电动车变速器箱体拓扑优化设计

针对电动车变速器箱体结构,从正向设计的角度采用变密度的拓扑优化分析方法对箱体内、外筋板及外廓结构展开拓扑优化分析。箱体的拓扑优化以加权应变能作为优化目标,以箱体体积分数、位移、应力、模态频率和制造加工方式为约束条件。基于拓扑优化结果,同时考虑箱体结构的安装、润滑、冷却等功能要求,完成箱体结构的优化设计,并对优化设计的箱体结构进行了有限元静强度和模态特性分析。结果表明,电动车变速器箱体结构静强度和模态频率均高于设计指标,实现了电动车变速器复杂箱体结构的拓扑优化设计。     

2挡电动汽车自动变速器箱体设计及热分析

自动变速器是汽车上重要的传动部件,其性能直接决定到汽车的传动效率。箱体是自动变速器的基础零部件,除支承自动变速器其余各零件正常运转以外,对于自动变速器的散热也起着非常重要的作用,所以对于箱体的热分析具有重要的意义。首先利用Pro E对自动变速器的箱体进行三维建模,并对左右箱体模型进行装配。接下来将装配好的箱体模型导入HYPERMESH进行前处理。通过HYPERMESH进行处理后的箱体模型就可以导入ABAQUS转换为可供计算的有限元模型。并对箱体正确施加载荷和边界条件进行热分析。结果表明箱体设计趋于保守,有较大的优化空间。     

减小变速器轴承支反力的齿轮位置布局优化

以减小某车辆动力换挡变速器不同挡位下轴承座处的支反力为目标,对该变速器变速传动部分进行模型简化,建立齿轮位置布局优化的模型;基于变速器各挡位工作时间分配百分比,利用线性加权法构造出可以综合反映变速器各挡位下箱体支反力的综合优化目标函数,选择MATLAB优化工具箱中求解非线性规划问题的fmincon函数进行求解,结果证明该布局优化方法是可行的,可以为变速器齿轮布局的改进设计提供参考。     

立式磨机减速器模态—振动联合优化分析

针对目前立式磨机传动系统模态优化和结构系统振动优化很难联合开展的现状,以立式磨机减速器齿轮箱结构系统尺寸参数和传动系统尺寸参数为设计变量,以减速器齿轮箱的固有频率避开系统特征频率和箱体振动最小为目标函数,箱体体积、箱体等效应力和综合位移为约束条件,以多目标优化理论为基础,将模态优化和振动优化进行加权处理,在ANSYS中构建了模态—振动联合优化有限元模型,采用先零阶后一阶的优化方法进行迭代求解。优化结果表明,优化后系统固有频率与特征频率的接近率为20.7%,同时振动水平减小了28.4%,联合优化的优化效果良好,研究工作可为多目标联合优化提供方法借鉴,同时对减振降噪实际工程应用也有重要的参考。     

基于Pareto遗传算法的高速插秧机变速器优化设计

以某高速插秧机变速器的优化设计为例,将Pareto最优解概念和遗传算法相结合,在遗传算法的基础上引入群体排序技术、小生境技术和Pareto解集过滤器等技术,并针对设计变量都是离散变量的特点,采用先将生成的随机数变换到约束范围后再圆整到最近离散值的方法,构造了适用于求解多目标优化问题的Pa-reto遗传算法,运用该算法获得了变速器在体积最小、中心距最小和总重合度最大目标下的Pareto最优解集。结果表明,采用Pareto遗传算法优化设计的变速器达到了综合优化设计的效果。     

螺旋槽动压密封液膜汽化相变性能优化分析

针对螺旋槽动压密封液膜发生汽化相变后,严重影响密封运行的可靠性和稳定性的问题,基于密封端面液膜汽化相变,建立了其数值计算模型。采用了以泄漏量和开启力两个密封性能参数为优化目标,螺旋角、槽数、槽深、槽坝比和槽堰比5个密封端面结构参数为变量的五因素、五水平的正交优化试验方案;研究了密封端面液膜汽化相变下,不同密封端面结构参数对密封性能的影响规律。研究结果表明:密封结构参数对泄漏量和开启力的影响灵敏度不同,设计的正交试验方案可以有效地对密封性能进行优化,可为此类工况下的密封装置的结构优化设计和实际操作提供参考。     

基于响应面法的动力电池包箱体轻量化优化设计

为了满足电动汽车电池包箱体高强度、轻量化的设计要求,提出了一种基于数值优化与有限元仿真相结合的动力电池包箱体轻量化设计方法。以电池包箱体各部件的厚度为设计变量,箱体质量最小化为优化目标,三种典型路面工况下箱体的最大等效应力、最大变形量和箱体结构的第2阶约束模态频率为约束条件,建立了箱体轻量化优化数学模型。利用Box-Behnken试验设计获得了5个设计变量3个水平的数值模拟试验组合,采用多元回归分析和帕累托方差分析拟合得到了多项式响应面近似模型,并引入到轻量化优化数学模型中进行了迭代优化,结果表明:优化方案的电池包箱体质量比原方案减少了7.4%,典型路面工况下最大等效应力降低了18.6%、最大变形量减小了22.5%,箱体结构的第2阶约束模态频率提高了14.8%。     

基于MATLAB和LINGO的直齿锥齿轮传动优化设计

以大端端面模数met,小锥齿轮齿数z1,锥齿轮宽度b作为设计变量,以锥齿轮总体积最小为优化目标,以齿轮的强度等要求作为约束条件构建出直齿锥齿轮传动优化数学模型。通过实例给出常规设计方案,借助Matlab软件进行连续变量优化求解,利用Lingo软件进行离散变量优化求解,对求解结果进行综合比较,得出优化设计方案。与常规设计相比,锥齿轮总体积下降约32%,优化效果明显,能为设计选型提供参考。     

火箭炮发射箱可靠性分析及轻量化设计

将结构可靠性理论与有限元法相结合,建立了火箭炮发射箱箱体的响应面随机有限元模型,并对箱体进行了刚强度可靠性分析和结构参数敏感度计算。以发射箱箱体质量最小为目标函数,以对发射箱箱体刚强度可靠度敏感性最高的3个参数为设计变量,以燃气流冲击作用下箱体刚强度可靠度为约束条件,对发射箱箱体进行优化设计。优化结果表明:在满足可靠度的条件下,发射箱箱体质量减小了12%。     

多种动载荷激励下变速器箱体的动态响应分析

变速器箱体是变速器中结构最复杂、所受激励最多的部件,由于动载荷的存在,箱体受到的破坏远大于其静载设计。建立了齿轮传动系统刚柔耦合多体动力学模型,求解了齿轮时变啮合刚度、阻尼、误差及驱动电机转矩波动激励下轴承座位置处动态力响应,以及随机路面谱激励下悬置点处动态力响应,在此基础上,利用模态叠加法对变速器箱体进行动态特性求解分析。结果表明,箱体总体设计较为保守,中间的板类零件变形较大、刚度较小,在设计初期需重点关注。     

变速箱圆柱滚子轴承的设计改进

针对变速箱内第二根轴后端圆柱滚子轴承在使用过程中滚子靠平挡圈外径处的端面磨损严重,造成轴承抱死的现象,分析了轴承过早失效的原因。通过减少滚子的数量,减小平挡圈与垫圈的高度,加大轴向游隙,并对轴承的局部进行了优化,有效地解决了此故障。     

汽车双万向传动中间轴的模糊优化设计

双万向传动中间轴在传动过程中,伴有速度波动,为减少速度波动引起的动载荷影响,设计时要在传递转矩一定的情况下,使中间轴质量最轻。讨论了中间轴设计过程中的模糊因素,建立了以截面积最小的模糊优化设计模型,运用模糊理论和方法获得最优解。     

行星齿轮变速箱的设计研究

本文较详细地讨论了行星齿轮变速箱的设计计算。文中阐述了行星齿轮变速箱的结构参数计算,各档的传动比计算,各构件的转矩、制动转矩和闭锁转矩计算,以及各档的传动效率计算。同时,还附有具体的设计计算示例。因此,本文对于履带车辆、坦克、自行火炮和工程机械等的行星齿轮变速箱的设计计算均具有较重要的指导意义。     

行星齿轮变速箱的设计研究

本文较详细地讨论了行星齿轮变速箱的设计计算，文中阐述了行星齿轮变速箱的结构参数计算，各档的传动比计算，各构件的转矩，制动转矩和闭锁力矩计算，以及各档的传支率计算，同时，还附有具体的设计计算示例，因此，本文地于履带车辆，坦克，自行火炮和工程机械等的行星齿轮变速箱的设计计算均具有较重要的指导意义。     

兆瓦级变桨距风力机组齿轮箱的设计

齿轮箱故障是风力机常见的问题。通过B laded for windows软件,产生在不同风速下兆瓦级变桨距风力机组齿轮箱的各项参数,根据风场的风频,得到载荷谱,从而实现齿轮箱齿轮、轴的设计优化和轴承的最优选择,最终提高齿轮箱的整体寿命和结构的合理性。     

考虑装配误差的轴系结构静力学对比分析

针对传动系统整体分析的复杂性,以轴-齿轮-轴承组成的某附件机匣传动系统中的轴系结构为研究对象,基于接触理论和有限元方法对轴系结构进行了静态仿真,在考虑了装配误差因素的不同轴线平行度偏差的情况下分别对整体轴系结构、齿轮、轴承进行了对比仿真分析.仿真结果表明:随着齿轮轴不平行时误差的增加,轴系结构的等效应力也相应地增加,且齿轮应力变化较为明显,但轴承的应力变化较小,为传动系统在实际装配中齿轮、轴承的设计与优化提供了参考依据.     

关于横置变速器的齿轴排布和润滑系统分析

通过对目前横置变速器的齿轴排布做对比分析,以及对同步器换档冲量的计算,说明变速器齿轴排布和润滑系统的优劣,并提出了一种较合理的齿轴分布和系统润滑方式,对后期的变速器整体设计有着一定的指导作用,并针对目前典型的两腔体变速器的润滑系统改造提供了改造方案.     

工程机械变速箱齿轮布局优化

以工程机械定轴式动力换档变速箱为研究对象,分析了变速箱齿轮布局的拓扑结构,用平面多杆机构来表达其拓扑特征,并绘制了它的拓扑结构图.以此拓扑为基础,建立了以变速箱端面面积最小为目标函数的齿轮布局优化数学模型.最后给出一个优化实例,用遗传算法对该优化模型进行求解.计算结果表明,该种方法能有效减小变速箱端面的面积.     

基于特征灵敏度技术的船用齿轮箱抗振优化设计

舰船传动齿轮箱的设计要求一定的抗振性能和低噪声水平。在对船用齿轮箱模态分析的基础上,从运行环境分析其抗振要求,采用特征灵敏度技术衡量各部件对振动特性的影响权重,然后对低阶固有频率影响程度较大的上盖进行了多目标形貌优化和尺寸优化以获得其加强筋的分布方案,由此得到的结构修改方案显著地提高了齿轮箱的抗振性能。归纳了船用齿轮箱抗振结论和优化设计方法,对同类齿轮箱的抗振设计具有参照意义。