随着全球可再生能源市场的迅速发展，风力发电逐渐成为能源工业新的增长点。齿轮箱作为风电机组中重要的组成部件之一，其可靠性对整个系统有着至关重要的影响。随着风电机组向大功率发展，体积问题日益凸显，优化设计己成为降低风力发电成本的有效手段。论文围绕如何在保证齿轮箱可靠性的同时，尽量减轻齿轮箱的体积展开了研究。论文分析了齿轮箱的故障模式及影响，确定了齿轮箱的主要失效零件，建立了主要失效零件以及齿轮系的可靠性评估模型。以可靠度最大和体积最小为目标函数，建立了齿轮系的参数优化模型。以MATLAB为工具，采用遗传算法结合罚函数法求解优化模型，并得到了最优解。对优化前后的齿轮系进行了可靠性评估，评估结果显示优化解更合理。针对优化后的齿轮系，对行星架进行了模糊可靠性优化设计。把失效事件拓展为双向模糊事件，利用导出的模糊可靠度计算公式，对行星架进行了模糊可靠性评估，评估结果显示优化参数在减轻体积的同时，也满足了可靠性要求，并与传统可靠性设计准则的计算结果进行了比较，结果显示论文改进的设计准则更符合实际工况。为了验证可靠性优化的分析结果，并弥补应力—强度“干涉”模型的不足，采用蒙特卡洛法对齿轮系和行星架进行了可靠度随机模拟，以蒙特卡洛法的计算结果验证齿轮系优化结果的正确性和提出的行星架模糊可靠性设计准则的合理性。