[發明專利]基于徑向基代理模型的齒輪減速器箱體可靠性優化方法

有效

• 申請號: 201710436758.3
• 申請日: 2017-06-12
• 公開（公告）號: CN107180141B
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發明（設計）人: 黃洪鐘;張偉;李彥鋒;許煥衛;米金華;郭駿宇;李賀
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;G06F30/23;G06F119/14
• 代理公司: 成都虹盛匯泉專利代理有限公司 51268
• 代理人: 王偉

本發明公開了一種基于徑向基代理模型的齒輪減速器箱體可靠性優化設計方法，具體通過建立箱體的徑向基代理模型來替代復雜的設計表達式，簡化了計算，提高了設計效率；本發明方法克服現有的齒輪減速器箱體設計方案不成熟、設計方法通用性不高的問題，解決了常規設計方法對大型、復雜的齒輪減速器箱體設計效率低的問題，降低了設計成本，縮短了設計周期。

技術領域

本發明屬于可靠性優化設計領域，具體涉及一種基于徑向基代理模型的齒輪減速器箱體可靠性優化設計方法。

背景介紹

齒輪減速器箱體(以下簡稱箱體)作為減速器中受力最為復雜的部件，其主要作用是固定、支撐軸及軸上零件，保證齒輪在運轉過程中能夠正常嚙合，同時也是密封和潤滑的基礎件。目前并沒有行之有效的箱體設計方法，當前可行的設計方案是在滿足箱體所需強度以及剛度要求的前提下，按照結構緊湊、質量小以及制造方便等要求設計。但是，此種設計方法在具體實施過程中設計效率較低，且不能夠很好的解決箱體共振問題，難以保證箱體在實際使用過程中的可靠性。

發明內容

本發明的主要目的在于克服現有技術中的上述問題，提供一種基于徑向基代理模型的齒輪減速器箱體可靠性優化設計方法。

為解決上述問題，本發明采用如下技術方案：一種基于徑向基代理模型的齒輪減速器箱體可靠性優化方法，包括如下步驟：

步驟1：確定箱體設計變量及其取值范圍、各級齒輪嚙合頻率值；

步驟2：依據步驟1確定的設計變量建立箱體的參數化三維模型；

步驟3：以步驟1中確定的設計變量為試驗設計的變量，產生試驗樣本點和預測精度檢驗樣本點；

步驟4：建立步驟3產生的試驗樣本點和預測精度檢驗樣本點對應箱體的三維模型；

步驟5：對步驟4中建立的所有樣本點處箱體模型進行靜力學仿真和模態分析，并獲取靜力學結果和模態分析結果及箱體體積；

步驟6：依據步驟5中得到的試驗樣本點處的靜力學結果、模態分析結果及箱體體積建立相應的徑向基代理模型；

步驟7：依據步驟5中獲得的預測精度檢驗點處仿真數據檢驗徑向基代理模型預測精度；

步驟8：如若預測精度不能滿足設定精度要求則增加采樣點數目，重復步驟3～7，直至徑向基代理模型預測精度滿足要求；

步驟9：以步驟6中建立的徑向基代理模型為基礎，建立箱體可靠性優化設計約束條件；

步驟10：以步驟6中獲得的箱體體積徑向基代理模型為優化的目標函數，建立箱體可靠性優化設計模型。

進一步的，步驟5所述的靜力學結果包括箱體最大主應力值、VonMises等效應力值及箱體最大位移值，所述的模態分析結果包括箱體前十階固有頻率值。

進一步的，步驟3所述的產生試驗樣本點和預測精度檢驗樣本點具體為采用以極大極小距離作為優化原則的拉丁超立方試驗設計方法產生一系列試驗樣本點，并且以同樣的方式產生一系列預測精度檢驗樣本點。

本發明的有益效果：本發明的齒輪減速器可靠性優化設計方法通過建立箱體的徑向基代理模型來替代復雜的設計表達式，能夠簡化計算并提高設計效率；本發明方法克服現有的齒輪減速器箱體設計方案不成熟、設計方法通用性不高的問題，解決了常規設計方法對大型、復雜的齒輪減速器箱體設計效率低的問題，降低了設計成本，縮短了設計周期。

附圖說明

圖1為本發明實施例箱體參數化模型效果圖；

圖2為本發明實施例徑向基代理模型建立流程圖；

圖3為本發明實施例箱體可靠性優化策略流程圖。

具體實施方式