【技术实现步骤摘要】
一种滚子推杆盘形凸轮机构多目标优化设计方法
[0001]本专利技术属于机械设计制造及其自动化领域，特别是涉及滚子推杆盘形凸轮机构多目标优化设计方法。
技术介绍
[0002]滚子推杆盘形凸轮机构作为机器中一类重要的传动机构，其体积大小将影响机器其他部分结构的优化布置和机器整体重量，对于制造绿色环保型机器和实现“节能减排”有着重要意义。滚子推杆盘形凸轮机构在运行时主动件须提供足够的转矩令推杆能够克服自重、弹簧力和摩擦力等阻力实现推程运动。当凸轮运行周期内存在加速度时，滚子与凸轮接触点长期承受交变载荷作用易导致疲劳失效，因此须减小滚子与凸轮间的接触应力提升凸轮的服役寿命。目前的优化设计方法仅通过加权方式将三方面的多目标优化简化为单目标问题求解，权重系数由人为根据试错方法或者经验决定，难以给出全面提升凸轮服役性能的合理设计参考。因此，为提升滚子推杆盘形凸轮机构服役性能，对其进行多目标优化设计需求尤为迫切。
[0003]群智能优化算法是受自然界群体智能感知与决策的启发，是通过随机搜索与趋势引导求解优化问题的有效方法。确定滚子推...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种滚子推杆盘形凸轮机构多目标优化设计方法，其特征在于：利用该方法可获得最小化凸轮节圆半径、输入转矩和凸轮与滚子间最大接触应力的主要结构设计参数组合，减轻凸轮机构重量并提升其使用性能，该方法包括以下步骤：步骤1：以提升滚子推杆盘形凸轮机构使用性能，建立最小化凸轮节圆半径R
p
、输入转矩T
i
和凸轮与滚子间最大接触应力σ
max_c
的约束多目标参数优化数学模型，三个角度构建优化设计目标：max{R
p
,T
i
,σ
max_c
}；步骤2：依据滚子推杆盘形凸轮机构的使用要求，确定凸轮基圆直径R
b
、滚子半径R
g
、从动件偏距e、凸轮厚度t、凸轮中心和从动件轴承距离q和从动件轴承长度b的结构参数，构造各结构设计参数需满足的几何、运动和受力约束条件；步骤3：利用多策略改进的约束多目标海洋捕食者算法在给定凸轮机构基本材料参数和力学属性的条件下，在解空间内步骤2中的各参数进行优化，获得最优结构设计参数组合；获得最优结构设计参数组合分为以下几步：步骤(1)：参数初始化，假设种群规模为P，种群中任意个体由D维分量构成，种群最大进化代数为G，第t代时个体i可表示为：其中i∈{1,2,
…
,P}，j∈{1,2,
…
,D}；首先在解空间内通过Tent混沌映射以初始化种群：其中Tent(1,D)为D维Tent混沌映射序列，UB、LB分别为解空间上下限向量，确定算法中最大种群进化代数T；步骤(2)：将全部个体每一维对应的参数(R
b
,R
g
,e,t,q,b)代入适应度函数R
p
、T
i
和σ
max_c
中，得到相应个体的适应度值和约束违反情况，根据种群适应度值和约束违反情况进行约束非支配排序，获得与第一帕累托最优前沿相应的解gpop1；步骤(3)：依据初始化种群通过更新机制获得规模相同的新种群newpop，新种群第i个体的更新方式为：a)当进化代数t≤G/3时，个体i的第j维更新方式为：b)当进化代数G/3≤t≤2
·
G/3时，种群序号(i≤P/2)前一半个体的第j维更新方式为：c)当进化代数G/3≤t≤2
·
G/3时，种群序号(P/2<i≤P后一半个体的第j维更新方式为：d)当进化代数2
·
G/3≤t≤G时，个体i的第j维更新方式为：
其中，t∈{1，2，
…
，G}为新种群当前进化代数；k为gpop1中的随机个体；r1为服从均匀分布U(0，1)的随机数；r2为服从标准正态分布N(0，1)的随机数；r3为服从Levy分布Levy(0，1.5)的随机数；判断个体每一维是否存在超出上下限的情况，若否，则转到步骤(5)；若是，则对个体i的第j(j＝1，2，
…
，D)维参数进行边镜像处理：步骤(4)：将newpop的前1/3个体替换pop的后1/3个体；步骤(5)：判断是否达到最大进化代数，若否，则转到步骤(3)；若是，则输出最优参数组合及对应的最小化凸轮节圆半径R
p
、输入转矩T
i
和凸轮与滚子间最大接触应力σ
max_c
。2.根据权利要求1所述的一种滚子推杆盘形凸轮机构多目标优化设计方法，其特征在于：步骤1中获得凸轮节圆半径R
p
、输入转矩T
i
和凸轮与滚子间最大接触应力σ
max_c
的方式如下：1)凸轮节圆半径R
p
由以下关系获得：R
p
＝R
b
+R
g
其中，R
...
【专利技术属性】
技术研发人员：李冀，李怡庆，贺红林，冯占荣，彭翼杰，张瀚海，
申请(专利权)人：南昌航空大学，
类型：发明
国别省市：
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