[发明专利]螺旋锥齿轮形性协同制造的智能参数驱动模块化设计方法

摘要

本发明公开了一种螺旋锥齿轮形性协同制造的智能参数驱动模块化设计方法，通过数值载荷齿面接触分析(NLTCA)构建形性协同制造中加工参数与物理性能的直接函数关系，探究二者之间的关联规律，为MOO加工参数反调及形性协同系统建模提供基础。考虑螺旋锥齿轮的齿面弯曲特性和高使役性能要求，基于精确的双曲面壳单元模型的求解分析。采用有限元法和线性规划法相结合的形式求解NLTCA的目标函数，建立加工参数与齿面物理性能评价项的直接关联规律。双曲面壳单元模型兼容了圆柱壳和圆锥壳模型特点，能更精确的反映齿面的弯曲特性。基于双曲面壳单元模型的螺旋锥齿轮及设定的边界条件，既考虑了齿轮啮合刚度又考虑了齿轮接触柔性，保证NLTCA的数值结果更真实有效。

主权项

1.一种螺旋锥齿轮形性协同制造的智能参数驱动模块化设计方法，包括以下步骤：i)将整个协同制造系统参数驱动过程集成为一个几何与物理性能协同的齿面设计与优化系统，建立一个基本的输入—输出基本框架，建立形性协同制造的参数驱动模型；ii)对步骤i)确定的参数驱动模型进行智能参数驱动模块化设计ii.1)建立多目标优化(MOO)加工参数反调模型，确定其目标函数；ii.2)通过数值载荷齿面接触分析(NLTCA)进行加工参数与齿面物理性能评价ii.2.1)齿面弯曲特性分析；ii.2.2)精确的有限元建模；ii.2.3)齿面啮合刚度和接触柔性求解；ii.2.4)NLTCA的精确计算；ii.3)决策与优化方案；ii.3.1)影响因子的参数驱动优化与处理；ii.3.2)基于物理性能优化的多目标优化(MOO)目标齿面确定；ii.3.3)基于几何性能优化的齿面加工参数精确反调。