[發(fā)明專利]一種汽車減速器齒輪參數(shù)自動優(yōu)化設(shè)計方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210561489.4
• 申請日: 2022-05-23
• 公開（公告）號: CN115168981A
• 公開（公告）日: 2022-10-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 梁宏宇;郭相坤;白學(xué)斌;賈旭東;于博瑞;張鵬;金子崳;王學(xué)旭
• 申請（專利權(quán)）人: 中國第一汽車股份有限公司
• 主分類號: G06F30/15
• 分類號: G06F30/15;G06F30/27;G06N3/12;G06F119/14
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠(yuǎn)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 23211
• 代理人: 劉景祥

1.一種汽車減速器齒輪參數(shù)自動優(yōu)化設(shè)計方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一：利用齒輪仿真軟件搭建軸齒結(jié)構(gòu)模型；

步驟二：利用軟件開發(fā)平臺獲取已搭建好模型，并完成齒輪仿真軟件的二次開發(fā)；

步驟三：利用軟件開發(fā)平臺對模型進(jìn)行宏觀參數(shù)優(yōu)化；

步驟四：利用軟件開發(fā)平臺對完成宏觀參數(shù)優(yōu)化的模型進(jìn)行微觀參數(shù)優(yōu)化。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述齒輪仿真軟件為Masta；所述軟件開發(fā)平臺為Matlab，宏觀參數(shù)優(yōu)化和微觀參數(shù)優(yōu)化過程均根據(jù)多目標(biāo)遺傳算法進(jìn)行優(yōu)化。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述步驟一具體內(nèi)容為：根據(jù)減速器的主要結(jié)構(gòu)，將減速器各個模塊劃分，并依次在Masta里完成建模；根據(jù)設(shè)計指標(biāo)初選兩級齒輪副的中心距及傳動比，確定各部件的材料屬性，初選各部件的基本參數(shù)，完成模型參數(shù)配置。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述步驟二具體內(nèi)容為：配置Matlab與Masta的聯(lián)合仿真環(huán)境，通過MATLAB獲取已建立的Masta仿真模型；通過檢索Masta的官網(wǎng)或利用Masta軟件自帶的變量查找功能，檢索齒輪宏觀參數(shù)的設(shè)計參數(shù)和性能結(jié)果、齒輪微觀參數(shù)的設(shè)計參數(shù)和性能結(jié)果的腳本路徑定義；通過Masta的API系統(tǒng)，實現(xiàn)MATLAB外部軟件對Masta模型的控制；所述API系統(tǒng)功能為：設(shè)計參數(shù)修改、Masta模型仿真和性能結(jié)果參數(shù)調(diào)取。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述步驟三具體包括：確定需要優(yōu)化的齒輪宏觀設(shè)計參數(shù)及需要驗證的齒輪宏觀性能參數(shù)；設(shè)置載荷譜為最大且設(shè)置扭矩的工況點；使用MATLAB自帶的最優(yōu)化工具箱選擇遺傳算法或使用MATLAB自編程序進(jìn)行優(yōu)化；并最終確定適應(yīng)度函數(shù)，性能參數(shù)指標(biāo)超過基本范圍需加懲罰函數(shù)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，需要優(yōu)化的所述齒輪宏觀設(shè)計參數(shù)包括模數(shù)、壓力角、螺旋角、變位系數(shù)、齒頂高系數(shù)和齒根高系數(shù)。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，需要驗證的齒輪宏觀性能參數(shù)包括端面重合度、縱向重合度、總重合度、有效漸開線起始圓直徑、齒根圓直徑、基圓直徑、齒頂厚、最小接觸疲勞安全系數(shù)、最小彎曲疲勞安全系數(shù)、最小接觸靜安全系數(shù)和最小彎曲靜安全系數(shù)。

8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述步驟四具體包括：確定需要優(yōu)化的齒輪微觀設(shè)計參數(shù)和需要驗證的齒輪微觀性能參數(shù)，將遺傳算法參數(shù)設(shè)置成與齒輪宏觀參數(shù)一致；確定適應(yīng)度函數(shù)，各工況的傳遞誤差在小于最大設(shè)計值的前提下盡可能小，最大應(yīng)力要滿足在一定范圍內(nèi)，且應(yīng)力在分布圖中的最大應(yīng)力坐標(biāo)與中心點的距離加權(quán)值小，加權(quán)的權(quán)項為各個工況的應(yīng)力分布，權(quán)值為該工況的使用頻率和設(shè)計指標(biāo)的偏重；性能參數(shù)指標(biāo)超過基本范圍需加懲罰函數(shù)。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述需要優(yōu)化的齒輪微觀設(shè)計參數(shù)包括齒廓修形鼓形量、齒向修形鼓形量、壓力角修正量、螺旋角修正量和齒頂緣修正量。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述需要驗證的齒輪微觀性能參數(shù)包括傳遞誤差和應(yīng)力分布。