双列圆锥滚子轴承优化设计方法研究

周彦沛，毛范海，邱 俊

（大连理工大学机械工程学院，辽宁 大连 116024）

1 引言

早在1985年，文献[1]就对当时已存在的几类轴承优化方法进行了整理。文献[2]以轴承的额定动负荷与额定静负荷为优化目标，建立了圆锥滚子轴承的多目标优化方法。随后，文献[3]提供了双列圆锥滚子轴承结构尺寸的详细计算方法，并以轴承额定动载荷为目标优化得到了双列圆锥滚子轴承的主参数。随着最优化理论的发展，随机算法快速地应用于轴承优化设计中。文献[4]使用遗传算法对滚动轴承进行优化设计，减少了轴承优化问题陷入局部最优的概率。文献[5]采用了多目标遗传算法建立了交叉滚子轴承的优化设计模型，通过优化显著提高了轴承的额定动载荷。文献[6]通过对种群适应度集中程度进行研究，得到了改进的自适应交叉率和变异率，并将其用于轴承的优化设计中。文献[7]利用遗传算法对双列圆锥滚子轴承进行优化设计，并用蒙特卡罗模拟将各个设计参数对轴承的寿命影响进行了灵敏度分析。文献[8]采用多岛遗传算法求解了双列圆锥滚子轴承优化模型，并通过IN⁃SIGHT优化软件分析得到了各个优化变量对轴承寿命的影响。

综上，现有的轴承优化设计方法多以轴承的基本额定动载荷或寿命为优化目标，这类优化方法可以在确定的轴承外形尺寸下获得承载能力更大的轴承。然而，其也存在两处弊端。一方面，该方法设计流程繁琐、设计周期长，由于在轴承优化设计时没有考虑载荷对轴承设计的影响，因此采用这类方法设计完成轴承后，需要再次对轴承各项性能进行校核，若轴承性能不满足设计要求则需要调整参数对轴承重新设计。……