基于MATLAB的齒輪參數(shù)優(yōu)化設計及其有限元分析.pdf

1、本課題基于MATLAB提供的優(yōu)化模塊對深圳某電機有限公司設計生產的汽車自動座椅調節(jié)減速系統(tǒng)進行參數(shù)優(yōu)化設計,利用ANSYS軟件對優(yōu)化后的齒輪應力進行分析對比,再通過壽命模擬測試來驗證優(yōu)化設計后的齒輪系統(tǒng)的可靠性。
　　首先對機械優(yōu)化設計理論進行了較為系統(tǒng)的闡述,介紹了機械優(yōu)化設計的基本概念、優(yōu)化流程,齒輪參數(shù)設計軟件KISSSOFT的齒輪參數(shù)設計及準確齒廓的輸出,將其導入到三維設計軟件SOLIDWORKS。然后針對現(xiàn)在設計和生產的

2、座椅調節(jié)器齒輪系統(tǒng)存在的問題,在不改變動力系統(tǒng)(電機)性能的基礎上,綜合優(yōu)化理論及齒輪傳動原理及齒輪傳動動力學,利用三維設計軟件SOLIDWORKS和齒輪設計軟件KISSSOFT及MATLAB對齒輪參數(shù)及結構進行優(yōu)化。利用MATLAB的優(yōu)化工具箱,以齒輪體積為優(yōu)化的分目標函數(shù),對齒輪尺寸參數(shù)的優(yōu)化,將優(yōu)化后的參數(shù)輸入齒輪設計軟件KISSSOFT中,從中輸出正確的三維齒廓,利用三維軟件SOLIDWORKS對齒輪建模,然后導入有限元分析軟件

3、ANSYS中,對其進行靜態(tài)應力分析,對齒輪系統(tǒng)優(yōu)化前后進行應力比較。
　　對自動座椅調節(jié)器減速系統(tǒng)的優(yōu)化結果表明,通過KISSSOFT齒輪計算軟件、MATLAB軟件優(yōu)化計算及ANSYS的應力及變形分析,對比優(yōu)化設計前后的結果,達到設計要求,能夠將粉末冶金小齒輪改成塑料,重量減輕15％,產品成本減低25%,并且使齒輪嚙合中提高齒輪疲勞壽命得以改善。
　　經過公司試驗室的壽命測試,該產品能滿足要求,并將樣品送至客戶測試,通過了所