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高速球轴承结构设...
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"主题词=多目标粒子群-遗传混合算法"
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的高速球轴承优化设计方法
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机电工程
2025年 第2期42卷 226-236页
作者:
杨文
叶帅
姚齐水
余江鸿
胡美娟
湖南铁道职业技术学院智能制造学院
湖南株洲412001
高性能滚动轴承技术湖南省高校重点实验室
湖南株洲412007
湖南工业大学机械工程学院
湖南株洲412007
株洲联诚集团控股股份有限公司
湖南株洲412001
目前以新能源汽车电驱系统等为代表的超高转速运行场景越来越多,对轴承类关键零部件的性能要求也不断提高,对轴承的承载性能和温升控制也提出了更高的要求。为了优化轴承的结构,提升其服役性能,以新能源汽车电驱系统6206轴承为例,提出...
详细信息
目前以新能源汽车电驱系统等为代表的超高转速运行场景越来越多,对轴承类关键零部件的性能要求也不断提高,对轴承的承载性能和温升控制也提出了更高的要求。为了优化轴承的结构,提升其服役性能,以新能源汽车电驱系统6206轴承为例,提出了一种基于
多目标粒子群-遗传混合算法
的球轴承结构优化设计方法。首先,建立了以轴承最大额定动载荷、最大额定静载荷和最小摩擦生热率为
目标
函数的优化数学模型;然后,利用
多目标
粒子群
算法
(MOPSO)的全局搜索能力和改进非支配排序
遗传
算法
(NSGA-II)的进化操作,引入
粒子
寻优速度控制策略、交叉变异策略和罚函数机制,解决了带约束优化问题求解和局部最优问题,增强了
算法
的收敛速度和解集探索能力;最后,在特定工况下对轴承结构进行了优化,采用层次分析法,从Pareto前沿中优选了内外圈沟曲率半径系数、滚动体数量、滚动体直径和节圆直径的最优值。研究结果表明:在16 kN径向载荷、15 000 r/min的高转速工况下,以新能源汽车电驱系统6206型深沟球轴承为例进行了分析,结果显示,优化后的轴承接触应力下降了21.2%,应变下降了25.6%,摩擦生热下降了16.7%,体现了该方法在收敛性能、寻优速度等方面的优势。该优化设计方法可为球轴承的工程应用提供有价值的参考。
关键词:
高速球轴承结构设计
多目标粒子群-遗传混合算法
改进非支配排序
遗传
算法
优化设计
目标
函数
层次分析法
6206型深沟球轴承
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