基于MATLAB算法的深沟球轴承的优化设计

载荷Fr=2500N。应用MATLAB优化工具箱函数fmincon来求解最优解。3.1编写MATLAB优化设计程序3.1.1主程序x0=[132204043];%设计变量的初使值;lb=[640530];%设计变量的下限值;ub=[14.525020060];%设计变量的上限值;[x,fval]=fmincon(@xiul8_4,x0,[],[],[],[],lb,ub,@fcon).%求解程序?3.1.2目标函数子程序functionf=xiul8_4(x)f=0.04*((1.5*1000+1.5*2500*tan(pi/180*x(4)))/x(3)/sin(pi/180*x(4)))*x(1)/x(2);3.2优化结果x(1)=12.9697;%滚珠直径%?x(2)=250.0000;%滚珠所在圆的直径%x(3)=45.8762;%滚珠数量%?x(4)=35.3921;%滚道位置角%?f=0.3252;%摩擦力矩% d(m)D(m)Zα(°)M(N·m)优化前1322040430.4330优化后12.9725045.8835.390.3252      3.3优化结果分析由表1可以看出,优化结果是令人满意的,与优化前相比,滚珠所在圆直径增大了12%,滚珠数量增加了6个,滚道位置角减小了17.7%,摩擦力矩减小了25%。通过优化,使摩擦力矩明显减小,有效地降低了轴承磨损和发热量,从而说明MATLAB对深沟球轴承进行优化是可行的。4结语MATLAB软件具有优越的计算功能和优化功能,应用MATLAB的优化工具箱功能解决生产实际中的单目标多约束非线性规划或者多目标多约束非线性规划问题,可以大幅度提高设计和计算的速度和效率,是解决和处理设计问题的有效工具。将这种方法应用于轴承的设计和制造中,可以有效延长轴承的寿命,减小轴承的损坏机率,对于机械整体质量的改善可以起到重要的作用。