尼力可以达到1454N，达到目标值;而动态范围只达到了3.86，这是因为摩擦力和温升导致MR减振器工作效能降低。总体来说，理论曲线能够与试验曲线较好的吻合。

5结论

(1)笔者综合考虑了MR减振器实际应用中影响可控性能的多个设计要素，结合Bingham流体模型和电磁理论，提出了基于遗传算法的非线性约束多目标优化设计方法，并运用到实例设计MR减振器过程中。经过实例设计证明该方法能够比传统设计方法更快的获得满足设计目标的尺寸参数。

(2)根据实际设计过程总结提出了MR减振器设计方案，参考捷达轿车后减振器要求，利用该方法设计并制造了一款单缸充气式MR减振器，通过示功试验对其在不同激振频率和电流下的性能进行了研究，结果证明试验曲线与理论设计曲线可以较好地吻合，说明该设计方法是正确有效的。

第二篇：小学语文教学论文 返朴归简-也议小学语文阅读教学

返朴归简-也议小学语文阅读教学

摘要：新课程实践中出现的“弯曲”，把语文味丢了。语文课应以简为美，以学生为本位，多听听学生在课上说了些什么；注重语文的本体，强调文本本身，挖掘文本资源；以读为本，以读攻读，适时进行语文实践，让课堂散发浓浓的语文味。关键词：删繁就简 固本 本色

说到简，许多人都会联想到简单，简朴、简约、简明等等这样的词汇，这类词语在现今时尚服饰的亮点、家居装饰的风格、汽车品牌的卖点更是频频出现„„似乎越来越炙手可热。如今，这类词语也当仁不让地进入了我们小学语文课堂。

崔峦老师在全国第五次阅读教学研讨会上说：“要简简单单教语文，完完全全教学生，扎扎实实求发展。简单就是以简驭繁，返朴归真，追求的是一种真、纯、实、活的教学境界，凭借简明的教学目标，简约的教学内容，简化的教学环节，简便的教学方法，实现省时高效的教学理想。”崔老师的话语可谓意味深长，用一句时髦的广告语来说是“简约而不简单”，道出了他对高质量的语文教学追求。

笔者从中体会到崔老师提到的这个“简”是相对“复杂”而言的，复杂化是目前很多教师在教学过程中存在的一个问题。有的教师盲目追求课文教学的“厚重”，一篇简单的文章硬是要从所谓的多方面来剖析，不考虑学生的思维和接受能力，面面俱到；用一个个精彩的课件来美化课堂，不考虑学生对语言文字的感悟，致使课堂 “丰富”了，而学生脑中却模模糊糊、不知所云。当然，“简”也并不是单纯的简单，因为过于简单的课堂教学，目标设置肤浅，课堂容量小，缺乏思维的火花。这里的“简”说到底就是在教学中花大力气去提炼教学主线，删繁就简、以约驭博，深入浅出、以少胜多。

一、提炼主线----教学内容简约

在阅读教学设计中，清晰简捷的教学主线能贯通教学流程，缩短认识路径，其重要性自不言而喻。但，往往在上一堂课之前，许多教师想到的是这篇课文我哪里可以合作，哪里可以做个精美的课件，哪里可以演一演，寻找出彩的地方。这样致使整堂课像是切块的蛋糕组成的，单块品尝还有几份味道，组合起来发觉这位老师什么都想要，致使整堂课教学目标泛化。每篇课文都是优秀的文学作品，每个作品里往往有一条贯穿始终的红线，所以我想成功的课堂教学应有一条清晰明朗的主线。教学主线是教者在反复钻研教材的基础上形成的比较成熟的教学思路。

优秀教师黄老师在设计《五月端阳》预案时，就安排了这样一条主线：走进“悲情五月”，感受人们心中那道永恒的凄美风景；走进“欢乐五月”，感受场景的热闹、人群的欢腾；走进“赛龙舟”的丰富内涵，回归文化的沃野。这条以“怀念一个人，传承中华魂”串起的主线，构成了文章的有机整体，创设了一种较为浓郁的文化磁场，为实现一种充满活力和灵性的语文课堂教学提供了坚实的基础。

二、框架结构的教学流程---教学环节简化

有了一条清晰的教学主线，接下来就是设计教学流程。以往，我们在设计教学流程时喜欢环环相扣，因而大多数呈现出线型设计。教师只要按着设计流程一步步地往下走，到时候该怎么问，学生如何答；怎样总结，如何过渡；学生谈到哪里出示图片、播放课件等等。这样一节课老师要记的东西很多，对于学生而言，每一个活动得以开展的时间就相对大大减少。一节课仅四十分钟，如果思路不清晰，束缚太多，效率肯定不会高。要想提高效率，语文课堂必须以学生为中心，教学过程力求简洁。所以我们不妨把教案设计 “简单”一些，“删繁就简”，为学生创设一种“海阔凭鱼跃，天高任鸟飞”的广阔发展时空。框架结构的教学流程相似与框架结构的房子，可以让房子主人任意分隔房间和进行个性布局。在语文课上，框架结构的教学设计是教师利用几个主要问题来贯穿课堂，腾出时间听听学生是怎么说的，实施点拨，驾驭课堂。一位教师在教学《小白兔和小灰兔》一课时，在充分考虑了学生现实状态的基础上，为促进他们的有效学习提出“你想和哪只兔子交朋友”这一教学假设，并据此拟定实际操作中可以随时调整的大致框架和可选择的路径，形成“框架设计”。由“框架设计”所带来的学习过程是动态生成的。因为学生对课文的鉴赏和感悟，情感、态度、价值认识和认知中的问题流向不尽相同，具有很强的个性化特点。因此，在课堂中常常会出现教师预先难以预料的阅读情景和偶发事件，需要随时“节外生枝”和“现场处理”。在教学《小白兔和小灰兔》一课，尽管多数小朋友说小白兔好，他向老山羊要种子，自己种白菜，爱劳动等等，但也有一些小朋友说喜欢小灰兔：“小灰免也是爱劳动的，老山羊来送白菜，小灰兔就去帮”；“小灰兔有礼貌，老山羊送给他白菜，他说‘谢谢你’”；“小灰兔不向老山羊要菜子，可能是他不知道用菜子是可以自己种白菜的。如果他知道，也一定会要菜子的”„„这种对课文鉴赏的多元性，并没有大错，教师尊重孩子的这种善良、宽容、富有同情心的美好感情。也只有在这种课堂中，教学环节简化，有更多的时间让孩子发表自己的见解，才能感受到学生 “超文本”阅读的现象。

三、读中感悟---教学方法简便

“删繁就简”，要做到这一点，语文课就必须尽可能的把不是语文或不具有“语文味”甚至是语文但不是重点的东西清除出语文课堂。而对于语文学习而言，最重要的方法就是读。“书读百遍，其义自见”，多读，这是古人从实践中早已总结出来的学习方法。从教这个角度来说，就是要着重抓好读的指导和引导。所谓指导，就是以课文为例子，指导学生如何通过“读”，把课文语言内化为自己的语言，并在读中理解语言，积累语言，学会运用语言。所谓引导，就是要将学生对语文的读由课内延伸到课外，大量阅读课外书。书读得多了，作文也就写好了。正所谓“读书破万卷，下笔如有神”。当语文教学以读为“宗”，一切围绕“读”来进行的时候，语文教学就不会如有些人所感慨的“难于上青天”了。

当然，读也是有许多策略的，在语文教学中，我们除了让学生直面语言文字，读响语言文字外，还要“带问而读”“自主选读”“潜心默读”“层层深入地读”等多种读书方式赋予学生反复读的时间和空间，在形式各异的读中会文义、品情感，体现出了浓浓的语文味。汪潮教授就曾经指出：“朗读教学应体现层次性”。因此，笔者在进行《富饶的西沙群岛》第四自然段的教学时，设计了“初次朗读，感受鱼的数量、品种之多——欣赏各种鱼的图片，有感情朗读，感悟鱼的数不胜数——配乐朗读，感悟西沙群岛海底的美丽与神奇”这三个层次来进行朗读体验，进而让学生领略西沙群岛海底的美丽与富饶。

四、有效拓展-----固本⑴

固本，指固语文之本，即锁定语文特定的目标和任务，建立语文独特的地位和个性。有效拓展成了学习语文的固本之法，在拓展中把课文作为范文，进行读、写的练习；在教材难点处作适度拓展，帮助学生更深刻地理解、感悟教材；在文本的空白处或作者表达的简约处作适度拓展，既开拓视野，引导学生更深刻地感悟文本，也有助于感情的升华，情感的迭起，从而提高了学生的语文素养。

笔者在教学小学语文第二册《春雨的色彩》一课时，课文中描写春雨淋到、洒到、滴到等几个动词都表达雨水落到植物上的，但细细琢磨这些动词之间又有差异，但对一年级孩子又不能做词语辨析。于是设计了这样一个拓展练习，把课文的3—5自然段编成诗歌的形式，让学生在诗歌中填一填动词，再有感情地朗读，背诵这个诗歌。在这个过程中，不仅使学生巩固了所学的生字，复述了课文的内容，而且还让学生感受到了语言文字的奇妙性和丰富性。然后，以此为基础，让学生说一说春雨淋到其他事物上时，还会发生什么变化？ 生：蜻蜓说：“不对,不对,春雨是蓝色的。你们瞧，春雨落下来，天空变蓝了。春雨洒在大海上，大海更蓝了。”

生：蝴蝶说：“不对,不对,春雨是白色的。你们瞧，春雨淋在梨花上，梨花变白了。春雨洒在罗汉豆花上，罗汉豆花也变白了。”这样一个课堂拓展，使学生依托文本轻松仿说，得到语文实践的机会，在语文实践中逐步掌握运用语文的规律。

这样的一个以简为本的语文教学，看似简单，做起来却艰难。它更要求教师不断提升和锻造自己，使自己具备深厚的文化底蕴、开阔的文化视野。只有教师对文本把握的准了，驾驭课堂的水平高了，才能让学生获得最大收益。

第三篇：高中数学 教学论文——优化课堂教学设计,提高课堂教学...

【中学数学教案】

用心

爱心 专心-12345678

你知道小高斯是如何求1+2+„+100的吗？

这一方法的思想实质是什么（为什么要“首尾相加”）？

类似的，你能求1+2+„+n吗？

对于公差为d的等差数列{an}，如何利用上述思想方法求Sn=a1+a2+„+an？

还有其他方法吗？

一个核心：概括——引导学生自己概括出典型实例的共同本质特征

强调学生实质的、高水平的思维参与度，使学生在教学过程中保持高水平的数学思维活动

在教学方式的改进中，最重要的是要让学生有自己积极地、独立地进行数学思考的空间。不管是传授式还是活动式（相应的，学生学习方式是接受式或发现式），只要学生有思维的自主，就是学生的自主地位得到体现。

根据数学知识的认知需要，为学生设置恰当的教学情景，通过恰时恰点的问题引导学生的学习活动，充分使用“先行组织者”，在思想方法上多做引导，在具体细节上让学生自己多动手做、多阅读、多思考、多交流，让学生多发表意见，教师自己参与到学生的活动中去，多听少讲，在关键点上让学生有机会提出自己的见解。

课堂教学的“六字经”： 问题引导学习教学重心前移 典型丰富例证 提供概括时机 保证思考力度 加强思想联系 使用变式训练 强调反思迁移

用心

爱心

专心

第四篇：高中化学教学论文：优化教学设计提高教学质量

高中化学教学论文：学者型化学老师的素养

高中化学教学论文：学者型化学老师的素养

新一轮义务教育课程改革理念下的新教材秋季在全国30多个实验区开始试点使用，人民教育出版社主编的高中新教材试点也由2000年的十省市扩大到2001年的20多个省市。素质教育下的全面发展教育、创新教育、研究性学习、终身学习等现代教育观念逐渐变为我们的教育实践。计算机、多媒体辅助教学的手段升级换代明显加快，高考中的理科综合试题出现了研究性实验。所有这些变化，正在动摇着传统教育的根基，它传达给我们的信息就是教师应该怎样应对这种变化，即中学教师不仅要教书育人，还要做研究。本文主要对学者型化学教师的素养加以探讨。

一、学者型教师的特征

现代教育理论认为，学者型教师即专家型教师、科研型教师。学者型教师除了有扎实的知识结构和过硬的专业技能外，观念新是学者型教师素养的核心。当今社会发展和我国目前教育现状，要求教育者要具备现代教学观，实现由应试教育向素质教育转化。同时，学者型教师要能用先进的教育理论来指导自己的教学实践，并加以研究、推广，实现由“教书匠”向“学者型”的转化。因此，我们把知识结构合理、专业技能过硬、有现代教育观念、会科研的教师称为学者型教师。

第五篇：减速器设计方法优化策略论文解读

减速器设计方法优化策略论文

摘要：减速器是各类机械设备中广泛应用的传动装置。减速器设计的优劣直接影响机械设备的传动性能。本文通过对两种减速器主要优化设计方法的分析，提出了减速器设计中应考虑的约束条件、目标函数和变量等。关键词：减速器优化设计

传统的减速器设计一般通过反复的试凑、校核确定设计方案，虽然也能获得满足给定条件的设计效果，但一般不是最佳的。为了使减速器发挥最佳性能，必须对减速器进行优化设计，减速器的优化设计可以在不同的优化目标下进行。除了一些极为特殊的场合外，通常可以分为从结构形式上追求最小的体积(重量)、从使用性能方面追求最大的承载能力、从经济效益角度考虑追求最低费用等三大类目标。第一类目标与第二类目标体现着减速器设计中的一对矛盾，即体积(重量)与承载能力的矛盾。在一定体积下，减速器的承载能力是有限的；在承载能力一定时，减速器体积(重量)的减小是有限的。由此看来，这两类目标所体现的本质是一样的。只是前一类把一定的承载能力作为设计条件，把体积(重量)作为优化目标；后一类反之，把一定的体积(重量)作为设计条件，把承载能力作为优化目标。第三类目标的实现，将涉及相当多的因素，除减速器设计方案的合理性外，还取决于企业的劳动组织、管理水平、设备构成、人员素质和材料价格等因素。但对于设计人员而言，该目标最终还是归结为第一类或第二类目标，即减小减速器的体积或增大其承载能力。

一、单级圆柱齿轮减速器的优化设计

单级主减速器可由一对圆锥齿轮、一对圆柱齿轮或由蜗轮蜗杆组成，具有结构简单、质量小、成本低、使用简单等优点。但是其主传动比i0不能太大，一般i0≤7，进一步提高i0将增大从动齿轮直径，从而减小离地间隙，且使从动齿轮热处理困难。单级主减速器广泛应用于轿车和轻、中型货车的驱动桥中。单级圆柱齿轮减速器以体积最小为优化目标的优化设计问题，是一个具有16个不等式约束的6维优化问题，其数学模型可简记为： minf(x)x=[x1x2xj(x)≤0(j=1，2，3∧，16)

3x

4x

5x

6]T∈R6S.t.g采用优化设计方法后，在满足强度要求的前提下，减速器的尺寸大大地降低，减少了用材及成本，提高了设计效率和质量。优化设计法与传统设计密切相关，优化设计是以传统设计为基础，沿用了传统设计中积累的大量资料，同时考虑了传统设计所涉及的有关因素。优化设计虽然弥补了传统设计的某些不足，但该设计法仍有其局限性，因此可在优化设计中引入可靠性技术、模糊技术，形成可靠性优化设计或模糊可靠性优化设计等现代设计法，使工程设计技术由“硬”向“软”发展。

二、混凝土搅拌运输车减速器的优化设计 1.主要参数

混凝土搅拌运输车搅拌筒(罐)的设计容积为8～10m3，最大安装角度12°，工作转速2～4r/min和10～12r/min(卸料时的反向转速)；减速器设计传动比131∶1，最大输出转矩60kN·m，要求传动效率高、密封性好、噪声低、互换性强。2.2结构设计主要包括前盖组件、被动轮组件、第一级行星轮总成、第二级行星轮总成、机体中部组件和法兰盘组件6大部分。机体间采用螺栓和销钉连接与定位，机体与内齿圈之间采用弹性套销的均载机构。为便于用户在使用时装配与拆卸，减速器主轴线与安装面设计有15°的倾角，法兰盘轴线可以向X、Y和Z方向摆动±6°，并选用专用球面轴承作为支承。轴承装入行星轮中，弹簧挡圈装在轴承外侧且轴向间隙≤0.2mm，减速器最大外形尺寸467mm×460mm×530mm，总质量(不含油)为290kg。2.传动系统设计

该减速器采用3级减速方案：第一级为高速圆柱齿轮传动，其余两级为NGW型行星齿轮传动。其中，第二、三级分别有3个和4个中空式行星轮，行星轮安装在单臂式行星架上，行星架浮动且采用滚动轴承作为支承；第二级行星架与法兰盘之间采用鼓形齿双联齿轮联轴器连接，混凝土搅拌运输车减速器对齿面接触疲劳强度、齿根弯曲疲劳强度和齿面磨损等要求十分苛刻，因此合理地选择变位系数和进行修形计算十分重要。

三、减速器优化设计的数学模型 1.目标函数

对于C型问题，目标函数是A=min{f(x)}=min{f(x1，x2，…，xn)}式中：A——减速器总中心距，即各级中心距之和；x——各设计变量(包括各级中心距、模数、螺旋角、齿数、齿宽和变位系数等)；n——设计变量的个数。对于P型问题，目标函数是P=max{f(x)}=max{f(x1，x2，…，xn)}。式中：P——减速器的许可承载功率；x——同C型；n——同C型。2.约束条件

约束条件是判断目标函数中设计变量的取值是否可行的一些规定，因此减速器优化设计过程中提出的每一个供选择的设计方案；都应当由满足全部约束条件的优化变量所构成。对于减速器来说，在列出优化设计的约束条件时，应当从各个方面细致周全的予以考虑。例如，设计变量本身的取值规则，齿轮与其它零件之间应有的关系等等。减速器优化设计应考虑以下约束条件：（1）设计变量取值的离散性约束 齿数：每个齿轮的齿数应当是整数；模数：齿轮模数应符合标准模数系列(GB1357-78)；中心距：为避免制造和维护中的各种麻烦，中心距以10mm为单位步长。

（2）设计变量取值的上下界约束

螺旋角：对直齿轮为零，斜齿轮按工程上的使用范围取8°~15°；总变位系数：由于总变位系数将影响齿轮的承载能力，常取为0~0.8。（3）齿轮的强度约束

齿轮强度约束是指齿轮的齿面接触疲劳强度与轮齿的弯曲疲劳强度，这两项计算根据国家标准GB3480-83中的方法进行。强度是否够，根据实际安全系数是否达到或超出预定的安全系数进行检验。（4）齿轮的根切约束

为避免发生根切，规定最小齿数，直齿轮为17，斜齿轮为14~16。（5）零件的干涉约束

要求中心距、齿顶圆和轴径这三者之间满足无干涉的几何关系。对于三级传动的减速器(如图1)，干涉约束相当于两个约束：第二级中心距应大于第一级大齿轮齿顶圆半径与第三级小齿轮顶圆半径之和；第三级中心距应大于第二级大齿轮顶圆半径与第4轴半径之和。而二级齿轮传动类推。

四、结语

机械优化设计是在常规机械设计的基础上发展和延伸的新设计方法，而减速器的优化就是其中之一，是以传统设计为基础、沿用了传统设计中积累的大量资料，同时考虑了传统设计所涉及的有关因素。在实际应用中已产生了较好的技术经济效果，减少了用材及成本，提高了设计效率和质量，使减速器发挥了最佳性能。参考文献：

[1]孙元骁等著.圆柱齿轮减速器优化设计.机械工业出版社，1988.[2]胡新华.单级圆柱齿轮减速器的优化设计[J].组合机床与自动化加工技术，2006.[3]陈立平，张云清，任卫群等.机械系统动力学分析及ADAMS应用教程.清华大学出版社，2005.[4]梁晓光.优化设计方法在齿轮减速器设计中的应用[J].山西机械，2003.[5]范顺成，马治平，马洛刚.机械设计基础.机械工业出版社，2002.[6]马晓芸.混凝土搅拌车减速器制造专家[J].商用汽车杂志(CommercialVehicleMagazine)，2007，(8)：84-85