• 한국정밀공학회지
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• 제17권10호
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• pp.192-199
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• 2000

The design of multi-stage gear drives is a time-consuming process because it includes more complicated problems, which are not considered in the design of single-stage gear drives. The designer has no determine the number of reduction stages and the gear ratios of each reduction stage. In addition, the design problems include not only dimensional design but also configuration design of gear drive elements. There is no definite rule or principle for these types of design problems. Thus the design practices largely depend on the sense and the experiences of the designer, and consequently result in undesirable design solution. A new and generalized design algorithm has been proposed to support the designer at the preliminary phase of the design of multi-stage gear drives. The proposed design algorithm automates the design process by integrating the dimensional design and the configuration design process. The algorithm consists of four steps. In the first step, the user determines the number of reduction stages. In the second step, gear ratios of every stage are chosen using the random search method. The values of the basic design parameters of a gear are chose in the third step by using the generate and test method. Then the values of the dimensions, such as pitch diameter, outer diameter and face width, are calculated for the configuration design in the next step. The strength and durability of each gear is guaranteed by the bending strength and the pitting resistance rating practices by using AGMA rating formulas. In the final step, the configuration design is carried out using simulated annealing algorithm. The positions of gears and shafts are determined to minimize the geometrical volume (size) of a gearbox while avoiding interferences between them. These steps are carried out iteratively until a desirable solution is acquired. The proposed design algorithm is applied to the preliminary design of four-stage gear drives in order to validate the availability. The design solution has considerably good results in both aspects of the dimensional and the configuration design.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제17권6호
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• pp.13-27
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• 2012

정수계획법 기반 지역 탐색은 단순 언덕오르기 탐색을 기반으로 하는 지역 탐색의 일종으로서 기존의 지역 탐색과는 달리 이웃해 생성 시 정수계획법을 활용한다. 기존 연구 [1]에 의하면 정수계획법 기반 지역 탐색은 경영과학 및 인공지능 분야에서 많은 관심을 받아 온 다차원 배낭 문제를 해결하는 데 매우 효과적인 것으로 알려져 있다. 그러나 해당 연구에서는 OR-Library에 있는 다차원 배낭 문제들 중 규모가 가장 큰 문제들만을 대상으로 하여 정수계획법 기반 지역 탐색의 우수성을 검증하였다는 단점이 있다. 본 논문에서는 그 외의 문제들을 대상으로 정수계획법 기반 지역 탐색을 적용함으로써 보다 객관적으로 정수계획법 기반 지역 탐색의 우수성을 검증한다. 아울러 본 논문에서는 기존의 정수계획법 기반 지역 탐색이 단순 언덕오르기 탐색과 정수계획법을 결합한 것과는 달리 언덕오르기 탐색, 타부 탐색, 시뮬레이티드 어닐링과 같은 다른 지역 탐색 기법과 정수계획법을 결합하는 방안을 제시한다. 실험 결과, 정수계획법 기반 지역 탐색은 중소 규모의 다차원 배낭 문제들에 있어서도 기존의 가장 좋은 휴리스틱 탐색 기법에 비해 유사하거나 더 우수한 성능을 발휘함을 확인하였다.