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分析现有齿轮传动优化设计方法在全局优化方面的不足。针对一类载荷系数一定的直齿圆柱齿轮传动设计的体积优化问题,建立非线性优化模型。基于模型特点的分析,采用变量组合与取自然对数的变量变换方法,将原非线性问题等价地转化为含混合变量的线性规划模型,并设计一类求解混合变量的线性规划问题的全局优化方法。将这一系列方法应用于研究典型的直齿圆柱齿轮传动优化设计案例,并与已有设计优化方法比较。结果表明：该全局优化方法得到的大小齿轮分度圆柱体积小于其他方法得到的圆整最优值。