[发明专利]一种基于动态可靠度的齿轮系统公差优化计算方法

摘要

本发明提供一种基于动态可靠度的齿轮系统公差优化计算方法，包括，步骤一、齿轮系统公差退化建模，对齿轮系统的设计要求和工艺路线进行分析，确定各敏感公差参数的加工特征、分布特征与成本特征及随时间的退化规律；步骤二、确定齿轮系统广义应力模型；步骤三、确定齿轮系统强度退化模型；步骤四、计算动态可靠度；步骤五、公差优化模型建立以及步骤六、最佳公差确定。本发明将动态可靠度引入到齿轮系统公差优化领域中，改变了传统的以总质量损失为目标的优化模型，能够更加科学客观的评价齿轮系统的工作能力。

主权项

1.一种基于动态可靠度的齿轮系统公差优化计算方法，其特征在于：其具体步骤如下：步骤一：齿轮系统公差退化建模：根据齿轮系统的设计要求和工艺路线，对齿轮系统的公差参数进行分析，确定影响齿轮性能可靠度的敏感公差参数及齿轮的加工特征、分布特征与成本特征，根据齿轮系统全寿命周期的载荷特征，确定各公差参数随时间的退化规律，其中，加工特征指通过各种加工手段能够达到的公差参数的范围，分布特征为各公差参数在出厂时刻值所服从的概率分布；步骤二：建立齿轮系统广义应力模型：根据齿轮系统工作特征，使用仿真方法确定齿轮在一个工作循环内的最大应力，对敏感公差参数进行抽样，确定敏感公差参数集，并计算每个敏感公差参数的最大应力，建立齿轮敏感公差参数与最大应力之间的函数关系式，得到齿轮公差参数广义应力模型；步骤三：建立齿轮系统强度退化模型：根据齿轮的材料、加工特征与分布特征，得到齿轮系统强度退化模型；步骤四：动态可靠度计算：根据步骤二得到的齿轮系统广义应力模型和步骤三得到的齿轮系统强度退化模型计算出齿轮系统在各时刻的最大应力和剩余强度值，判断是否失效，并对敏感公差参数进行抽样，针对每个特定时刻，计算齿轮系统的性能可靠度，从而得到齿轮系统每个时刻的性能可靠度，即动态可靠度；步骤五：建立齿轮公差优化模型：以齿轮系统的动态可靠度作为优化目标，齿轮的成本以及加工能力作为约束构建齿轮公差优化模型；步骤六：确定齿轮系统的最佳公差组合：最后采用遗传算法，求解步骤五确定的齿轮公差优化模型，获得齿轮系统的最佳公差组合。