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

1、本課題基于MATLAB提供的優(yōu)化模塊對(duì)深圳某電機(jī)有限公司設(shè)計(jì)生產(chǎn)的汽車自動(dòng)座椅調(diào)節(jié)減速系統(tǒng)進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì),利用ANSYS軟件對(duì)優(yōu)化后的齒輪應(yīng)力進(jìn)行分析對(duì)比,再通過壽命模擬測(cè)試來驗(yàn)證優(yōu)化設(shè)計(jì)后的齒輪系統(tǒng)的可靠性。
　　首先對(duì)機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)理論進(jìn)行了較為系統(tǒng)的闡述,介紹了機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)的基本概念、優(yōu)化流程,齒輪參數(shù)設(shè)計(jì)軟件KISSSOFT的齒輪參數(shù)設(shè)計(jì)及準(zhǔn)確齒廓的輸出,將其導(dǎo)入到三維設(shè)計(jì)軟件SOLIDWORKS。然后針對(duì)現(xiàn)在設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的

2、座椅調(diào)節(jié)器齒輪系統(tǒng)存在的問題,在不改變動(dòng)力系統(tǒng)(電機(jī))性能的基礎(chǔ)上,綜合優(yōu)化理論及齒輪傳動(dòng)原理及齒輪傳動(dòng)動(dòng)力學(xué),利用三維設(shè)計(jì)軟件SOLIDWORKS和齒輪設(shè)計(jì)軟件KISSSOFT及MATLAB對(duì)齒輪參數(shù)及結(jié)構(gòu)進(jìn)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(biāo)函數(shù),對(duì)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(shè)計(jì)軟件KISSSOFT中,從中輸出正確的三維齒廓,利用三維軟件SOLIDWORKS對(duì)齒輪建模,然后導(dǎo)入有限元分析軟件

3、ANSYS中,對(duì)其進(jìn)行靜態(tài)應(yīng)力分析,對(duì)齒輪系統(tǒng)優(yōu)化前后進(jìn)行應(yīng)力比較。
　　對(duì)自動(dòng)座椅調(diào)節(jié)器減速系統(tǒng)的優(yōu)化結(jié)果表明,通過KISSSOFT齒輪計(jì)算軟件、MATLAB軟件優(yōu)化計(jì)算及ANSYS的應(yīng)力及變形分析,對(duì)比優(yōu)化設(shè)計(jì)前后的結(jié)果,達(dá)到設(shè)計(jì)要求,能夠?qū)⒎勰┮苯鹦↓X輪改成塑料,重量減輕15％,產(chǎn)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(jīng)過公司試驗(yàn)室的壽命測(cè)試,該產(chǎn)品能滿足要求,并將樣品送至客戶測(cè)試,通過了所