圆柱齿轮多齿啮合齿轮参数优化是多工位传动链设计的关键。通过对齿轮啮合区域瞬时重合度分析,推导出主动轮旋转一个周期瞬时重合度的变化频率与主动轮齿数和重合度之间的数学关系;得出满足1个主动轮圆周均布n个相同均载从动轮啮合力相等的基本条件。以高重度和等弯曲强度作为目标函数,接触强度、胶合强度、弯曲强度等作为约束条件,理想点法作为高重合深度优化理论,通过MATLAB遗传算法直接搜索得出多目标函数最优解,确定齿轮基本参数;通过Adams仿真验证确定优化后的齿轮在相同边界条件下,啮合力幅值更小,啮合力变化更平稳。

为实现平衡车架的优化目标,减轻平衡车轮架的质量,采用solidworks软件对平衡车轮架进行了三维建模和有限元分析。以强度为约束条件,分别以壁厚、加强筋宽度和连接孔外径为设计变量,对其进行结构优化,结果表明,在满足刚度、强度和安全性的前提下,优化后的平衡车轮架质量与没有优化前相比减轻了10.3%,实现优化目标,对平衡车轮架的结构优化和改进具有一定的借鉴意义。

行星轮式越障行走机构可应用于矿产开采运输。针对具有4组行星轮系组成的越障机构，机构轮系可根据不同地形状况在定轴和行星轮系之间转换。基于机构的行驶可靠性，采用模糊优化相关理论对行星轮系进行优化，确定机构的最优结构尺寸；建立机构在工作过程中的力学模型和稳定性力学模型。基于ADMAS建立了行星轮式越障机构虚拟样机和典型的地面谱（单边越0．45m障碍、0．45m壕沟、横坡道转向），对优化后不同工况下机构的稳定性进行分析。结果可知：行星轮式越障机构通过驱动轮系在定轴轮系和行星轮系间的转换，实现其越障、跨沟、爬坡等不同工况运行；不同运行工况下，机构的稳定性良好；分析结果为此类结构参数及控制参数确定提供理论基础。