DESIGN OF BEVEL GEARBOX WITH GENETIC ALGORITHMS
Abstract
Gears are machine elements used in all branches of the industry to transmit power and movement. In this study, the minimum material volumes (MMV) of two different bevel gearboxes were determined based on the objective function by applying Genetic Algorithms (GA). Module, number of gear teeth and face with were determined as the variables in minimum material objective function and coded as chromosomes in the GA. Bending, wear and face with strengths were taken into account in design as constraint functions. The algorithm was checked with the determined various genetic operator values. For minimum material volume condition, the GA performance curves were constructed. The optimum solutions were found for minimum material volume of bevel gearboxes. These results were compared to those of analytical solutions and 17–18% reduction in material volume was achieved. In addition, the results showed that the GA can be used effectively in non-linear variables based problems.
Keywords
KONİK DİŞLİ HIZ KUTUSUNUN GENETİK ALGORİTMA İLE TASARIMI
Öz
Dişli çarklar endüstrinin her alanında güç ve hareket iletiminde kullanılan makine elemanlarıdır. Bu çalışmada Genetik Algoritma (GA) kullanılarak, iki farklı tip konik dişli çark mekanizmalı hız kutusunun minimum malzeme hacmi (MMH) amaç fonksiyonu şartı için tasarım gerçekleştirilmiştir. Bu amaç fonksiyonunda kullanılan değişkenler; modül, diş sayısı, diş genişliği, olarak belirlenmiş ve GA da kromozomlar olarak kodlanmıştır. Sınırlama fonksiyonları olarak eğilme, aşınma ve burulma mukavemetleri dikkate alınmıştır. Belirlenen farklı genetik operatör değerleri ile algoritma denenmiştir. Minimum malzeme hacmi koşuluna göre GA performans eğrileri oluşturulmuştur. Konik dişli çark hız kutularının MMH için en uygun çözümleri bulunmuştur. Bu sonuçlar analitik yaklaşımlı çözümler ile karşılaştırılmış ve GA ile %17,05 ve %18,35 daha düşük malzeme hacminde tasarım elde edildiği görülmüştür. Ayrıca sonuçlar GA'nın, doğrusal olmayan değişkenlere bağlı mekanik problemlerin çözümünde etkili bir şekilde kullanılabileceğini göstermiştir.
Anahtar Kelimeler
