基于MATLAB的平衡式复合齿轮泵的多目标优化.pdf

２０１５年４月 机床与液压 Ａｐｒ．２０１５ 第４３卷 第８期 ＭＡＣＨＩＮＥ ＴＯＯＬ ＆ ＨＹＤＲＡＵＬＩＣＳ Ｖｏｌ．４３ Ｎｏ．８ － ＤＯＩ：１０．３９６９／ ｊ．ｉｓｓｎ．１００１ ３８８１．２０１５．０８．００２ 基于 ＭＡＴＬＡＢ的平衡式复合齿轮泵的多目标优化 朱立博， 栾振辉， 杨雪婷 （安徽理工大学机械工程学院， 安徽淮南２３２００１） 摘要： 以平衡式复合齿轮泵体积最小、 流量脉动最小为目标函数， 建立数学模型。 运用ＭＡＴＬＡＢ优化工具箱对相关参 数进行多目标优化。 采用优化工具箱中的ｆｇｏａｌａｔｔａｉｎ 函数编写程序， 并进行计算机求解， 使其在满足约束条件下复合齿轮 泵的体积和流量脉动最小。 关键词： 平衡式复合齿轮泵； 多目标优化 － － － 中图分类号： ＴＨ３２５　 　 文献标志码： Ａ　 　 文章编号： １００１ ３８８１ （２０１５） ８ ００５ ３ Ｍｕｌｔｉ⁃ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ Ｂａｌａｎｃｅｄ Ｃｏｍｐｏｕｎｄ Ｇｅａｒ Ｐｕｍｐ Ｂａｓｅｄ ｏｎ ＭＡＴＬＡＢ ＺＨＵ Ｌｉｂｏ，ＬＵＡＮ Ｚｈｅｎｈｕｉ， ＹＡＮＧ Ｘｕｅｔｉｎｇ （Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ａｎｈｕｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， Ｈｕａｉｎａｎ Ａｎｈｕｉ ２３２００１， Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｔｈｅ ｍａｔｈｅｍａｔｉｃ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ｔｈｅ ｂａｌａｎｃｅｄ ｃｏｍｐｏｕｎｄ ｇｅａｒ ｐｕｍｐ ｗａｓ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ ａｔ ｔｈｅ ｔａｒｇｅｔ ｏｆ ｍｉｎｉｍｕｍ ｓｉｚｅ ａｎｄ ｍｉｎｉ⁃ ｍｕｍｆｌｏｗ ｐｕｌｓａｔｉｏｎ． ＭＡＴＬＡＢ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｔｏｏｌｂｏｘ ｗａｓ ｕｓｅｄ ｆｏｒ ｍｕｌｔｉ⁃ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ， ｆｇｏａｌａｔｔａｉｎ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｗａｓ ａｐ⁃ ｐｌｉｅｄ，ｐｒｏｃｅｄｕｒｅｗａｓｗｒｉｔｔｅｎ ａｎｄｔｈｅｏｐｔｉｍａｌ ｓｏｌｕｔｉｏｎｗａｓｏｂｔａｉｎｅｄｗｉｔｈｔｈｅ ｃｏｍｐｕｔｅｒ． Ｓｏｔｈｅ ｓｉｚｅ ａｎｄｆｌｏｗ ｐｕｌｓａｔｉｏｎ ａｒｅｍｉｎｉｍｉｚｅｄｏｎ ｔｈｅ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ｏｆ ｓａｔｉｓｆｙｉｎｇ ｃｏｎｓｔｒａｉｎｔｓ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ： Ｂａｌａｎｃｅｄ ｃｏｍｐｏｕｎｄ ｇｅａｒ ｐｕｍｐ；Ｍｕｌｔｉ⁃ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ 　 　 平衡式复合齿轮泵在保留原有外啮合齿轮泵优点 衡式复合齿轮泵体积与流量脉动的参数有很多， 考虑 的同时， 还具有径向压力平衡、 排量大等优点， 广泛 到齿轮材料、 精度等级、 载荷条件等对目标函数影响 应用在液压传动系统中。 如图 １所示， 它由中心轮 较小， 故将其取为不变量。 以主要影响参数模数ｍ、 ａ、 惰轮ｂ、 内齿轮 ｃ、 密封块 ｄ 以及前后泵盖等组 中心轮齿数ｚ 、 惰轮齿数ｚ 、 齿轮宽度 ｂ 为设计变１ ２ ＝ ＋ 成。 平衡式复合齿轮泵是一种行星传动与外、 内啮合 量。 由同心条件知内齿轮齿数ｚ ｚ ２ｚ ， 所以设计３ １ ２ ［１］