薄壁齿圈作为齿轮的一种,具有结构紧凑、传动效率高、寿命长等优点,被广泛应用于汽车、工程机械等领域的行星减速器结构中。但是由于结构设计和使用空间的约束,导致齿圈壁厚小、刚性差,在齿圈加工过程中,存在装夹变形以及插齿刀几何参数引起的插削力和插削温度过大的问题,影响齿圈的加工尺寸和齿形精度。因此本文通过遗传算法对齿圈装夹过程中夹具结构参数、夹紧力大小和插齿加工过程中插齿刀几何参数进行优化,减小齿圈在装夹和加工过程中的变形。本文首先介绍了薄壁齿圈的结构特点以及存在的问题,阐述了夹具装夹变形、刀具几何参数和优化技术的研究背景与现状,对于齿圈目前存在的问题提出了相应的解决方案,并对本文所使用的遗传算法和优化技术所需要的软件和解决问题的方案进行了介绍。其次,建立齿圈装夹方案的数学模型,进行有限元仿真分析得出变形量,通过对齿圈现有装夹夹具结构的分析,改变现有的结构,以改善后的结构参数和夹紧力大小为变量,以最大装夹变形量最小为目标函数,通过多岛遗传算法进行优化,将优化后的结果进行有限元仿真验证分析。然后,根据插齿加工过程中插削力和插削温度过大导致齿形精度不高的原因,而插齿刀几何参数作为影响插削力与插削温度的因素之一,可以通过优化插齿刀几何参数减小插削力与插削温度进而提升齿形精度。在UG中对插齿刀和齿圈建立三维模型,将三维模型导入Hypermesh中划分网格,之后导入ABAQUS中设置材料本构模型、切削分离准则、接触摩擦模型、定义单元类型和边界条件,进行插齿加工过程仿真分析,得出插削力与插削温度的变化规律。分析X、Y、Z三个方向的插削力变化规律,通过ABAQUS数据处理计算出插削合力,提取插削合力作为下文优化插齿刀几何参数的目标函数,同时提取插齿加工过程中最大的插削温度作为下文优化插齿刀几何参数的另一个目标函数。最后,以插齿刀的前角、后角为试验因素,通过优化拉丁超立方试验设计取得多个样本点,利用有限元仿真分析得出相应的插削力与插削温度大小,采用响应面近似模型分别拟合插齿刀前角、后角与插削力、插削温度的函数关系式。将建立好的近似模型以插齿刀前角和后角为变量,插削力与插削温度最小为目标函数,通过多岛遗传算法进行优化,得到插削力与插削温度最小时的插齿刀几何参数。通过对插齿刀几何参数的优化研究,插削力由11269.7N减小到7306.58N,减小了35.17%,插削温度由335.1℃减小到225.3℃,减小了32.77%,优化效果显著,对于研究由于插削力与插削温度过大导致的齿圈齿形精度不高的问题具有重要意义。对插齿刀几何参数的优化采用计算机优化平台与有限元仿真分析相结合,进行近似模型的建立代替有限元仿真分析,有效的缩短了仿真分析所耗费的大量时间,提高了刀具设计效率,对于其他刀具设计也有重要参考意义。